[원전·가스 · 09.27 오후판] AI 전력수요 발전투자 당긴다

무슨 일이 있었나

나노 뉴클리어와 IP3, 사이버네틱 인텔리전스는 9월 25일 협업 계획을 공개했다.

세 회사는 미국과 일부 해외 시장의 원자력 기반 AI·안보·컴퓨팅 사업을 모색한다.

의향서는 8월 정식 체결됐지만 법적 구속력과 독점권을 두지 않았다.

나노 뉴클리어는 협업 대상 사업의 원자력 기술·서비스 우선 공급자로 지정됐다.

실제 파일럿은 범위와 일정, 가격, 결과물을 담은 별도 계약을 거쳐야 한다.

3사가 맡은 역할

나노 뉴클리어는 마이크로원자로와 핵연료, 물류, 원자로 운영 역량을 맡는다.

IP3는 사업 발굴과 개발, 금융 조달, 정부기관 협력을 담당하는 원전 통합사다.

사이버네틱 인텔리전스는 AI 인프라와 컴퓨팅 주권 전문성을 보탠다.

IP3는 민간 원전 사업을 개발·운영하고 금융 구조를 짜는 미국 기업이다.

사이버네틱 인텔리전스는 국방·정보·산업용 분산 AI 시스템을 개발한다.

어디에 적용하려 하나

3사는 군사용 첨단 원자로 파일럿과 국방·정보시설의 에너지 회복력 사업을 검토한다.

주권형 AI와 고성능 컴퓨팅 인프라, 해양 원전도 공동 평가 대상이다.

첫 파일럿은 준비도와 전략적 우선순위, 투입 가능한 자원을 기준으로 선정한다.

후보 부지와 최종 이용자를 찾고 규제기관·금융사·인프라 사업자와 협의한다.

배치에 필요한 제조시설과 공급망, 현지화, 전문인력 요건도 함께 평가한다.

숫자와 상용화 단계

나노 뉴클리어는 원자로·연료·운송·우주·컨설팅 등 5개 사업군을 추진한다.

개발 플랫폼은 고정형 KRONOS와 이동형 ZEUS, 우주용 LOKI 등 3개다.

현금·현금성자산·단기투자는 6월 30일 기준 약 5억8000만달러였다.

KRONOS의 첫 건설허가 신청은 일리노이대 배치를 대상으로 NRC 심사 중이다.

텍사스 AI 데이터센터·제조 캠퍼스에 KRONOS로 1GW를 공급할 타당성 연구도 마쳤다.

한국 공급망이 연결되는 지점

나노 뉴클리어는 1월 코스피 상장사 DS단석과 국내 MMR 협력 양해각서를 맺었다.

DS단석은 국내 부지 발굴과 공급망 현지화, 인허가 대응의 현지 조정자 역할을 맡는다.

양사는 공장에 초소형원자로를 함께 배치해 상시 전력을 공급하는 모델을 추진한다.

국내 협력은 KRONOS 현지화, 실증 부지, 제조·인력 체계 구축을 다룬다.

DS단석 협약도 비구속·비독점이며 개별 사업은 별도 계약이 필요하다.

카이로스와 맺은 협력

삼성물산은 9월 22일, 이튿날 뉴욕에서 전략적 협약식을 연다고 발표했다.

카이로스파워는 2016년 설립된 미국 차세대 원자로 개발기업이다.

삼성물산은 약 7000만달러의 직접 투자를 추진한다.

카이로스파워는 직접 투자와 현물 엔지니어링을 합쳐 최대 1억달러라고 밝혔다.

이 지원은 규제 승인을 거쳐 오크리지의 헤르메스2 사업에 투입될 예정이다.

용융염 원자로와 역할

KP-FHR은 물 대신 불화물 용융염을 냉각재로 쓰는 고온 원자로 기술이다.

낮은 압력에서 높은 온도로 운전해 고압 설비 부담을 줄이는 방식이다.

고온 열은 전력 생산뿐 아니라 산업용 열 공급과 수소 생산에도 활용할 수 있다.

NRC는 2023년 12월 헤르메스1 건설허가를 발급했다.

헤르메스1은 약 50년 만에 허가된 미국 비경수형 시험로이다.

협력 범위에는 헤르메스2의 설계와 시공성 검토가 포함된다.

구글 전력 수요와 일정

카이로스파워는 구글과 2035년까지 최대 500MW 원전 개발에 합의했다.

첫 전력 공급 사업인 헤르메스2는 2030년 운전을 목표로 한다.

NRC는 2024년 11월 21일 헤르메스2 건설허가를 발급했다.

카이로스파워는 2026년 4월 17일 헤르메스2 착공식을 열었다.

헤르메스2는 TVA 전력망에 최대 50MW를 공급하도록 설계됐다.

TVA 전력망은 테네시와 앨라배마의 구글 데이터센터에 전력을 보낸다.

투자에서 설계·시공으로

삼성물산은 2021년과 2022년 뉴스케일에 각각 2000만달러와 5000만달러를 투자했다.

카이로스 투자까지 집행되면 두 미국 개발사 관련 금액은 1억4000만달러다.

삼성물산은 2023년 462MW 규모의 루마니아 뉴스케일 사업 추진에 합의했다.

2024년부터 기본설계를 수행했고 2025년에는 IHI와 벽체 모듈 실증을 마쳤다.

공장 제작 모듈은 현장 작업을 줄여 공기와 품질 변동을 낮추는 시공 방식이다.

스웨덴 사업과 남은 단계

삼성물산과 GE버노바히타치는 스웨덴 ReFirm 사업의 전략적 파트너다.

초기 계획은 BWRX-300 4기로 최대 1.2GW를 개발하는 것이다.

후보지는 뉘셰핑과 발데마르스비크이며 첫 호기는 2030년대 중반 가동 목표다.

삼성물산의 포트폴리오는 가압경수로·비등경수로·용융염 원자로로 넓어졌다.

향후 공사 진행과 운전 승인, 원가 검증, 후속 EPC 계약이 핵심 변수다.

무슨 일이 있었나

정부는 대미 전략투자 1호로 텍사스 엔시날 가스복합화력발전 사업을 추진한다.

설비용량은 6.3GW이고 총사업비는 30조원 규모이다.

발전소는 인근에서 5GW 규모로 추진되는 AI 데이터센터 등에 전력을 공급한다.

미국 AI 데이터센터 증가로 급증하는 전력 수요에 대응하는 사업이다.

정부의 추진 방침은 한국 발전·배터리 기업의 참여 가능성을 키웠다.

왜 ESS가 붙나

AIDC는 AI 연산용 데이터센터를 뜻하며 최대 수십만 개 GPU를 동시에 돌린다.

GPU 가동량에 따라 전력 수요가 크게 변하고 순간 정전도 대규모 장애로 번질 수 있다.

천연가스 발전은 대규모 전력을 안정적으로 공급하지만 급격한 부하 변동에는 보완이 필요하다.

BESS는 전력을 배터리에 저장했다가 방출해 전력 품질과 안정성을 보완하는 설비이다.

맥킨지는 발전설비 확대 속도보다 전력망과 ESS 구축이 뒤처진다고 진단했다.

iM증권 정원석 연구원은 데이터센터 인근의 가스발전·ESS 결합이 늘고 있다고 봤다.

이미 움직인 현장

테네시주 멤피스의 스페이스XAI 데이터센터 콜로서스가 선행 사례이다.

콜로서스는 1.2GW 전력설비에 가스터빈과 테슬라 메가팩 ESS를 함께 설치하고 있다.

재생에너지 중심이던 ESS 연계가 가스발전 같은 전통 전원으로 넓어지고 있다.

업계는 AIDC에서 전력의 양뿐 아니라 품질과 안정성도 중요하다고 본다.

K배터리의 대응

SK온은 미국 4개 공장에서 100GWh 이상의 생산능력을 마련하고 있다.

조지아 SK배터리아메리카 1·2공장의 생산능력은 22GWh이다.

테네시 단독공장은 45GWh이고 올해 가동 예정인 HSBMA 공장은 35GWh이다.

SK온은 이 생산능력 일부를 ESS용으로 전환하고 있다.

LG에너지솔루션은 미시간 홀랜드의 기존 라인을 ESS용 LFP 파우치셀로 전환했다.

LFP는 리튬인산철을 양극재로 쓰는 배터리 화학체계이다.

삼성SDI는 인디애나 스타플러스에너지에 ESS용 LFP 생산라인을 구축하고 있다.

투자자가 볼 것

엔시날 사업에서 ESS 구축은 아직 가능성으로 거론되는 단계이다.

정부는 엔시날 사업의 ESS 용량과 공급사를 제시하지 않았다.

배터리 3사의 수혜는 엔시날 사업이 ESS를 실제 채택해야 생긴다.

미국 현지 생산 전환이 신규 수주와 가동률 상승으로 이어지는지가 관건이다.

무슨 일이 있었나

구글과 조지아파워는 2026년 9월 21일 원전 출력 증강 계약을 발표했다.

대상은 보글 1·2호기와 해치 1·2호기 등 기존 원자로 4기이다.

조지아파워 소유 지분 기준으로 전력망에 약 96MW가 더해질 예정이다.

계약과 신규 요금제는 조지아 공공서비스위원회 승인을 받아야 한다.

관련 신청은 위원회 사건번호 44280과 56002로 제출됐다.

기존 원전에서 전기를 늘리는 법

확장 출력 증강은 기존 원자로의 허용 열출력과 전기 출력을 높이는 방식이다.

기술진은 터빈과 펌프, 모터, 냉각계통 등 핵심 장비를 교체하거나 개조한다.

설비 개조로 열과 증기 흐름이 늘어나 터빈 발전량이 증가한다.

이 방식은 기존 연료 설계와 발전소 기반시설을 계속 활용한다.

보글 3·4호기는 이번 출력 증강 대상에 포함되지 않는다.

숫자와 일정

조지아파워의 2025년 계획은 원자로 4기의 총 112MW 증강을 제안했다.

구글 계약의 약 96MW는 공동소유 원전 가운데 조지아파워 지분에 해당한다.

해치 원전의 발전용량은 1,793MW, 보글 1·2호기는 2,338MW이다.

두 원전은 조지아 전체 전력 생산량의 25% 이상을 담당한다.

미 원자력규제위원회는 해치 신청을 2027년 2분기, 보글 신청을 2028년 4분기로 예상한다.

돈과 크레딧의 흐름

구글은 원전 출력 증강용 신규 요금제인 NU-1을 구독한다.

구글은 NU-1 요금을 통해 설비 현대화 비용을 부담한다.

구글은 증강 전력의 무탄소 속성을 나타내는 무배출 크레딧을 받는다.

NU-1은 비참여 고객에게 증강 공사비가 넘어가지 않도록 설계됐다.

조지아파워는 원전 운영기간에 걸친 고객 편익을 약 9억달러로 추산했다.

남은 승인 절차

조지아 공공서비스위원회는 보글 1·2호기 증강을 2025년에 승인했다.

조지아파워는 해치 1·2호기 증강 승인을 새로 요청했다.

해치 증강과 NU-1 요금제, 구글 계약은 주 위원회 심사를 남겨 두고 있다.

연방 규제기관도 각 원자로의 기술 변경을 별도로 심사한다.

규제기관은 계약 가격과 세부 조건을 공개하지 않았다.