최태원, 빌 게이츠와 ‘SMR 동맹’ 첫 결실…美 SMR 건설 승인

NRC, 테라파워 와이오밍 SMR 건설 허가
4세대 첨단 원전 최초 상업화 승인
SK·한수원 2년 전 2억5000만弗 투자로 2대 주주 확보
"AI 데이터센터,발전소 일체화" 구상 현실화

최태원 SK그룹 회장(사진 오른쪽)과 빌 게이츠 테라파워 창업자 겸 이사회 의장이 지난해 8월 서울 종로구 SK서린빌딩에서 만나 악수를 하고 있다./SK이노베이션

최태원 SK그룹 회장이 빌 게이츠 테라파워 의장과 손잡고 추진해온 차세대 원전 사업이 실질적 결실을 맺었다. SK이노베이션과 한국수력원자력이 투자한 미국 테라파워가 5일(현지시간) 원자력규제위원회(NRC)로부터 와이오밍주 소형모듈원전(SMR) 1호기 건설 승인을 받으면서다. 미국에서 상업용 원전 건설 허가가 나온 것은 10년 만이며 4세대 첨단 원전으로는 최초다.테라파워는 이달 내 착공해 2030년 실증로 가동을 목표로 한다.

5일 SK이노베이션에 따르면 NRC의 건설 승인은 테라파워가 보유한 차세대 SMR 기술의 안전성과 기술적 완성도를 규제기관에서 공식적으로 인정했다는 의다. 이번 성과는 최 회장이 직접 발로 뛰며 구축한 '글로벌 에너지 동맹'의 결과물이다. 2022년 5월 테라파워와 포괄적 협력 MOU를 체결한 이후 최 회장은 같은 해 8월 SK와 SK이노베이션을 통해 2억 5000만 달러를 전격 투입하며 2대 주주 지위를 확보했다. 단순 투자를 넘어 2023년에는 한수원까지 합류시킨 3자 협력 체계를 이끌어내며 기술 실증 역량을 세계 최고 수준으로 끌어올렸다.

특히 최 회장의 '퍼스트 무버' 전략이 AI 시대와 맞물려 빛을 발하고 있다는 평가다. 그는 지난해 8월 서울에서 빌 게이츠 이사장과 직접 만나 SMR 사업 강화 방안을 논의했으며 지난달 워싱턴DC에서 열린 트랜스퍼시픽 다이얼로그 2026에서는 "AI 데이터센터와 발전소를 함께 짓는 솔루션을 준비 중"이라고 천명했다. 이는 SMR을 단순한 발전 설비가 아닌 AI 산업의 '에너지 혈관'으로 정의한 최 회장 특유의 통찰력이 반영된 대목이다.

테라파워의 SFR 기술은 기존 경수로형 원전의 구조적 한계를 극복했다. 끓는점이 880도에 달하는 액체 나트륨을 냉각재로 활용해 대기압에서도 운전이 가능하다. 이는 사고 발생 시 압력 급상승 위험을 물리적으로 차단할 수 있어 대형 격납 용기 없이도 높은 안전성을 확보할 수 있다. 발전 효율도 획기적이다. 나트륨의 높은 열전도율 덕분에 같은 열량으로 더 많은 전기를 생산할 수 있다. 사용후 핵연료 발생량은 기존 원전 대비 10% 수준으로 줄어 방사성 폐기물 문제에 실질적 해법을 제시했다는 평가다.

무엇보다 가장 주목할 경쟁력은 에너지저장장치(ESS) 연동을 통한 부하 추종 운전 기능이다. 전력 수요에 맞춰 발전량을 유연하게 조절할 수 있어 출력 변동성이 큰 재생에너지와의 계통 병합 효율을 극대화한다. 특히 AI 산업의 폭발적인 전력 수요에 대응하는 분산형 전원 모델로서의 가치가 높다. 데이터센터 인근에 SMR을 배치해 송전 손실을 최소화하고 24시간 무탄소 기저 부하를 안정적으로 공급하는 이 방식은 다른 SMR 기술과 궤를 달리하는 테라파워만의 핵심 강점으로 꼽힌다.

해당 기술은 전 세계적인 AI 전력 수요 폭증 및 글로벌 빅테크 기업들의 행보와 맞물려 SK의 미래 핵심 성장 동력이 될 전망이다. 현재 국제에너지기구(IEA)가 2050년까지 전 세계 SMR 설비용량이 최대 370GW에 달할 것으로 전망하는 가운데 국내에서도 두산에너빌리티, 삼성물산 등 주요 기업들이 해외 파트너와 손잡고 시장 진입에 속도를 내며 한국형 SMR 생태계 확장에 힘을 보태고 있다. 실제 마이크로소프트, 아마존, 구글 등 글로벌 기업들이 원전 기업과 직접 전력 구매 계약을 체결하며 안정적인 에너지원 확보에 사활을 걸고 있는 상황에서 SK는 이번 건설 승인을 계기로 글로벌 '에너지 패권 경쟁'의 주도권을 확실히 잡게 됐다는 평가다.

SK이노베이션은 자사의 에너지 소재 역량과 한수원의 세계 최고 수준 원전 건설 운영 노하우를 결합해 글로벌 SMR 공급망 구축을 본격화한다. 김무환 SK이노베이션 에너지솔루션 사업단장은 "세계 최초 상업용 SMR 플랜트 건설을 시작으로 글로벌 시장 점유율 확대에 주력하겠다"고 밝혔다.