‘AI와 원전 新르네상스’ 원전의 반격이 시작됐다

2000년대 들어 지구온난화로 기상이변이 잇따르자 기후 변화에 대응할 청정에너지로 원전을 건설하려는 각국의 움직임이 가시화되는 등 원전 르네상스 시대가 오는 듯 했다. 그러나 2011년 동일본 대지진과 쓰나미로 인한 후쿠시마 원전 사고가 발생하면서 국제사회에서 탈원전 기류가 강해져 힘든시기를 보내야했다.

원전 관련 신규발주가 줄어들기 시작했고, 노후화한 기존 원전은 수명 연장이나 확장보다는 폐쇄하는 방향으로 가닥을 잡으며 원전 시장의 성장세는 크게 꺾였다. 이에 따라 글로벌 원전 시장규모는 2011년 1,030억 달러에서 2022년 1,420억 달러로 12년간 연평균 3.3% 성장하는 데 그쳤다. 같은 기간 신재생에너지 시장 성장률 10.3%를 크게 밑도는 수치다.

그러나 2022년 2월 발발한 러시아-우크라이나 전쟁과 최근 중동발 지정학적 리스크로 석유와 천연가스 등의 화석 연료 수급과 가격이 크게 불안정해졌고, 기후 위기 역시 갈수록 심각해지면서 원전의 중요성이 재조명되고 있다.

그와 함께 신규 원전은 물론 중단∙폐기한 원전도 재가동 하려는 움직임이 커진 상황이다. 전력을 만드는 무탄소 에너지원이라는 점에서 기후변화에 대응할 가장 적합한 수단으로 원전이 재부상하면서 신원전 르네상스 시대 도래에 대한 기대감도 덩달아 커지고 있다.

한편 AI(인공지능), 데이터센터, 전기차 등 첨단산업 발전으로 전력 수요가 크게 증가한 점도 원전의 필요성을 강화했다. 실제로 AI 사용이 증가하면서 글로벌 데이터센터의 전력 소비량이 급증하고 있다.

IEA(국제에너지기구) 보고서는 2026년 전 세계 데이터센터의 전력 소비량이 620~1,050TWh(테라와트시)에 이를 것으로 추산하며, 이는 전 세계 수요의 2%를 차지하던 2022년 기준전력 소비량의 약 2.3배 수준이다.

데이터센터는 대규모데이터를 연산, 저장하는 서버를 운영하고, 인터넷 서비스를 지원하는 역할을 한다. 챗GPT 같은 거대언어모델(LLM)과 AGI(범용 인공지능)는 방대한 양의 데이터를 처리하고 복잡한 알고리즘을 실행하기 위해 고성능 컴퓨팅 리소스가 필요하다.

마이크로소프트, 구글, 아마존, 메타 등 글로벌 빅테크 기업은 지속적으로 증가 할 생성형AI 서비스 수요에 대응하기 위해전 세계 곳곳에 대규모 데이터센터를 구축하고 있다. 그렇다면 이를 통해 처리할 데이터 규모가 커지고 속도가 빨라지고, 컴퓨팅 자원이 늘어날수록 더 많은 전력이 필요해진다.

최근 생성형 AI사용이 급증한 만큼 전력 소비량도 증가하는 추세다. 오픈AI의 챗GPT를 통해 한 차례 질문하고 답변을 받을 때 평균 2.9Wh 전력이 필요하다고 한다. 구글을 통해 검색할 때 보다 약 10배 규모의 전력이 소요되는 것이다.

지난 4월 발표한 웰스파고 분석에 따르면 지난 10년 동안 거의 변동이 없던 미국의 전력 수요가 앞으로 2030년까지 최대 20% 급증할 것으로 보인다. AI, 반도체, 배터리, 전 기차전환 등이 주요원인이다.

2030년까지 미국 내 AI 데이터 센터에서만 약 323TWh의 전력 수요가 추가될 것으로분석했는데, AI로 인한 예상 전력 수요는 현재 뉴욕시 연간 전력 소비량인 48TWh의 7배에 달하는 수치다. 골드만삭스는 10년 후 데이터 센터 전력 소비량이 미국내 전체 전력 소비량의 8%에 달할 것으로 전망했다.

미국<월스트리트저널>역시 AI 사용에 따른 전력 수요가 머지않아 미국내 전기차가 소비하는 전력의 5~6배가 될 것이라고 발표했다. 마이크로소프트는 지난해 6월 버지니아에 있는 데이터 센터 가동을 위해 미국 최대 원전기업 콘스텔레이션 에너지로부터 전력을 구매하기로 했다.

한편, AI와 데이터센터의 전력 소비가 급증함에 따라 기존 전력외 태양광, 풍력등 날씨에 의존하는 신재생에너지로 24시간 운영되는 데이터센터의 전력 수요를 충족시키기에는 한계가 있다는 사실에 모두가 공감하기에 이르렀다.

석탄발전소는 단계적으로 폐쇄되고 있고, 지열에너지는 아직 상업성이 입증되지 않았으며, 원자력은 다소 비싸다는 단점이 있다. 반면 천연가스는 저렴하고 안정적이어서 천연가스 수요가 급증할 것으로 전망하는 기관도 있다.

다만 천연가스 역시 이산화탄소 배출 등 탄소제로를 위한 친환경 전력원으로는 적절하지 못하다는 논란이 제기될수있다. 결국 IT 빅테크 업체들이 전기먹는하마 ‘데이터센터 가동’에 쓸 저탄소 발전원을 확보하려는 다양한시도를 벌일 것으로 예상한다. 그 중 하나가 원전에 대한 글로벌한 관심이다.

올해 1월 WEF(세계경제포럼, 다보스포럼)에서 마크롱 프랑스 대통령은 “AI 시대가 도래하면서 전력의 역할이 더 중요해졌으며, 전력 확보를 늘리려면 현실적으로 원전을 대폭 확대하는 방법밖에 없다”고 강조했다.

탈원전 기조가 가장 강했던 유럽은 러시아-우크라이나 전쟁발발로 LNG수급에 문제가 생겼고 실제로 전력 수급난으로 이어지며 대안이 필요해졌다.

즉, 기존 석탄 발전의 대체재로 간주한 LNG 발전에 예상치 못한 리스크가 발생하며 이를 대체∙보완하는 또 다른 발전원이 필요해졌다. 이와 함께 AI와 데이터센터의 전력 소비 급증으로 자연스럽게 원전 발전으로 관심이 옮겨간 것이다.

글로벌 국가에서는 중국과 인도가 가장 많은 원전을 지을 것으로 전망된다. 중국은 현재 원전 26기를 건설 중이며 향후 46기를 추가로 지을 예정이다. 현재 세계 1위는 미국 93기, 프랑스 56기, 중국 55기다.

원전 23기를 보유 중인 인도는 8기를 건설하고 있으며, 2030년까지 10기를 추가 건설해 전체 발전량에서 3.2%를 차지하는 원전 비율을 2050년까지 25%로 늘리겠다는 계획이다. 전체 전력 수요의 70%를 원전으로 충당하는 프랑스는 현재 원전 6기를 건설 중이며, 추가로 8기를 지을 계획이다.

미국과 캐나다는 폐쇄된 원전을 재가동하기 위해 개보수 작업에 들어갔다. 한국 역시 전력수급기본계획을 살펴보면 원전 확대 방침이 뚜렷하다. 10차 전력수급기본계획에서 원전 발전 비중을 2030년에는 32.4%, 2036년에는 34.6%로 확대하기로 했다.

이는 신재생에너지 목표 30.2%를 넘어서는 수치로 향후 국내 전력 수급 방향성을 어떻게 설정했는지 알 수 있는 대목이다. 이런 전력 수급 목표 달성을 위해 과거 중단한 신규원전4기에 대한 건설프로젝트가 재개되었다. 새울 3, 4호기는 이미 건설중이고, 신한울 3, 4 호기는 2033년 준공이 목표다.

이처럼 글로벌 국가에서 원전 건설을 확대하려는 움직임이 커지고 있다. 화석연료 수급과 가격이 불안정해졌고 기후 위기 역시 갈수록 심각해지면서 원전의 중요성이 재조명된 것이다. 전력을 만드는 무탄소 에너지원이라는 점에서 기후변화에 대응할 가장 적합한 수단으로 원전이 부상 하면서 신원전 르네상스 시대의 도래에 대한 기대감도 커지고 있다.

특히 AI, 데이터센터, 전기차 등 첨단산업 발전 으로 전력 수요가 크게 증가하면서 원전의 필요성이 강화 된 상황이다. 관련 ETF와 기업에 적극적인 관심을 가져야 할 때다.