건설 허가 따낸 빌 게이츠의 테라파워, 연료 부족에 ‘스톱’ 위기

빌 게이츠가 설립한 원전 기업 테라파워(TerraPower)가 차세대 원전 상용화를 향한 최대 고비를 넘었으나, 정작 원자로를 가동할 '연료'가 없어 프로젝트 자체가 장기 표류할 수 있다는 경고등이 켜졌다.

정보기술(IT) 전문 매체 기즈모도(Gizmodo)가 5일(현지시각) 보도한 내용에 따르면, 미국 원자력규제위원회(NRC)는 와이오밍주 케머러(Kemmerer)에 건설될 테라파워의 345MW급 소형모듈원자로(SMR) ‘나트륨(Natrium)’에 대한 건설 허가를 만장일치로 승인했다.

이는 미국에서 상업용 원자로 건설 허가가 난 사례로는 약 10년 만이며, 비경수로형 차세대 원자로로서는 40여 년 만의 쾌거다. 하지만 화려한 승인 소식의 이면에는 러시아에 종속된 핵연료 공급망이라는 거대한 늪이 도사리고 있다.


테라파워의 나트륨 원전은 액체 나트륨을 냉각재로 사용하는 4세대 원자로로, 2031년 가동을 목표로 하고 있다. 그러나 이 원자로를 돌리기 위해 필수적인 '고순도 저농축 우라늄(HALEU)'의 수급이 현재로선 사실상 불가능한 상태다.
현재 전 세계에서 HALEU를 상업적 규모로 공급할 수 있는 국가는 러시아가 유일하다. 러시아 국영 원자력 기업 로사톰(Rosatom)의 자회사인 테크스나브엑스포르트(Techsnabexport)가 시장을 독점하고 있기 때문이다.

테라파워는 2022년 러시아의 우크라이나 침공 이후 "도덕적·상업적 이유로 러시아산 연료를 쓰지 않겠다"라고 선언했으나, 이는 곧 '대안 없는 고립'을 자초하는 결과가 됐다.


미국 에너지부(DOE)는 최근 27억 달러(약 3조9000억 원) 규모의 예산을 투입해 'HALEU 가용성 프로그램'을 가동하며 자급자족을 꾀하고 있다. 하지만 본지가 최신 데이터를 분석한 결과, 자국 내 공급량은 수요를 감당하기에 턱없이 부족하다.

테라파워 케머러 원전이 2028년부터 2037년까지 정상 가동하려면 연간 평균 15t(톤)의 연료가 필요하지만, 미국 내 유일한 HALEU 농축 기업인 센트러스 에너지(Centrus Energy)의 2024년 기준 생산 능력은 연간 900kg에 불과하다.
이는 필요량의 고작 6% 수준이다. 에너지부가 추진하는 '무기용 우라늄 희석(Downblending)' 방식 역시 지속 가능한 상업 원전의 대안이 될 수 없다는 지적이 업계 안팎에서 쏟아지고 있다.


이번 사태는 테라파워에 대규모 지분 투자를 단행한 SK그룹과 HD현대, 그리고 설계에 참여 중인 한국전력기술 등 국내기업들에도 시사하는 바가 크다.

한국 기업들은 테라파워와의 파트너십을 통해 글로벌 SMR 시장 진출을 꾀하고 있으나, 핵심 연료인 HALEU의 러시아 의존도가 해결되지 않을 경우 사업의 경제성과 가동 안정성이 크게 위협받을 수밖에 없다.

특히 인공지능(AI) 데이터센터로 인한 전력 수요 폭증으로 국제 우라늄 가격이 파운드당 130달러를 웃도는 강세를 보이는 상황에서, 연료 확보 실패는 곧 투자 가산점 하락으로 이어질 가능성이 크다.

관련 업계의 한 고위 관계자는 "미국 정부가 인허가 속도를 높이며 기술적 승인을 내준 것은 고무적이지만, 연료 공급망이라는 기초 체력이 없는 상태에서는 상업적 가동이 공염불에 그칠 수 있다"라고 우려했다.

다만, 이러한 공급망 공백은 역설적으로 한국 원전 기업들에 미국 주도 '핵연료 동맹'의 핵심 파트너로 진입할 기회를 제공한다. 두산에너빌리티와 같은 주기기 제작 업체들이 단순 하청을 넘어 공급망 재편의 중심축으로 격상될 수 있다는 분석이 나오는 이유다.


테라파워는 남아프리카공화국의 ASP 아이소토프(ASP Isotopes)와 손을 잡고 2027년부터 현지 생산 시설을 가동하겠다는 우회로를 찾고 있다. 하지만 남아공 정부의 인허가 절차와 국제 원자력 기구의 검증 등을 고려할 때, 5년이라는 남은 시간 동안 '연료 공백'을 완벽히 메우기에는 역부족이라는 분석이 지배적이다.

빌 게이츠의 나트륨 원전이 2031년 와이오밍주의 전력망을 실제로 밝힐 수 있을지는 기술의 완성도가 아닌, 러시아를 배제한 새로운 핵연료 공급망 구축 속도에 달려 있다.

한국 기업들 또한 단순한 투자자를 넘어 글로벌 에너지 패권 재편의 핵심 ‘공급망 파트너’로서의 노릇을 고민해야 할 시점이다.


서진욱 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com