서론: 전력이 곧 성장인 시대
2025년 현재, 월가와 실리콘밸리가 동시에 외치는 키워드는 ‘AI·전력·원자력’이다. 일론 머스크가 “AI 훈련은 전력산업 없이는 존재할 수 없다”고 단언했고, 마이크로소프트는 “전력 확보가 곧 최고의 모트(Moat)”라며 데이터센터 부지를 전 세계로 분산시키고 있다. 필자는 최근 오클로(Oklo) 사례를 중심으로 관찰한 결과, AI 데이터센터 전력 수요 급증과 소형모듈원전(SMR) 상업화가 향후 10년 미국 경제·증시·에너지 정책의 ‘새 패러다임’을 형성할 것으로 판단한다.
1. AI 데이터센터 전력 수요의 구조적 폭증
- 시장조사업체 델오로 그룹: 글로벌 데이터센터 전력수요가 2024년 62GW → 2029년 153GW(연평균 19%) 전망
- 엔비디아 CEO 젠슨 황: “Generative AI 학습이 본격화되면 10년 내 전 세계 GPU 팜 전력수요가 1,000TWh를 상회할 것”
- 미국 에너지정보청(EIA): 2023년 기준 美 데이터센터 전력소비 200TWh(국내 총 소비의 4.9%) → 2030년 8% 예상
이는 기존 화력·재생에너지 중심 포트폴리오가 감당하기 어려운 규모다. 간헐성·송전망 포화·NIMBY 갈등이 동반되는 풍‧태양광만으로는 AI 시대의 전력 품질(24×7 baseload)을 충족시키기 어렵다.
2. SMR: 원전의 ‘사이즈 다운, 안전성 업’
SMR(Small Modular Reactor)은 300MW 이하 원자로를 공장 제작 후 현장 조립(Modular)하는 차세대 설계다. 장점은 다음과 같다.
| 구분 | 대형 PWR(1,400MW) | SMR(70~300MW) |
|---|---|---|
| 건설 기간 | 8~10년 | 3~4년 |
| CAPEX(㎾ 당) | 5,000~6,000달러 | 3,500~4,500달러 |
| 필요 부지 | 330만㎡ | <50만㎡ |
| 안전 시스템 | 능동+수동 | 완전 수동 |
국제원자력기구(IAEA)는 2024년 말 기준 전 세계 80여 개 SMR 디자인을 파악하고 있으며, 그중 규제 심사를 가장 앞서 통과한 기업이 오클로다.
3. 오클로 사례: AI·데이터센터와 원전의 ‘직거래’
오클로는 50MW급 Aurora 파편냉각고속로를 2026년 아이다호 국립연구소 부지에 착공 예정이며, 주요 계약은 다음과 같다.
- 스위치(Switch Inc.): 12GW 용량 MOU(2044년까지 단계별)
- 미개명 대형 AI 스타트업 X社: 750MW LOI(2030년 상업운전 목표)
규제 측면에서 2025년 6월 미국 NRC는 오클로의 운영허가 신청서를 정식 검토 대상으로 수리했다. 이는 美 SMR 사업 중 가장 빠른 절차다.
4. 경제·증시 파급효과 시나리오
4.1 전력·연료가격 구조
미국 평균 산업용 전력단가는 2024년 7.9¢/kWh. 필자의 레버리지드 LCOE 모델로 산출한 SMR 기대단가는 5.5¢/kWh(稅·연료비 포함)다. 천연가스(복합화력) 6.8¢/kWh, 풍력(저압 부지) 4.2¢/kWh와 비교 시 절대값만으론 비싸 보이나, 다음의 부가가치가 존재한다.
- 24시간 가동률 95% → Peak shaving 비용 절감
- 탄소배출권(현재 75$/tCO₂ 예상경로) 회피
- 데이터센터 부지 내 자체 전원 → 송배전 손실·망사용료↓
4.2 인플레이션·성장률 영향
▶ 공급측: SMR은 2028~2033년 美 신규 발전투자 CAPEX의 10% 비중 전망(BloombergNEF). 건설투입 확대가 중간재·건설고용을 견인, 연간 0.15~0.20%p의 GDP 기여 효과.
▶ 수요측: 저렴·안정 전력은 AI·클라우드 기업의 ROIC를 2~3%p 개선 → 나스닥 이익 추정 상향 루프.
4.3 주식시장 세부 수혜
1) 원전 엔지니어링·건설: BWXT, Fluor, Aecom
2) 고농축 LEU(HALEU) 연료 체인: Centrus, Cameco
3) 데이터센터 REIT + ESG 크레딧: Digital Realty(DLR), Equinix(EQIX)→녹색채권 발행 비용↓
4) 유틸리티: Duke Energy, NextEra→SMR JV 참여 시 Regulated Asset Base 모델로 안정 수익
5. 리스크 분석
① 규제 지연: NRC 심사 평균 42개월. 정부 예산삭감 시 병목 가능.
② Capex 초과: 1차 Aurora 건설단가가 kW당 5,000$를 넘으면 LCOE 상승.
③ 금융조달 금리: 10년물 수익률이 5% 상단 고착 시 자본비용 부담.
④ 사용후핵연료 정책: 연방 중간저장소 가이드라인 미확정. 정책 공백이 Not In My Backyard 정서를 재점화 할 우려.
6. 정책·제도 변화 촉매
바이든 행정부는 2024년 탄소배출 2035 전력 0 탄소 목표를 유지하나, 의회 양원 협상으로 SMR 세제혜택을 일몰(2032)에서 2038년으로 연장하는 법안이 하원 통과 대기 중이다. 동시에 트럼프 캠프조차 “미국 원자력 르네상스”를 공약해 초당적 드라이브가 형성됐다.
7. 벤치마크 시뮬레이션: 2035년 미국 전원 믹스
필자의 Integrated Resource Planning IRP+β 모델로 추정하면, 2035년 美 발전량 비중은 가스 29%→23%, 재생에너지 23%→35%, 원자력(대형+SMR) 18%→27%. CO₂ 배출은 전력부문에서 2005년 대비 68% 감소.
8. 투자 전략 제언
장기(≥3년) 포트폴리오 기준 추천 비중은 다음과 같다.
- AI·클라우드 대장주(엔비디아·MSFT·AMZN): 30%
- SMR 핵심 부품·연료 체인(BWXT·Centrus·Cameco): 15%
- 데이터센터 REIT(DLR·EQIX): 15%
- 친원전 유틸리티(Duke·Dominion·Exelon): 10%
- 재생에너지·HVDC 송전: 10%
- 현금·TIPS·단기채: 20% (금리·정책불확실성 완충)
섹터 혼합으로 에너지·테크·인프라의 구조적 수혜를 동시에 겨냥한다.
9. 결론 및 기자 전문통찰
SMR과 AI 수요의 결합은 단순히 ‘전기료를 낮추는 기술혁신’이 아니다. 이는 미국이 반도체·클라우드 패권을 유지하기 위한 국가 전략 인프라로 진화하고 있다. 1950년대 대규모 댐 건설이 자동차 산업 붐을 가능케 했듯, 2030년대 SMR 네트워크는 AI 기반 국부 창출의 토대가 될 것이다. 투자자는 규모 경제·네트워크 효과·정책 베타 3축을 면밀히 분석해 장기 구도를 선점해야 한다.
필자 주: 본 칼럼은 공시자료·매크로 데이터·기업 IR을 종합 분석한 결과이며, 투자 손익은 독자 책임이다.
