미국 전력·에너지 시장이 근본적 재편 국면에 진입했다. 2025년 8월 18일 발표된 구글-카이로스 파워-테네시강유역개발공사(TVA)의 50MW급 소형모듈식원자로(SMR) ‘허미스-2’ 공동 건설‧전력구매계약은 단일 사업을 넘어 빅테크·원전 스타트업·공기업 삼각 연대 모델을 정립했다는 점에서 장기 파급력이 막대하다. 본 칼럼은 해당 프로젝트가 향후 10년 이상 미국 전력산업·자본시장·에너지전환 로드맵에 미칠 구조적 영향을 면밀히 진단한다.
1. 사건 개요와 핵심 수치
- 건설지 : 테네시주 오크리지
- 노형 : Kairos Power ‘Hermes-2’ (액체염 고온냉각·출력 50 MW)
- 상업운전 목표 : 2030년
- 전력구매계약 (PPA) : TVA→구글, 구매 용량 50 MW, 계약기간 20 년(+옵션)
- 재무 구조 : 구글·카이로스 선투자(건설·시운전 리스크 부담) + TVA 장기 전력 구매
표 1은 현 시점 미국에서 가동 · 건설 · 계획 단계에 있는 주요 SMR 사업을 정리한 것이다.
| 사업명 | 노형/기술 | 출력(MW) | 운전 개시 | 주요 투자자 |
|---|---|---|---|---|
| Hermes-2 | 액체염 MSR | 50 | 2030 | 구글·Kairos Power·TVA |
| Natrium | 나트륨냉각 SFR | 345 | 2031 | 테라파워·GEH·DOE |
| VOYGR-6 | NuScale PWR | 462(77×6) | 2030 | NuScale Power·UAMPS |
| AP300 | Westinghouse iPWR | 300 | 2033 | Westinghouse·UK EDF 등 |
2. 빅테크 전력 수요 vs. 전력망 한계
생성형 AI 광풍으로 미국 데이터센터 전력수요는 연 평균 12% 이상 증가하고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 2023년 3%에 불과했던 데이터센터 전력 비중이 2030년 최소 8%까지 확대될 것이라고 전망했다. 특히 켄터키 밸리-테네시-조지아 축은 저렴한 토지·풍부한 수계·송전망 인프라 덕에 ‘AI 벨트’로 부상 중이다.
그러나 기존 가스·석탄 기반 발전원은 탄소배출·연료가격 변동·규제라는 삼중 리스크에 직면했다. 구글·마이크로소프트·아마존 등 빅테크는 2030년 100% 탄소 무배출 전력(24×7 CFE) 목표를 선언해 이미 풍력·태양광 PPA를 대량 체결했지만, 간헐성을 보완할 기저부하가 숙제로 남았다. 이때 50~300MW급 SMR은 데이터센터 단일 캠퍼스에 ‘맞춤형’으로 붙일 수 있고, 열효율 40% 이상·45년 이상 운전이 가능하다는 점에서 최적 솔루션으로 부상했다.
3. 경제성 분석: LCOE 시뮬레이션
필자는 Discounted Cash Flow 모델과 DOE 비용 인플레이터를 활용해 Hermes-2의 평균 발전원가(LCOE)를 추산했다.
| 항목 | 가정 값 | 비고 |
|---|---|---|
| CAPEX | $7,100/kW | 초도노형 프리미엄 포함 |
| O&M / 연료비 | $18/MWh | 액체염 핵연료 주기 7년 |
| 가동률 | 92% | MSR 특성 |
| 할인율 (WACC) | 6.0% | TVA AAA 채권 기반 |
시뮬레이션 결과 상업운전 5년차 LCOE는 59 $/MWh로 추정됐다. 이는 2024년 테네시 주 가스복합화력 LCOE (72 $/MWh) 대비 18% 낮은 수치다. 2050년까지 탄소가격이 톤당 100달러로 상승하면 경제성 우위가 더욱 확대된다.
4. 정책·규제 프레임
IRA(Inflation Reduction Act) 시행령에 따라 2025~2032년 착공 SMR은 최대 30% ITC(투자세액공제) 또는 $25/MWh PTC(생산세액공제) 중 택일 가능하다. 또한 에너지부 (DOE) ‘Loan Programs Office’가 50억 달러 한도로 최장 30년, 금리 5.5% 고정 융자를 제공한다.
NRC는 2024년 ‘Part 53’ 첨단노형 인허가 절차를 신설해 <허가 + 검증> 병렬 심사를 허용했다. 이는 과거 PWR 심사기간(평균 5.2년)을 3.0년 이내로 단축하는 효과가 있다. Hermes-2 건설·운전면허 콤보 신청이 성공하면, 후속 SMR 사업자는 비용과 기간을 추가로 20% 이상 줄일 수 있다.
5. 자본시장·산업사슬 파급효과
5-1. 전력유틸리티
TVA는 한때 60년 된 석탄화력 3GW 폐쇄를 두고 가스·재생에너지 믹스를 계획했으나, SMR 도입으로 탄소·메탄 배출권 (₵ 6.2/kWh) 부담을 상당 부분 상쇄할 수 있다. 이는 투자등급 채권 스프레드를 15bp 가량 낮추는 함수가 될 전망이다.
5-2. 원전 기자재·모듈 제조
- BWX Technologies… 헤비 모듈·증기발생기 공급 가시화
- Holtec … SMR-160 캐니스터 라인 증설 결정 가능성
- NuScale … 라이선스 경험을 서비스로 판매, 사업 모델 전환
5-3. 빅테크–에너지 교차 투자
MS Azure·AWS는 이미 데이터센터 주변에 ‘원전 전용 마이크로그리드’ 조달 계약을 검토 중이다. SMR PPA가 표준화되면, 빅테크의 Scope 2 탄소감축 비용은 RE100 신용 장부보다 25% 낮아진다.
6. 리스크 요인
(1) 초도노형 비용 초과 : CAPEX $7,100/kW은 DOE 베이스라인인 $5,300/kW 대비 34% 높다. 공정 지연 시 LCOE 경쟁력이 손상될 수 있다.
(2) 사용후핵연료 관리 : 액체염 MSR은 고준위 폐기물 형태가 기존 PWR과 달라 규제 공백이 존재한다.
(3) 공공 수용성 : 데이터센터-원전 결합 모델이 지역사회 전력요금 상승을 초래할 경우 NIMBY 갈등이 확대될 수 있다.
7. 장기 시나리오·전망
필자는 2035년 미국 SMR 누적 설치용량을 세 가지 경로로 추정했다.
| 시나리오 | 누적 용량(GW) | 주요 가정 |
|---|---|---|
| 보수적 | 3.5 | 초도 4기만 상업화, ITC 만료 |
| 기준 | 9.0 | Part 53 프로세스 확산, PTC 연장 |
| 상향 | 14.5 | 빅테크 PPA 러시, 탄소가격 $100/톤 |
상향 시나리오에서는 SMR이 전체 데이터센터 전력소비의 35%를 책임진다. 이는 기존 천연가스 수요를 연 1.1 TCF 감소시키고, 전력 탄소배출을 1.8억 톤 줄이는 효과가 있다.
8. 투자 전략 및 정책 제언
투자자는 ① SMR 밸류체인(모듈 제작·인허가 컨설팅) ② AI-전력 하이브리드 리츠 ③ 녹색 PPA 채권에 포트폴리오를 분산시킬 필요가 있다. 또한 IRS 세액공제 연장 여부가 2026년 중간선거까지 불확실성 요인인 만큼, 슬로 스테거링(Slow Staggering) 방식으로 자본 투입 시점을 분할하는 방어적 접근이 유효하다.
정책 당국은 Fast-Track FOA(Funding Opportunity Announcement)를 통해 SMR-데이터센터 복합단지를 혁신 클러스터로 지정하고, 지역 STEM 인력 양성·송전망 증설 비용을 보조해야 한다. 또한 사용후핵연료 규제 공백을 해소하기 위해 NRC·DOE·EPA 공동 가이드라인을 2027년까지 제정할 필요가 있다.
9. 결론
허미스-2 프로젝트는 전통 원전 실패 사례의 재연인가, 아니면 에너지전환 패러다임 전환점인가. 필자는 후자에 무게를 둔다. 빅테크가 직접 위험을 부담하고 공기업이 구매 확약서를 제공하는 구조는 리스크-리턴 배분을 혁신적으로 재설계했다. 향후 10~15년 간 SMR—AI 시너지의 현실화 여부는 ‘저탄소 전력의 민주화’를 가름할 열쇠가 될 것이다. 투자자와 정책 결정자는 이 거대한 구조 변화를 가시권에 두고 장기적 시야에서 전략을 수립해야 한다.
