인공지능(AI) 시대의 전력 수요와 원자력 발전

최근 전세계적으로 신재생에너지로의 전환 움직임을 늦추고, 원전을 다시 적극적으로 추진하려는 국가들이 늘어나고 있습니다. 그 원인과 가장 적극적으로 원천을 추진을 선언한 영국에 대해서 알아보도록 하겠습니다.  



원전

1. AI 산업의 급성장과 전력 수요 증가

인공지능 기술의 급속한 발전으로 전 세계적으로 전력 수요가 급격히 증가하고 있습니다. 특히 대규모 데이터 센터, 고성능 슈퍼컴퓨터, 복잡한 AI 모델 학습 등에 필요한 전력 소비량이 기하급수적으로 늘어나고 있습니다. 예를 들어, OpenAI GPT-3 모델 학습에 소요된 전력량은 미국 가정의 17년치 평균 전력 소비량에 맞먹는다는 추정이 있을 정도입니다. 구글, 마이크로소프트, 아마존 등 글로벌 기술 기업들의 AI 관련 투자가 계속해서 확대되면서, 이러한 전력 수요 증가 추세는 앞으로도 지속될 전망입니다. 에너지 정책 수립에 있어 새로운 도전 과제로 인식되고 있으며, 이에 대처하기 위한 안정적이고 대규모의 전력 공급 방안이 더욱 중요해지고 있습니다.


2. 신재생 에너지의 한계

태양광과 풍력을 중심으로 한 신재생 에너지는 환경 친화적이라는 큰 장점에도 불구하고, 안정적인 전력 공급 측면에서 여러 한계점을 노출하고 있습니다. 가장 큰 문제는 전력이 지속적으로 제공되지 못하고, 변동성이 크다는 점입니다. 태양광 발전은 날씨와 시간대에 따라 발전량이 크게 달라지며, 풍력 발전 역시 바람의 세기에 따라 출력이 불안정합니다. 이러한 특성으로 인해 전력 수요가 높은 시간대에 충분한 전력을 공급하지 못하는 상황이 발생할 수 있습니다. 이를 보완하기 위해서는 대규모 에너지 저장 시스템(ESS)이 필요하지만, 현재의 기술 수준으로는 경제성 확보가 쉽지 않은 실정입니다. 따라서 신재생 에너지만으로는 AI 산업의 급격한 전력 수요 증가에 대응하기 어려운 상황입니다.


3. 원자력 발전의 장점

반면, 원자력 발전은 대규모의 안정적인 전력 공급이 가능하며, 운영 중 온실가스 배출이 거의 없다는 점에서 AI 산업의 전력 수요 증가에 대응할 수 있는 적합한 대안으로 신재생 에너지 보다 훨씬 더 적합합니다. 자력 발전소는 24시간 연속 운전이 가능하며, 날씨나 시간대의 영향을 받지 않고 일정한 출력을 유지할 수 있습니다. 또한, 단위 면적당 발전량이 높아 대규모 전력 수요를 충족시키는 데 효과적입니다. 더불어 원자력 발전은 연료의 수송과 저장이 용이하여 에너지 안보 측면에서도 장점을 가지고 있습니다. 이러한 이유로 많은 국가들이 AI 시대의 전력 수요 증가에 대비하여 원자력 발전을 재검토하고 있습니다.



4. 영국의 사례 : 원자력 적극 추진

영국은 G7 국가 중 최초로 석탄 발전을 완전히 중단하는 동시에, 원자력 발전을 적극적으로 추진하고 있습니다. 영국 정부는 2050년까지 원자력 발전 용량을 현재의 6.5GW에서 24GW로 대폭 확대하여, 전체 전력 생산의 25%를 원자력으로 공급한다는 야심찬 계획을 수립했습니다. AI 산업의 성장으로 인한 전력 수요 증가에 대비하고, 동시에 탄소 중립 목표를 달성하기 위한 전략적 선택으로, 영국의 이러한 정책 변화는 전 세계적으로 주목받고 있으며, 다른 국가들의 에너지 정책 수립에도 영향을 미치고 있습니다.


5. 영국의 사례 : 대형 원전 건설

영국은 대형 원전 건설을 통해 안정적인 전력 공급 기반을 마련할 예정입니다. 대표적으로 힝클리 포인트 C와 사이즈웰 C 프로젝트를 추진 중입니다. 힝클리 포인트 C 1.6GW 규모의 원자로 2기로 구성되며, 2029년부터 완공될 예정입니다. 사이즈웰 C 3.2GW 규모로, 2035년 가동을 목표로 하고 있습니다. 이 두 원전은 각각 영국 총 전력 수요의 7%를 충당할 수 있는 대규모 프로젝트입니다. 이러한 대형 원전 건설은 초기 투자 비용이 크지만, 장기적으로 안정적인 전력 공급과 탄소 배출 감소에 크게 기여할 것으로 기대됩니다. 또한, 원전 건설 과정에서 수많은 일자리가 창출되어 경제 활성화에도 도움이 될 것으로 전망됩니다.


6. 영국의 사례 : 소형모듈원자로(SMR) 개발

영국은 대형 원전 건설과 함께 소형모듈원자로(SMR) 개발에도 적극적으로 나서고 있습니다. 특히 항공기 엔진 제작 기업인 롤스로이스가 이 분야를 주도하고 있습니다. 롤스로이스는 2029년까지 470MW SMR 1호기를 완성하고, 2035년까지 10, 2050년까지 16기를 제작할 계획입니다. SMR은 대형 원전에 비해 건설 비용이 적고, 건설 기간도 짧아 경제성이 높습니다. 또한, 모듈화된 설계로 인해 공장에서 대량 생산이 가능하여 품질 관리가 용이하고 안전성도 높일 수 있습니다. 영국 정부는 SMR 개발을 통해 90조 원 이상의 경제 효과와 4만 개의 새로운 일자리 창출을 기대하고 있으며, 이를 통해 원자력 산업의 부활과 함께 글로벌 시장 진출도 노리고 있습니다.



7. 영국의 사례 : 첨단 핵연료 생산

영국은 차세대 원전, 특히 SMR에 필요한 고순도 저농축 우라늄(HALEU) 생산에도 주력하고 있습니다. HALEU는 우라늄235의 농축도가 5~20%인 핵연료로, 현재는 러시아만이 상업적 생산 능력을 보유하고 있습니다. 영국 정부는 약 5240억 원을 투자하여 2030년까지 노스웨스트 잉글랜드 지역에 HALEU 생산 허브를 구축할 계획입니다. 이를 통해 러시아에 대한 핵연료 의존도를 낮추고, 유럽에서 첫 번째로 첨단 핵연료를 생산하는 국가가 되는 것을 목표로 하고 있습니다. 이러한 노력은 영국의 에너지 안보를 강화하고, 원자력 기술 분야에서의 글로벌 리더십을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.


8. 글로벌 트렌드

영국의 사례는 전 세계적인 원자력 발전 재검토 트렌드의 일부입니다. 프랑스 2050년까지 14기의 신규 원전 건설을 계획하고 있으며, 미국 SMR 개발에 적극적으로 투자하고 있습니다. 일본의 경우 후쿠시마 사고 이후 원전 정책을 전면 재검토했지만, 최근 에너지 안보와 탄소 중립 목표 달성을 위해 원전 재가동과 신규 건설을 다시 검토하고 있습니다. 이러한 글로벌 트렌드는 AI 산업의 성장으로 인한 전력 수요 증가, 기후 변화 대응의 시급성, 에너지 안보 강화 필요성 등 복합적인 요인들이 작용한 결과입니다. 각국은 자국의 상황에 맞는 최적의 에너지 믹스를 찾기 위해 노력하고 있으며, 이 과정에서 원자력 발전의 역할이 다시 주목받고 있습니다.


9. 결론

AI 산업의 급격한 성장으로 인한 전력 수요 증가는 전 세계적으로 에너지 정책의 새로운 변수로 작용하고 있습니다. 신재생 에너지의 한계를 보완하고 안정적인 전력 공급을 위해 많은 국가들이 원자력 발전을 재검토하고 있습니다. 그러나 원자력 발전의 안전성 문제와 방사성 폐기물 처리 등 여전히 해결해야 할 과제들이 남아있어, 각국은 신재생 에너지와 원자력의 적절한 조화를 통해 미래 에너지 수요에 대비하고 있습니다. 앞으로도 AI 기술의 발전과 함께 에너지 정책은 중요한 이슈로 남을 것이며, 지속적인 기술 혁신과 정책적 노력을 통해 안정적이고 지속 가능한 에너지 공급 체계를 구축하는 것이 각국의 주요 과제가 될 것입니다. 이 과정에서 경제성, 환경성, 안전성을 모두 고려한 균형 잡힌 접근이 필요할 것입니다.



다음 이전