빅테크, 차세대 에너지원 SMR에 ‘눈독’…데이터센터 전력 확보 경쟁 심화

인공지능(AI) 기술의 급성장과 함께 폭발적으로 증가하는 에너지 수요에 발맞춰, 글로벌 빅테크 기업들이 차세대 에너지원으로 손꼽히는 소형 모듈 원자로(SMR) 투자에 적극적으로 나서고 있다. 아마존, 구글, 메타, 오픈AI 등 주요 기업들은 방대한 데이터를 처리하는 데이터 센터 운영에 필수적인 안정적인 전력 확보와 탄소 중립 목표 달성이라는 두 마리 토끼를 잡기 위해 SMR 시장 선점에 치열한 경쟁을 예고하고 있다.

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AI 시대, 데이터센터 전력 소비 ‘블랙홀’

최근 빅테크 기업들의 에너지 수요가 급증하는 가장 큰 원인은 단연 AI 기술의 발전과 이를 뒷받침하는 데이터 센터의 급격한 확산이다. 엔비디아의 최첨단 호퍼 칩과 같은 고성능 반도체는 데이터 센터 운영에 엄청난 양의 전력을 소모하며, AI 기반 검색 서비스는 기존 검색 방식보다 훨씬 더 많은 에너지를 필요로 한다. 실제로 한 조사에 따르면, GPT를 활용한 검색 한 번에 소비되는 전력량은 일반적인 구글 검색의 약 10배에 달하는 것으로 나타났다. 전 세계적으로 초대규모(하이퍼스케일) 데이터 센터 구축이 가속화되면서, 빅테크 기업들의 전력 소비량은 더욱 늘어날 전망이다. 이에 안정적이고 친환경적인 에너지 공급원을 확보하는 것이 기업의 지속 가능한 성장을 위한 핵심 과제로 떠올랐다.

빅테크, SMR 기술 확보 위한 ‘각양각색’ 전략

급증하는 전력 수요에 대응하고 미래 에너지 시장을 선점하기 위해, 각 빅테크 기업들은 SMR 기술 확보에 저마다 다른 전략을 펼치고 있다.

• 아마존은 원자력 발전소 인근 지역에 데이터 센터를 매입하고, SMR 건설 관련 협약을 체결하며 직접적인 SMR 도입을 추진하고 있다. 이는 안정적인 전력 공급망을 확보하고 장기적인 에너지 비용을 절감하려는 전략으로 풀이된다.
• 마이크로소프트는 한발 더 나아가 가동이 중단된 TMI(Three Mile Island) 원자력 발전소 재가동을 통해 생산된 전력을 독점적으로 공급받는 계약을 체결했다. 또한, 빌 게이츠가 설립한 차세대 원자력 기술 개발 기업 테라파워에 투자를 단행하며 SMR 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있다.
• 구글 역시 SMR 개발 기업인 카이로스 파워와 전력 구매 계약을 체결하며 안정적인 미래 에너지 확보에 나섰다. 이는 자체적인 SMR 건설보다는 외부 협력을 통해 필요한 전력을 공급받는 방식을 택한 것으로 보인다.
• 메타의 행보는 다소 이례적이다. 다른 빅테크 기업들이 특정 SMR 기업과 협력하는 것과 달리, 메타는 자체적으로 협력할 SMR 기업을 공개적으로 모집하는 방식을 선택했다. 이는 이미 주요 SMR 기업들이 경쟁사들과 제휴를 맺은 상황에서, 새로운 파트너십을 모색하고 기술 주도권을 확보하려는 전략으로 분석된다.

한국, 미래 SMR 시장 주도권 확보 ‘박차’

글로벌 빅테크 기업들의 SMR 투자 경쟁이 심화되는 가운데, 한국 역시 SMR 기술 개발에 적극적인 행보를 보이고 있다. 국내 주요 대기업들은 해외 유망 SMR 개발사에 투자하며 기술 경쟁력 확보와 시장 진출을 동시에 모색하고 있다. 정부 또한 민간 주도의 SMR 산업 생태계 구축을 위한 정책적 지원을 강화하며 미래 에너지 시장 선점에 힘을 싣고 있다.

특히, 두산에너빌리티는 SMR 시장의 핵심 공급망을 선점하기 위해 발 빠르게 움직이고 있으며, 한국원자력연구원을 중심으로 다양한 모델의 SMR 개발이 활발하게 진행 중이다. 고온 가스로, 용융염 원자로, 소듐 냉각 고속로 등 혁신적인 SMR 기술 개발에 대한 기대감이 높아지고 있으며, 특히 선박 추진 동력으로 활용될 수 있는 용융염 원자로와 극한 환경에서의 활용 가능성이 높은 초소형 원자로 개발은 미래 모빌리티 및 우주 탐사 분야에 새로운 가능성을 열어줄 것으로 주목받고 있다.

SMR 상용화, 넘어야 할 ‘세 가지’ 과제

SMR이 미래 에너지의 핵심으로 자리매김하기 위해서는 해결해야 할 과제들이 남아있다. 우선, 안전성과 관련된 인허가 문제를 투명하고 효율적으로 해결해야 한다. 각국 규제 당국의 심사를 통과하고 안전성을 입증하는 것은 SMR 상용화의 가장 중요한 선결 과제다.

두 번째는 핵연료 수급 문제이다. 특히, 일부 SMR 모델에 사용될 고순도 핵연료의 공급망이 제한적이라는 점은 SMR 상용화의 걸림돌이 될 수 있다. 안정적인 핵연료 공급망 구축을 위한 국제적인 협력과 노력이 필요하다.

마지막으로, SMR 개발 및 운영에 필요한 전문 인재 양성이 시급하다. SMR 산업 생태계 전반에 걸쳐 숙련된 기술 인력 확보는 성공적인 SMR 상용화를 위한 필수적인 요소이다.

결론적으로, 빅테크 기업들의 SMR 투자는 단순한 에너지원 확보를 넘어 미래 기술 경쟁의 중요한 축으로 자리매김할 것으로 보인다. 한국 또한 SMR 기술 개발에 박차를 가하고 있는 만큼, 산적한 과제들을 슬기롭게 해결해 나간다면 미래 에너지 시장에서 주도적인 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.