딥테크 혁신이 견인하는 소형모듈원자로(SMR)의 미래
전세계 에너지 산업계에서 혁신이 일고 있다. 탈탄소화, 분산화, 디지털혁신(DT)이 맞물려 돌아가는 가운데 소형모듈원자로(SMR)가 주목받고 있다.
SMR은 단순한 에너지원이 아니라 탄소중립 목표 달성을 위한 필수적인 기술로 자리 잡았다. 세계 각국의 전문가들은 2030년대부터 SMR 시장이 비약적으로 성장할 것이라고 예측하고 있다.
캐나다 SMR위원회는 이 시기에 연간 80GW의 전력 생산과 한화 약 135조원 규모의 시장이 형성될 것이라고 전망하고 있다. 롤스로이스는 2035년까지 65~85GW의 시장이 구축될 것이라고 전망했고, 블룸버그 NEF는 2040년까지 무려 1,376GW에 달할 것으로 경고했다.
이러한 변화 속에서 SMR은 석유화학 플랜트, 수소 생산, 지역 난방, 담수 생산 등 다양한 산업에 활용될 수 있는 다재다능한 솔루션으로 떠오르고 있으며, 특히 SMR의 유연한 설계는 그 가능성을 높여가고 있다.
디지털트윈(DW)의 가상화 기술은 SMR의 혁신을 견인하는 중요한 요소다. 물리적 현상을 디지털로 구현해 시뮬레이션으로 분석하는 디지털트윈은 SMR의 설계·운영 과정에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 식별하고 해결하는 데 도움을 주고 있으며, 이를 통해 운영 효율성을 극대화하고 안전성을 강화할 수 있다.
SMR은 증기 발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등의 주요 구성 요소를 통합한 혁신적인 형태로 전기 출력이 30만kW 이하인 원자로다. 모듈화된 설계를 통해 공장에서 제작된 후 현장에서 신속히 조립함으로써 건설 기간을 단축하고 비용을 대폭 절감이 가능한 점은 SMR의 장점으로 꼽힌다.
다양한 지역에서 분산형 전원으로 활용가능하다는 특징으로, 간헐성이 문제인 재생에너지의 완벽한 대안으로 SMR이 떠오르고 있는 것이다.
SMR이 재조명받는 이유는 명확하다. 기존 원전의 100분의 1에 해당하는 크기로 설계되어 방사능 유출 위험을 최소화하고 사고 발생 시 붕괴열이 적어 안전성이 강화된 것으로 차세대 에너지 솔루션으로서의 가능성을 더욱 높여준다.
다물리 시뮬레이터의 결합은 SMR의 운영 효율성을 극대화하는 데 중요한 역할을 한다. 유체의 흐름과 열전달을 정밀하게 모델링해 SMR의 설계·운영 과정에서 발생할 수 있는 문제를 미리 예측하고 해결할 수 있는 기반을 제공한다.
이러한 시너지 효과는 SMR 기술이 보다 신뢰성 있는 에너지 솔루션으로 자리 잡는 데 중요한 요소로 작용한다.
최근에는 글로벌 빅테크가 SMR을 선택하며 원전 관련 주식들이 급등하는 흐름이 포착되고 있다.
아마존이 SMR 개발에 5억달러 이상을 투자하며 도미니언 에너지, 에너지 노스웨스트, X-에너지 등에서 전력을 공급받기로 한 결정으로 관련 시장에 활력을 불어넣고 있다.
한국은 SMR 기술 개발에 있어 글로벌 경쟁력을 보이고 있다. 정부는 110대 국정과제 중 하나로 원자력 산업 생태계 강화를 내세우며 독자 SMR 노형 연구개발에 집중 투자하고 있다.
2030년대 상용화를 목표로 한 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR) 설계도 진행 중이다.
이에이트 또한 관련 시장에서 입지를 확대하고 있다. 국내 토종기술로 독자 설계한 시뮬레이션(NFLOW) 기술 기반의 디지털트윈 포트폴리오(NDX프로)를 바탕으로 어느 기업보다 앞서 디지털트윈 시장에 진입해 스마트시티, 이차전지(배터리), 에너지/화학 등 다양한 산업 분야에서 레퍼런스를 쌓아 왔다.
총 1,035억원이 투입되는 ‘가상원자로 시뮬레이션 통합 플랫폼 개발 사업’에도 참여하고 있다. 과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회(NST)가 고신뢰도 가상원자로를 활용해 SMR을 신속히 검증하고 수출 경쟁력을 확보하기 위한 이 프로젝트는 국책 연구기관들이 주축이 되어 추진하고 있다.
앞서 언급한대로, SMR은 여러 분야에 적용될 수 있는 차세대 에너지원으로 자리를 잡았다. 관련 업계는 기술 개발에 매진하며 시장 확대와 생태계 확장에 집중하고 있다. 재생에너지의 문제점을 보완하고 분산형 전원으로 활용가능한 SMR의 미래, 시장을 선점하기위해 정부와 기업 간 협력이 필요하다.
글: 류 수 영 / 플랫폼사업본부장 / 이에이트