이중석의 마켓 인사이트 | 경제·데이터 칼럼
요약: 인공지능(AI) 데이터센터와 리쇼어링(제조업 귀환)이 촉발한 전력 수요 급증은 미국에서 ‘원전 르네상스’ 서사를 다시 호출하고 있다. 그러나 1960~70년대 1차 원전 붐 때부터 미해결로 남은 방사성 폐기물의 장기 처리·처분 문제가 재부상하며, 정책·산업·투자 의사결정의 실질적 병목으로 작동하고 있다. 본 칼럼은 최근 보도·데이터를 토대로 원전 확대의 현실적인 시간표와 재무·규제 리스크, 그리고 투자 포지셔닝의 원칙을 10년·25년 축에서 제시한다.
1) 무엇이 달라졌나: AI가 연 ‘전력의 시대’, 원전이 다시 호출되다
미국 정부는 5월, 향후 25년간 원전 발전을 4배로 확대하라는 행정명령을 통해 대형 경수로와 차세대 소형모듈원자로(SMR) 건설 가속 의지를 밝혔다. 이어 지난주에는 웨스팅하우스의 모회사인 카메코와 브룩필드가 정부와 함께 약 800억 달러 규모의 원전 건설 계약을 체결했다는 보도가 나왔다. 이는 연방정부가 주주로 참여하는 독립 원자력 기업으로의 웨스팅하우스 분할·상장 추진 가능성까지 거론되는 중대 이벤트다(모두 관련 보도 근거).
민간 수요도 꿈틀댄다. 구글-넥스트에라는 듀언 아널드 에너지센터 재가동에 나섰고, 마이크로소프트-컨스텔레이션은 스리마일섬 1호기를 2028년 재시동할 계획이다. 메타는 일리노이 클린턴 원전과 20년 PPA를 체결했다. 무탄소·24/7 전원을 대규모로 확보하려는 빅테크의 전력 전략은 원전의 기저부하 가치와 결합하며, 데이터센터 입지·송전·냉각 등 ‘전력-디지털 인프라 동거’의 새로운 시대를 예고한다.
2) 숫자로 본 현실: ‘20% 기여’의 노후함, 그리고 비용·시간의 벽
- 미국 내 원전은 28개 주에서 운영 중인 94기가 전체 전력의 약 20%를 생산한다. 대부분이 1967~1990년 사이에 건설됐다(보도 기반).
- 1990년 이후 준공된 신규 원전은 단 두 기에 불과하며, 최근 2년 사이에야 가동됐다. 이들 프로젝트는 예산을 150억 달러 이상 초과했고 수년 지연됐다(보도 기반).
- 사용후핵연료는 39개 주 79개 부지에 95,000미터톤 이상이 임시 저장 중이며, 매년 약 2,000미터톤이 추가된다(보도 기반).
- 연방 에너지부(DOE)는 법률상 사용후핵연료 인수·저장 책임을 지지만, 영구 처분시설 부재로 납세자는 매년 최대 8억 달러의 손해배상을 부담한다. 1998년 이후 누적 111억 달러가 지급됐고, 향후 총액은 수백억 달러대로 늘 수 있다(보도 기반).
이는 두 가지를 시사한다. 첫째, 기존 자산은 노후화됐고 새 자산은 비용·기간·규제의 삼중벽에 직면해 있다. 둘째, 폐기물 거버넌스 미완이 재무부담으로 환류되며, 새로운 확대 국면에서도 가장 현실적인 지연 요인으로 작동할 가능성이 크다.
3) 폐기물 거버넌스: 유카 마운틴의 교훈과 해외 선행사례
미국은 1987년 네바다 유카 마운틴을 국가 단일 지질학적 처분장으로 지정했으나, 규제기관·의회·법원·지역사회 갈등이 이어졌고 2010년 프로젝트는 중단됐다(보도 기반). 반면 핀란드는 세계 최초 영구 지하 처분시설(온칼로) 가동을 마무리 단계에 두었고, 스웨덴도 시공에 착수했다. 핵심은 “지질·과학적 타당성 + 사회적 수용성 + 안정적 재원”의 삼위일체 설계다.
미국도 대안을 모색한다. 1957년 미 국립과학원은 심층 지하 처분을 권고했고, 최근에는 딥 아이솔레이션이 석유·가스 수평시추 기술을 결합한 딥 보어홀 처분을 제안했다. 이 회사는 DOE 산하 ARPA‑E로부터 그랜트를 받고 텍사스 캐머런에서 2027년 실물 규모 시연을 추진한다(보도 기반). 개념은 직경 18인치 수직 구멍을 수천 피트 파고, 수평 전환 구간에 내식성 용기(길이 16피트, 6,000파운드)를 병렬 적층해 수천 년 격리 저장하는 방식이다. 동일 부지 저장이 가능하면 도로·철도 운송 리스크를 줄일 수 있다.
동시에 재처리(reprocessing)가 다시 부상했다. 큐리오·샤인 테크놀로지스·오클로 등이 사용후핵연료 재처리로 SMR 연료를 만들려는 시도에 나섰고, 오클로는 테네시 오크 리지에 16억 8,000만 달러 규모 연료 재처리 시설을 계획하며 TVA와의 협업도 발표했다. 오클로는 2027년 말~2028년 초 아이다호 폴스의 아우로라 고속로 가동을 목표로 하나, 아직 NRC 최종 승인 없음·매출 없음·주가 변동성 높음 등 개발자 리스크가 분명하다(모두 보도 기반).
전 NRC 위원장 앨리슨 맥팔레인은 “폐기물은 지하 심층에 넣어야 한다”고 하면서도, 재처리는 비용이 과다하고 새로운 폐기물 흐름을 만든다며 비효율적이라고 평가했다. 딥 보어홀에 대해서도 구현성에 회의적 견해를 밝혔다. 그는 현재 원전이 유틸리티 규모 태양광·풍력·천연가스 대비 가장 비싼 전원에 속한다고 지적했다(보도 기반). 이 비판은 비용·시간·수용성의 삼중 과제를 재확인시킨다.
4) SMR·FOAK(최초실증)의 ‘시간표 리스크’—2030년의 현실 점검
SMR은 표준화·모듈화로 시공 리스크를 줄이고, 분산형 전원으로 입지유연성을 높일 수 있다는 기대가 크다. 누스케일·홀텍·카이로스·X‑에너지(아마존 후원) 등이 개발 중이나, 미국 내 가동 중인 SMR은 아직 없다. 현재 건설 중인 유일한 SMR은 빌 게이츠가 공동 설립한 테라파워의 와이오밍 케머러 프로젝트로 2030년 말 가동 목표다(보도 기반). FOAK‑NOAK(최초-차수 확산) 격차를 감안하면, 2030년대 중반까지는 제한된 수의 상용 SMR이 단계적으로 등장할 가능성이 높다.
핵심은 현실적인 로드맵이다. 정책 당국과 시장은 “2030년 첫 가동→2035년 소수 확산→2040년대 중대형 포트폴리오”라는 점진적 사다리를 전제하고 금융·공급망을 맞춰야 한다. 급진적 수치목표는 시장금리와 건설비 급등기에 실무적 좌초로 이어질 수 있다.
5) AI 시대의 전력수요와 원전의 역할: ‘기저부하+탈탄소’의 조합
AI 데이터센터는 24/7 전력 가용성과 고신뢰가 필수다. 태양광·풍력의 변동성은 대규모 저장·수요반응·송전 강화가 병행될 때 보완되지만, 단독으로는 초대형 데이터센터의 ‘항시 전력’를 보장하기 어렵다. 이 지점에서 원전은 무탄소 기저부하로서 빅테크 PPA 시장과 맞물린다. 실제로 구글·MS·메타의 움직임은 전력소비 대기업이 장기 PPA·자체 프로젝트·재가동 등 다양한 방법으로 원전 옵션을 편입하고 있음을 보여준다(보도 기반).
다만 원전은 건설리드타임·비용·규제의 삼중 벽에 여전히 취약하다. 따라서 10~15년 내에는 “재가동·수명연장(Life Extension) + 소수 FOAK SMR + 기존 대형로 성능개선”의 조합으로 한정적 증가에 그칠 가능성이 높다. 25년 축까지 보면 “표준화된 NOAK SMR”이 분산형 산업단지·데이터센터 주변에서 의미 있는 비중을 차지할 수 있다. 전력믹스의 중기적 현실화는 ‘원전 확대’가 아니라 ‘원전 유지·재가동의 체계화’와 ‘송전·저장·수요반응과의 조합’에 있다.
6) 재무·규제의 이중 난제: 비용의 시간가치와 사회적 수용성
재무 측면에서 원전은 초대형 초기투자(CAPEX)·긴 공사기간·높은 규제비용이 결합돼 자본비용 상승에 취약하다. 금리 고점 구간에서는 규모의 경제와 국가 보증형 금융(예: 규제자산기반·장기 CfD 등)이 병행되지 않으면 리스크를 가격화하기 어렵다. 규제 측면에서는 안전성·지진·수자원·폐기물 논쟁이 지역 수용성과 직결된다. 유카 마운틴의 교훈은 “과학적 타당성만으로는 부족하고, 정치·사회적 설계가 선행돼야 한다”는 점이다.
여기에 폐기물 소송 리스크가 재무부담으로 직결된다. DOE의 법적 의무 지연은 납세자 부담으로 환류됐고(누적 111억 달러, 연간 최대 8억 달러: 보도 기반), 향후 SMR 포함 신규 사이클에서도 동일 문제가 반복될 소지가 있다. 처분장·재처리·딥 보어홀 등 대안의 실증·승인·책임귀속 체계를 선제적으로 제도화하지 않으면, 민관 모두 자본배분을 늘리기 어렵다.
7) 정책·산업 시나리오: 10년·25년 축의 가능경로
| 구분 | 2025~2035 (10년) | 2035~2050 (25년) | 정책/산업 트리거 |
|---|---|---|---|
| 현실적 기본(Baseline) | 기존 대형로 수명연장·성능개선, 일부 재가동; FOAK SMR 1~3건 가동 시작 | NOAK SMR 점진 확산(산업단지·데이터센터 인접), 원전 비중 소폭 상향 | 폐기물 중간저장 고도화, 딥 보어홀·재처리 파일럿의 규제 학습 |
| 가속(Accelerated) | 재가동·수명연장 대폭 확대, FOAK SMR 5건+ 동시 진행 | SMR 표준화·금융프레임 정착, 신규 대형로 일부 재개 | 연방 차원의 처분장 로드맵+재정지원, PPA·RAB·CfD 등 금융안전망 |
| 지연(Stalled) | 안전·폐기물 갈등 격화, FOAK 지연/취소 | SMR 상업화 둔화, 원전 비중 정체·감소 | 유카 마운틴식 갈등 재현, 소송·NIMBY 확대, 고금리 장기화 |
칼럼니스트 견해: 현재는 현실적 기본(Baseline) 경로에 가깝다. 가속 시나리오로 옮기려면 폐기물 최종처분 로드맵과 FOAK‑NOAK 금융 프레임이 동시 작동해야 한다. 반대로 정책 혼선·지역 갈등이 격화되면 지연 시나리오로 이동한다.
8) 투자지형: 무엇이 구조적으로 바뀌고, 무엇을 경계해야 하나
8‑1. 구조적 수혜·연쇄
- 전력 유틸리티(핵심 원전 자산 보유): 안정적 기저부하·무탄소 속성에 PPA 수요가 결합. 수명연장·재가동·성능개선 CAPEX의 규제 수용이 핵심(보도 속 컨스텔레이션 사례 등 시사).
- 엔지니어링·연료주기·서비스: O&M·연료공급·디지털 제어 등 운영부문은 “신규 건설 지연 리스크” 대비 현금흐름 가시성이 높다.
- SMR 밸류체인(중장기): 2030년 첫 가동→2035년 일부 확산. 초기엔 개별 개발자 리스크가 크므로, 표준화·금융 프레임 진척 확인 필수.
- 데이터센터·산업단지 전력: 원전과의 직·간접 PPA가 새로운 전력조달 포트폴리오를 만든다(메타·MS·구글 사례).
8‑2. 경계·완충 장치
- FOAK 테마 과열: 오클로 사례처럼 매출 전·NRC 승인 전 기업은 변동성이 극심하다(보도 기반). 실증·수주·재무 프레임 가시화 전 과열 추격은 피한다.
- 금리·자본비용: 원전은 장기·대규모 CAPEX 의존적이다. 금리 하방 경로가 확보되거나, 국가 보증형 금융이 제공될 때 밸류에이션 확장력이 커진다.
- 폐기물·지역 수용성: 소송·지연이 재무부담으로 직결된다(납세자 손해배상 사례). 딥 보어홀·재처리 파일럿 성과·책임 귀속 제도화 확인이 관건.
9) 규제·재무 ‘체크리스트’: 가속 시나리오로 가려면
- 최종처분 로드맵의 제도화: 영구 처분장(혹은 동등 기능) 목표연도·입지 선정·재정 프레임 명문화. 딥 보어홀·재처리는 보완 수단으로 파일럿 일정을 촘촘히 공시.
- FOAK‑NOAK 금융 프레임: RAB(규제자산기반)·장기 CfD 등 위험분담 메커니즘. 금리 고점 구간에선 국가 보증·녹색분류 지원 병행.
- NRC‑주 규제 동기화: 라이선스 심사 간소화와 안전기준 명확화. 표준설계 승인과 모듈화를 결합해 심사 반복을 축소.
- 전력시장과의 통합: 데이터센터·산업수요와 직접 PPA를 용이하게 하는 제도. 송전·저장·수요반응과 원전의 시스템 통합이 필요.
- 지역사회 수용성 플랫폼: 이익공유(일자리·세수·요금안정), 투명한 안전·환경 커뮤니케이션. 유카 마운틴의 갈등을 재현하지 않는 설계가 핵심.
10) 반(反)논점 점검: 원전이 ‘가장 비싼 전원’이라는 주장에 대하여
원전이 유틸리티 규모 태양광·풍력·천연가스 대비 평균비용이 높은 전원이라는 지적(맥팔레인 전 위원장)은 타당하다. 다만 시스템 관점에서 보면 무탄소·24/7 가용이라는 속성은 변동성 전원의 균형추 역할을 한다. 정책과 금융이 장기 확약을 통해 자본비용을 낮추고, FOAK‑NOAK 사다리를 타며 표준화가 진전되면, 상대비용은 달라질 수 있다. 비용이 높은 현재의 ‘스냅샷’만으로 미래의 ‘동태적 균형’을 단정하는 건 섣부르다. 결국 답은 “원전 유지·재가동 체계화 + NOAK 표준화”의 속도에 달려 있다.
11) 데이터·사례 재확인(보도 근거)
- 정부 목표·계약: 25년간 원전 4배 확대 행정명령, 약 800억 달러 규모 원전 건설 계약, 웨스팅하우스 분할·상장 가능성(보도 기반).
- 현황·성과: 미국 94기 원자로, 전력 20% 생산(28개 주·1967~1990년 건설), 1990년 이후 준공 신규는 2기·150억 달러+ 초과·지연(보도 기반).
- 폐기물: 39개 주 79개 부지 95,000t+, 연 2,000t 추가; 납세자 손해배상 누적 111억 달러·연 최대 8억 달러(보도 기반).
- 유카 마운틴: 1987 지정→2010 중단(보도 기반). 해외는 핀란드 온칼로·스웨덴 프로젝트 진전.
- 대안: 딥 아이솔레이션(ARPA‑E 그랜트·2027 텍사스 캐머런 시연), 재처리(큐리오·샤인·오클로), 오클로(오크 리지 16억8,000만 달러·아우로라 2027~2028 목표·NRC 승인대기·매출 없음·주가 변동 큼)(보도 기반).
- SMR: 미국 내 가동 실적 없음. 유일한 건설 중 SMR은 테라파워 케머러(2030년 말 목표)(보도 기반).
- 민간 수요: 구글‑넥스트에라 듀언 아널드, MS‑컨스텔레이션 TMI‑1(2028), 메타‑클린턴 20년 PPA(보도 기반).
- 비판·인용: 맥팔레인(원전 비용·재처리·딥 보어홀 회의), 팀 저드슨(원전의 데이터센터 즉시해법 회의), 빌 게이츠(폐기물은 결정적 저해요인 아님)(보도 기반).
12) 칼럼니스트의 결론: ‘폐기물’이 관건이다—투자자는 5가지 마일스톤을 추적하라
첫째, 원전 르네상스의 성패는 폐기물 거버넌스에 달려 있다. 최종처분 로드맵이 제도적으로 공표·이행되지 않으면, FOAK‑NOAK 사다리는 중간에 무너질 수 있다. 유카 마운틴의 교훈은 과학이 아닌 정치·사회 설계의 중요성을 말한다.
둘째, 10년 축에서는 ‘재가동·수명연장·성능개선’의 체계화가 가장 빠른 해법이다. 가동 가능한 자산의 효율을 높이고, 규제 친화적 CAPEX를 인정받는 유틸리티가 중기 승자다.
셋째, 25년 축에서 SMR은 현실적인 대안으로 성장할 수 있다. 그러나 이는 표준설계 승인·금융 프레임·공급망이 동시에 맞물릴 때 가능하다. 개별 개발자의 주가가 아닌, 산업의 제도화를 먼저 본다.
넷째, AI 시대의 원전은 무탄소 기저부하로서 데이터센터·산업 전력의 포트폴리오를 재편한다. 다만 전력시스템은 원전·재생·저장·송전·수요반응이 통합 최적화될 때 비용효율이 극대화된다.
다섯째, 투자자는 다음 5가지 마일스톤을 추적하라.
- M1: 연방 차원의 최종처분 로드맵(연도·입지·재정) 공표
- M2: FOAK SMR의 일정 지연률·단가 학습치(→ NOAK 가격경로)
- M3: 딥 보어홀·재처리 파일럿의 기술·규제 성적표
- M4: 빅테크·산업계 장기 PPA의 확대(재가동·SMR 포함)
- M5: RAB·CfD 등 금융 프레임의 제도화(주·연방 레벨)
부록 | 자주 묻는 질문(FAQ)
Q1. ‘원전 4배 확대’는 현실적인가?
A1. 25년 축에서 가능한 ‘최고치 시나리오’다. 10년 축에서는 수명연장·재가동이 실현가능한 핵심이며, SMR은 2030년대 중반부터 의미 있는 비중으로 확산될 수 있다(보도·규제 리드타임 근거).
Q2. 재처리는 핵심 해법인가?
A2. 일부 SMR 연료 보완 수단이 될 수 있으나, 비용·폐기물 흐름·핵확산 우려 등으로 전면 해법으로 보긴 어렵다(보도에 인용된 전문가 견해).
Q3. 딥 보어홀은 실현 가능한가?
A3. 기술·규제 불확실성이 크다. 2027년 텍사스 캐머런 실증 결과가 분수령이다. 현장 병행 저장과 운송 리스크 완화는 매력적이지만, 장기간 안전성·회수가능성 검증이 필수다.
Q4. 데이터센터 전력에 원전이 즉시 해법인가?
A4. 전면 해법은 아니다. 재가동·수명연장은 단기 보탬이지만, 신규는 리드타임이 길다. 단기에는 저장·송전·수요관리와의 조합이 더 현실적이다.
Q5. 투자 1순위는?
A5. 현금흐름 가시성이 높은 운영·연료·서비스와, 규제·금융 프레임이 뒷받침되는 유틸리티. FOAK 단일회사 ‘올인’은 지양하고, 제도화의 속도에 베팅하는 분산 접근이 합리적이다.
맺음말
AI가 열어젖힌 ‘전력의 시대’에 원전은 다시 무대 중앙으로 소환됐다. 그러나 폐기물이라는 오래된 질문에 답하지 못하면, 이번 르네상스는 또 한 번 미완으로 끝날 수 있다. 미국은 유카 마운틴의 교훈을 발판 삼아 과학·정치·금융의 퍼즐을 맞춰야 한다. 투자자는 현실의 시간표와 제도화의 속도를 냉정히 추적해야 한다. 정교한 거버넌스 위에만, 원전 르네상스는 에너지 안보·탈탄소·디지털 경쟁력의 삼중 우위로 귀결될 것이다.
