원자력이 데이터 센터( Data Center)붐의 핵심 동력일까?

Nainish Gupta는 POWWR의 재생에너지 인증 포트폴리오 및 규정 준수 담당 이사입니다.

펜실베이니아주 해리스버그 외곽에 위치한 쓰리마일 아일랜드 원자력 발전소는 미국 역사상 최악의 상업용 원자력 사고가 발생한 곳입니다. 1979년 방사성 물질이 환경으로 유출된 참사 이후, 원자력은 위험한 사업으로 여겨져 소수의 기관만이 추진했습니다. 수년간 발전소가 폐쇄된 후, 이제 원자력은 르네상스를 맞이하고 있습니다.

쓰리마일 아일랜드는 Microsoft와의 전력 구매 계약 체결 후 데이터 센터에 전력을 공급하기 위해 2027년 크레인 클린 에너지 센터(Crane Clean Energy Center)로 재가동될 예정입니다. Meta는 또한 1.1GW 규모의 계약을 체결한 후 폐쇄 위기에 처했던 일리노이주 원자력 발전소를 구했습니다. 이 두 건의 주요 거래는 hyperscalers가 핵 에너지를 수용하고 광범위한 신규 성장을 추진하는 추세가 확대되고 있음을 보여줍니다.

원자력은 저탄소 배출로 안정적인 전력을 제공하지만, 에너지 시장을 진정으로 재편하고 르네상스의 약속을 실현할 수 있는 잠재력을 갖추려면 복잡한 운영, 재정 및 인력 문제를 극복해야 합니다.

수요를 주도하는 데이터 센터

트럼프 행정부의 최근 정책 지원으로 원자력 개발이 새로운 속도로 가속화되었지만, 투자 증가는 수년 전부터 예상되어 왔습니다. 2023년 바이든 행정부 시절, 미국은 기후 목표 달성을 위해 2050년까지 전 세계 원자력 발전 용량을 세 배로 늘리겠다는 공약에 20개국 이상과 함께 동참했습니다. 각국은 환경에 해를 끼치지 않으면서 전 세계적으로 급증하는 에너지 수요를 충족할 방법을 모색해 왔고, 그 필요성을 충족하기 위해 원자력 발전에 눈을 돌렸습니다.

하지만 현재 우리가 목격하고 있는 급증세에서 다른 점은 기업들이 원자력 발전소를 다시 가동하려는 엄청난 속도입니다. 기업들은 인공지능과 클라우드 컴퓨팅의 폭발적인 성장을 지원하는 데 필요한 데이터 센터에 전력을 공급하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 골드만삭스에 따르면, AI만으로 인해 향후 5년 동안 데이터 센터의 전력 수요가 165% 증가할 것으로 예상됩니다.

이러한 전력 수요는 기술 기업들이 수년간 가동이 중단된 원자력 시설을 장기 전력 구매 계약의 대가로 수억 달러를 기꺼이 투자하는 독특한 역학 관계를 만들어냈습니다. 전통적인 전력 고객과 달리, 이러한 기업들은 노후화된 원자력 인프라를 다시 가동하는 데 필요한 상당한 선행 투자를 정당화하는 수십 년 장기 계약을 체결할 수 있습니다.

원전 재가동의 현실

미국에는 현재 94기의 원자로가 가동 중이며, 18기의 원자로는 이미 폐쇄되었거나 폐쇄될 예정입니다. 폐쇄되었거나 폐쇄될 원자로의 거의 절반은 현재 원자력 규제 위원회(NRC)의 재가동 심사를 받고 있습니다. 나머지는 노후되어 가동이 불가능할 정도로 비용이 많이 듭니다. 그럼에도 불구하고 재가동이 가능한 원자로들은 수년간 가동이 중단되어 왔으며, 재가동을 위해서는 수억 달러의 업그레이드 비용과 장기간의 프로젝트 기간이 필요합니다.

최소 5년 이상 판자로 막혀 있는 건물을 생각해 보세요. 상태와 관계없이 수리, 업그레이드, 그리고 점검이 필요합니다. 원자력 발전소처럼 고도로 전문화되고 민감한 건물에서는 이러한 필요성이 더욱 커집니다. 폐쇄된 시설은 운영 허가를 복원하고, 규제 준수 기준을 충족하며, 주요 취약점인 최신 사이버 보안 기준의 부재를 해결해야 합니다.

현재 우리가 처한 정교한 사이버 위협 환경은 이러한 오래된 발전소 중 일부가 마지막으로 운영되었던 시절과 비교하면 완전히 새로운 세상입니다. 미국 전력 회사에 대한 사이버 공격은 작년에 70%나 급증한 것으로 알려졌습니다. 발전소가 악의적인 공격자에게 취약해지지 않도록 대대적인 업그레이드가 필요합니다.

또 다른 병목 현상은 공급망입니다. 원자력 발전이 쇠퇴하면서 우라늄 봉 생산 능력이 축소되었고, 이러한 제조 인프라를 재건하는 데는 시간이 걸릴 것입니다. 이러한 부품은 기존 재고에서 신속하게 조달할 수 있는 부품이 아니라, 특수 시설과 엄격한 품질 관리가 필요합니다.

인적 자본 또한 마찬가지로 어려운 과제입니다. 지난 10년 동안 원자력 발전소 운영 경험이 풍부한 대부분의 사람들은 시설이 폐쇄되면서 은퇴했고, 그 과정에서 모든 제도적 지식도 함께 사라졌습니다. 새로운 운영자를 양성하는 것은 하룻밤 사이에 이루어지지 않을 것입니다. 이러한 직책은 복잡한 안전 프로토콜에 대한 광범위한 자격증과 경험이 요구되는 고도로 전문화된 직책입니다. 원자력 엔지니어에게 더 나은 인센티브를 제공하는 다른 분야와의 경쟁으로 상황은 더욱 복잡해지고 있으며, 이로 인해 전력 회사들이 인재를 유치하고 유지하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

더 폭넓은 에너지 믹스가 여전히 중요한 이유

업계가 이러한 장애물을 극복하고 나면, 아무리 낙관적인 원자력 시나리오라도 다양한 에너지 포트폴리오의 필요성을 완전히 없앨 수는 없습니다. 이 기간 동안 일부 천연가스 및 재생에너지 프로젝트가 중단되었지만, 지속적인 성장세도 보였습니다. 텍사스주 에너지 기금은 2027년 가동을 목표로 하는 122메가와트 천연가스 발전소 건설을 위한 첫 번째 대출을 승인했습니다.

원자력에 대한 투자가 급증한다고 해서 원자력이 다른 모든 자원을 대체하는 것은 아닙니다. 다양한 기술이 전력망 운영에 각기 다른 목적을 제공하기 때문입니다. 원자력은 우수한 기저부하 전력을 제공하지만, 전력망은 수요 변동에 맞춰 신속하게 증감할 수 있는 유연한 발전 시스템도 필요합니다. 태양광과 풍력은 간헐적인 발전이라는 어려움에도 불구하고 많은 분야에서 비용 효율적이며 에너지 믹스에서 앞으로도 중요한 역할을 할 것입니다.

원자력 개발이 가능한 경우에도 발전소 가동까지 오랜 시간이 걸리기 때문에 수년간의 전환 기간 동안 다른 기술들이 그 공백을 메워야 합니다. 에너지 안보를 위해서는 단일 기술에 모든 것을 걸기보다는 여러 에너지원이 협력하여 운영되어야 합니다.

에너지 시장과 미래 자금 조달의 재편

데이터 센터는 원자력 산업에 이전에는 거의 경험해보지 못했던 기회를 제공했습니다. 바로 장기적으로 보장된 전력을 위해 선불로 비용을 지불하려는 고객입니다. 기업들은 보조금 지급을 바라는 대신 안정적인 전력 수요에 자금을 투자하고 있습니다. 이는 진정한 시장 수요에 기반한 자금 조달 모델을 구축합니다. 이 모델이 성공한다면 기술 기업을 넘어 다른 산업의 프로젝트에 대한 미래 자금 조달 방식을 형성할 수 있습니다.

이러한 수요 증가로 산업이 성장함에 따라, 원자력 발전소 재가동 프로젝트가 속도를 낼 것이라는 우려가 커지고 있습니다. 하지만 서두를 수는 없습니다. 성공을 위해서는 정책 지원, 인력 개발에 대한 지속적인 투자, 공급망 강화, 그리고 주요 인프라 프로젝트의 특징인 불가피한 지연과 비용 초과에 대처할 인내심이 필요합니다.

이러한 야심찬 프로젝트들이 발표 단계에서 실제 건설 및 운영 단계로 넘어가는 향후 10년 동안 진정한 시험대에 오를 것입니다. 원자력의 잠재력은 여전히 ​​유망하지만, 비현실적인 일정을 향해 성급하게 달려가는 것은 원자력 산업이 이루고자 하는 르네상스 그 자체를 훼손할 수 있습니다.