원자력 발전

#에너지 #친환경 #원전 #재생에너지

최근이슈

2025년
- 2025-05-23, 5월 23일, 트럼프 대통령은 원자력 발전과 관련해 네 개의 행정명령에 서명
  - 트럼프 행정부는 2050년까지 현재 연간 100 GW수준인 원자력 발전용량을 400 GW까지 늘린다는 계획!Pasted image 20250625135538.png
  - 미국은 세계 1위 원자력 발전국가 입니다. 그러나, 지난 30년간 미국의 원자력 발전용량은 100GW수준에서 크게 변하지 않았어요. 이는, 2013년~2023년까지 20년간 연 평균 기준 14% 성 장해온 태양광 및 풍력발전 용량과 크게 대비되는 성장률!Pasted image 20250625135551.png

기본개념

원자력 발전은 우라늄 원자의 핵분열 반응으로 발생하는 열로 물을 끓여 증기를 만들고, 이 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식임. 화력발전과 원리는 비슷하지만, 연료로 석탄 대신 우라늄을 쓰고 방사능 차단 설비가 필수적이라는 차이가 있음. 최근에는 소형모듈원자로(SMR)가 뜨는데, 이건 기존 원전보다 작고 공장에서 조립해 현장에 설치하는 게 특징임.

산업 역량:

원자로 설계 및 안전성 검증 기술
고압·고온 환경 견디는 재료 개발 능력
사용후 핵연료 처리 기술
글로벌 규제 기준 충족 능력

연관 산업

1. 우라늄 채굴·가공

카메코(CA, CCJ): 캐나다 우라늄 광산 운영
넥스젠에너지(CA, NXE): 고품질 Rook I 프로젝트
에너지퓨엘즈(US, UUUU): 美 내 우라늄 광산 재가동

2. 중공업·부품

LS일렉트릭(KR, LS Electric): 원전용 변압기
제너럴일렉트릭(US, GEV): 증기터빈·발전기
커티스라이트(US, CW: 원자로 제어 시스템

3. AI·데이터센터 전력공급

마이크로소프트(US, MSFT): 컨스텔레이션과 원전 전력 계약
아마존(US, AMZN): X-Energy와 SMR 협력
구글(US, GOOGL): 카이로스파워와 미니원자로 개발

해당 산업에 주된 영향을 미치는 원자재

우라늄(U3O8) & HALEU

우라늄 주요 생산지: 카자흐스탄(43%), 캐나다, 호주
HALEU(고농축저농축우라늄): SMR 필수 연료(5~20% 농축)
글로벌 기업:
- 센츄러스에너지(US, UEC): HALEU 생산 시설 구축
- GE히타치(US, GEV): 美 DoE와 HALEU 협약 체결

가격 변동 영향:

우라늄 1lb당 $100↑ → 원전 운영비 15% 증가
HALEU 공급 부족 시 SMR 건설 지연 가능성 ↑

핵심기술

1. 소형모듈원자로(SMR)

누스케일(US, SMR): 77MW 모듈, 美 NRC 승인 완료
GE히타치(US, GEV): BWRX-300(300MW), 加 온타리오 첫 건설
X-Energy(US, X-Energy): 고온가스로(Xe-100) 개발

2. 4세대 원자로

테라파워(US, TerraPower): 나트륨 냉각 고속로
오클로(US, OKLO): 1.5MW 초소형 원자로(Aurora)

3. 핵융합

CFS(US, CFS): 토카막 방식(SPARC 프로젝트)
TAE Technologies(US, TAE): 중성자 없는 핵융합 기술

제조공정

SMR 모듈 조립: 공장에서 90% 완제품 생산 → 현장 설치
- GE히타치(US): BWRX-300 12개월 조립 주기
연료봉 제조: HALEU 펠릿 → 지르코늄 튜브 장전
- 웨스팅하우스(US): AI 기반 품질 검사 시스템
원자로 용기 용접: 로봇 암을 이용한 초정밀 용접
- 두산에너빌리티(KR): 6축 로봇 도입

밸류체인 및 세부분류

단계	세부분류	주요 기업(상장티커)
1. 채굴	우라늄 정광	카자토프롬(KZ), 카메코(CCJ)
2. 변환	UF6 가스	오라노(FR), URENCO(UK)
3. 농축	HALEU 생산	센츄러스에너지(UEC), GE히타치(GEV)
4. 제조	SMR 모듈	누스케일(SMR), BWXT(BWXT)
5. 운영	전력 공급	컨스텔레이션에너지(CEG), TVA(TVC)
6. 폐기물	사용후 연료 처리	베크텔(Bechtel), 에콰폴리스(FR)

경쟁사 (美 상장사 위주)

GE히타치(US, GEV): BWRX-300 보급 주도, 2025년 加 첫 상업운전
누스케일(US, SMR): 美 최초 SMR 기술 승인, 데이터센터 수요 대응
웨스팅하우스(US, WEC): AP1000 경수로, 中·유럽 시장 공략
BWXT(US, BWXT): 美 국방부 마이크로원자로(Project Pele) 개발
X-Energy(US, X-Energy): 고온가스로 기술, 아마존과 협력
테라파워(US, TerraPower): 빌 게이츠 투자, 나트륨 냉각로
컨스텔레이션에너지(US, CEG): 美 최대 원전 운영사, MSFT와 PPA 체결
듀크에너지(US, DUK): 美 동부 원전 11기 운영
퍼스트에너지(US, FE): 美 중서부 원전 4기 운영
넥스젠에너지(CA, NXE): 캐나다 최대 우라늄 매장량 보유

산업의 위협

HALEU 공급 부족: 現 생산량 美 수요의 20% 미만 → SMR 건설 지연 가능성
러시아 우라늄 의존: 美 수입량 24% 俄산 → 제재 시 단기 공급 차질
재생에너지 가격 하락: 태양광 LCOE $24/MWh vs 원전 $160/MWh 경쟁
이상기후 리스크: 냉각수 부족 시 가동중단(예: 2022년 佛 원전 26기 정지)

산업 관련 지표

CME 우라늄 선물 가격
- 개념: 우라늄 1파운드당 가격(USD)
- 활용: 수급 균형 예측 지표
- 링크: CME Uranium Futures
SMR 프로젝트 승인 건수
- 개념: 전 세계 SMR 건설 허가 누적 수
- 활용: 기술 상용화 속도 측정
- 링크: IAEA SMR Dashboard
HALEU 생산량
- 개념: 고농축저농축우라늄 월간 생산량(kg)
- 활용: SMR 공급망 안정성 평가
- 링크: U.S. DOE HALEU Program

산업 특징 및 성장성

AI 전력수요 급증: 데이터센터 1개 소비량 = 도시 100만 명 규모 → 원전 수요 ↑
美 인플레이션감축법(IRA): 원전 세액공제 30% 확대(2032년까지)
성장 예측: 2030년 SMR 시장 $150B 달성 전망(블룸버그NEF)