SMR #4 - 석탄발전소를 대체하는 SMR 시장

 

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1) 엎의 글에서 미래 기술로 여겨졌었던, SMR이 빠르게 부각받기 시작한 이유에 대해서 다뤘었음. 이유는 첫 째, 재생에너지로 인해서 비싸진 전기값, 둘 째, AI가 촉발한 데이터센터발 전기수요 증가였음. 

 

2) SMR의 수요가 부각받은 이유는 또 있음. 바로 석탄발전소의 대체임. 왜 석탄발전소가 SMR로 대체될 것으로 기대되는지에 대해서 이해하기 위해서는 에너지 시장의 현황에 대해서 이해해야 함. 

 

3) 과거 에너지는 두 가지 전제만 성립하면 되었음. 1) 저렴한 가격(경제성), 2) 꾸준하게 공급받아서 전력생산(신뢰성)임. 

 

 

4) 여기에 가장 부합하는 에너지원은 석탄(Coal)이었음. 석탄은 상대적으로 모든 지역에서 흔하게 생산되고, 저장이 용이해서 경제적이면서도 신뢰할 수 있는 에너지원이었기 때문. 이런 이유로 지금도 전 세계 발전용 에너지원에서 가장 큰 비중을 차지하는 에너지원은 석탄임(22년 기준 약 35% <- 이마저도 지속적으로 감소해온 것임) 

 

5) 하지만, 지구 온난화로 인해서 에너지 시장의 판도가 바뀜. 값싸고 신뢰할 수 있는 에너지에서 한 가지 요인이 더 추가된 것임. 바로 적은 양의 탄소배출량임. 이를 에너지 트릴로지 (Trilogy)라고 함

 

6) 트릴로지(Trilogy)라고 불리는 것은 이상적인 에너지의 조건이 기존의 두 가지에서 탄소배출량이 추가되어 1) 경제성, 2) 신뢰성 3) 적은 탄소배출량의 세 가지 조건이 되었음. 또, 현재로써는 이 세 가지 조건을 모두 충족하는 에너지원이 없음. 

 

 

7) 같은 전기를 생산한다고 했을 때, 석탄은 모든 에너지원 중 가장 많은 탄소배소를 배출함. 이와 비교해서 재생에너지와 원자력이 상대적으로 적은 탄소를 배출한다는 것을 알 수 있음. 

 

 

8) 현재, 미국과 유럽의 서구권들은 석탄발전소들을 점차적으로 축소해나가고 있음.  미국이야 천연가스가 남아돌기 때문에 천연가스로 기저발전을 하고 있지만, 유럽이나 다른 지역들은 그렇지 못함. (이는 차차 가스와 관련된 부문을 정리할 때 언급토록 하겠음) 

 

9) 어찌되었든 석탄발전소를 대체하면서 그 자리를 재생에너지 혹은 가스발전소가 채워나가는 중. 이는 곧 전기가격의 상승으로 나타나고 있음. 

 

10) 비용이외에도 문제가 있음. 같은 설비용량을 기준으로 했을 때, 재생에너지는 많은 양의 땅을 필요로 함. 같은 설비용량을 기준으로 했을때, 재생에너지는 10배에서 20배의 땅이 필요로 함. 여기서 또 30% 미만의 가동률을 보유하고 있는 재생에너지를 고려한다면, 재생에너지는 같은 전기를 생산하기 위해서 석탄 대비해서 30 ~ 200 배의 땅이 더 필요로 함.

 

GPT

 

11) 기존의 노후화된 석탄발전소를 가스 및 원자력 발전소로 바꾸는 것이 논의가 되고 있음.  

 

12) 다만, 원자력 발전소의 경우, 1개 호기당 1,000 MW ~ 1,400 MW의 대용량 발전임. 이것도 1개 호기가 아니라 2개 호기가 같이 설치됨. 석탄발전소의 경우, 보통 500MW의 용량을 지님. 기존의 석탄화력발전소를 대형원자력발전소로 대체하는 것은 용량 기준과 땅의 넓이상 어렵다는 뜻임. 

 

13) 기존의 발전소를 대체하는 것은 전선 설치 등의 계통설치를 신규로 하지 않아도 된다는 장점이 있음. 또, 기존의 발전소로 사용되던 곳이라 주민 반대 등으로부터도 상대적으로 자유로움.

 

14) 23년 기준 전 세계 석탄 화력 발전소의 용량은 2,185GW임. 이들을 SMR로 대체하는 것만 해도 꽤나 큰 시장이 될 수 있음. 

 

15) 원자력의 가장 큰 문제 중 하나는 기존의 발전 비용이 아무리 저렴하더라도 후쿠시마, 체르노빌, 쓰리마일 섬 원전 사고처럼 한 번의 사고가 큰 비용으로 이어질 수 있다는 점이었음. SMR은 현재 설계 기준상 더 안전한 에너지원으로 여겨지기 때문에 여기로부터도 좀 자유로워질 것으로 기대하고 있음. 

 

16) 현재 SMR 제조에 나서고 있는 회사는 80개가 넘음. 뚜렷하게 승자가 정해지지 않은 시장임.

 

17) 반면에, 우라늄 농축은 현재 4개 회사가 과점하고 있는 시장임. 또, 핵무기 제조와 관련되어 있기 때문에 구조적으로 경쟁자가 증가하기 어려운 시장임. 4세대 원자력부터는 대부분 HALEU을 사용할 것으로 예상됨.

 

18) 우라늄 농축에서 러시아산의 점유율은 LEU에서 약 60%, HALEU 100%임. 미국은 ? 0%임.현재 미국  DOE는 각각 6개 기업을 선정하여,  HALEU 농축 및 HEU의 HALEU 농축을  준비하고 있음 

 

19)  대략적인 우라늄 농축 시장에 대해서는 아래 글을 참고해보기를 바람. 

 

https://rich-dochi.tistory.com/20

 

한줄요약: 돈이 되는 투자아이디어는 기출변형처럼 꼬여있는 경우가 많음. 먼 미래일이라고 여겨졌던 SMR이 부각받기 시작한 것은 재생에너지의 폭발적 증가(정확히는 전기가격 상승), AI로 인한 전력수요 증가에 있음. 산업전반의 밸류체인을 공부하는 것이 중요한 이유임.  

 

다양한 SMR들 중에서 대표적인 모델들의 건설비용 및 시간 등을 비교해보자면, 아래와 같음.  

 

대표적인 SMR 기종별 비교 테이블 

제조회사	뉴스케일 (Nuscale)	오클로(OKLO)	X-energy	Rolls Royce	나노 뉴클리어에너지
SMR 이름	VOYGR	Aurora Powerhouse	Xe-100	Rolls Royce  SMR	ZEUS	ODIN
원자로 타입	LWR	Sodium Fast Reactor	HTGR(High-Temperated Gas-Cooled Reactor)	PWR	-	-
호기당 사이즈	77 MWe (최대 924MWe)	15MWe (최대 500MWe)	80MWe (최대 320MWe)	470MWe	1 ~ 20MWe	1 ~ 20MWe
건설 기간	3 ~ 8년	1년 미만	4년 남짓	4년 남짓	-	-
건설 비용	MWe당 $ 7.5 Mill	MWe당 $ 4.6 Mill	MWe당 $ 5.6 Mill	MWe당 $ 4.8 Mill	-	-
건설 비용 (추가)	MWe당 $ 20.0 Mill	MWe당 $ 4.6 Mill	MWe당 $ 17.9 Mill	Mwe당 $ 8.3 Mill	-	-
사용 기간	60 년 이상	40 년 이상	60 년	60년	-	-

 

 

 

 

참고자료 

https://youtu.be/7eGGRZMqld0?feature=shared