급성장하는 AI 산업 키워드는 원전…“재생에너지 확대에 필수”

글로벌 기업, 안정적 전력수급 관건
구글·메타, SK·HD현대 원전확보 경쟁
“재생e 변동성에 원전 안정성 필수”

2025 기후산업박람회 SMR 전시부스./정순영 기자

인공지능(AI)·반도체 산업의 급격한 성장에 따라 글로벌 기업들의 안정적 전력 확보 경쟁이 치열하다. MS, 구글, 메타, 아마존, 오픈AI 등은 AI 사업에 필요한 전력을 안정적으로 공급받기 위해 원전과 소형모듈원전(SMR) 전력구매계약(PPA)을 체결하거나 직접 데이터센터를 원전 인근에 배치하는 전략을 추진하고 있다.

7일 원전 업계에 따르면 구글과 메타는 미국 원전 기업과 SMR 전력계약을 맺었고, 아마존은 원전이 직접 가동하는 데이터센터를 인수해 안정적 전력 확보에 나섰다. 마이크로소프트가 20년 PPA를 체결한 스리마일섬 원전 1호기는 2028년 상업운전을 재개할 예정이며, 오픈AI도 2027년 SMR 가동을 목표로 개발 속도를 높이고 있다.

국내 기업도 원전에너지 확보 경쟁에 뛰어들었다. SK와 HD현대는 테라파워에 각각 2억5000만 달러와 3000만 달러를 투자했고, 두산에너빌리티·삼성물산·현대건설 등도 미국 SMR 기업에 참여하고 있다.

한국경제인협회 자료에 따르면 철강·석화·반도체·AI 4대 산업의 전력 수요를 재생에너지로만 충당할 수 있는 비율은 53.4%에 불과하다. 재생에너지 공급만으로는 초과 수요를 감당하기 어렵고, 안정적 전력 공급을 위해 원전을 포함한 무탄소 전력 확보가 필수적이라는 분석이다.

재생에너지는 날씨와 환경 변수에 따른 출력 변동성이 크고, AI·반도체 등 민감 산업에는 안정적 전력 공급이 어렵다. 기업들은 원전 PPA를 통해 에너지 안정성을 확보하며, 원전 이용률을 소폭 높이는 것만으로도 전력 수급 불균형을 상당 부분 완화할 수 있다.

전문가들은 AI 산업 경쟁 심화와 탄소중립 목표 달성을 위해 원전과 재생에너지의 균형 있는 믹스가 필요하다고 강조한다. 원전업계 관계자는 "재생에너지는 안정성이 확보되지 않으면 공정 전력으로 활용하기 어렵고, 산업계에서는 부대 전력 정도로만 사용된다"며 "원전 활용 없이는 산업 경쟁력 확보가 어렵다"고 말했다.

한국수력원자력에 따르면 지난해 기준 세계 가동 원전 439기 중 238기가 계속운전 승인을 받았고, 204기가 계속 운전 중이다. 국내 원전도 고리2·3·4호기, 한울1·2호기, 한빛1·2호기의 계속운전 허가 절차가 진행 중이며, 안전성 평가와 설비 개선을 통해 안정적 운전이 가능하다.

AI 산업 전력 수요 급증과 재생에너지 한계가 맞물리면서, 원전은 현실적인 무탄소전력 대안으로 주목받고 있다. 에너지업계 관계자는 "2030년까지는 신재생 에너지가 절반 정도 공급원을 이끌 것이고, 2035년 정도에는 SMR을 중심으로 한 원전 신기술들이 역할을 할 것으로 전망된다"며 "AI를 이끄는 나라들은 미국·중국·유럽 중심일 텐데, 우리도 그 경쟁에 뛰어들기 위해선 데이터센터의 전력 공급도 중요하지만 재생에너지의 간헐성 극복을 위한 계통망 확대가 굉장히 중요하다"고 설명했다.