AI 전력난에 원전이 뜨지만…2030년 우라늄 부족이 새 변수로

탄소중립과 생성 AI 열풍, 이 두 흐름이 만나는 지점에서 세계는 다시 원자력이라는 선택지로 방향을 틀고 있다.

한때 안전 신화 붕괴와 함께 정체됐던 원전은 이제 탈탄소와 대규모 전력 수요를 동시에 충족할 수 있는 현실적 해법으로 다시 주목받고 있다.

주요국의 에너지 전략에서도 원전은 다시 핵심 축으로 올라서고 있다.

하지만 이른바 원전 르네상스의 이면에는 기업들이 충분히 반영하지 못한 구조적 위험이 조용히 커지고 있다.

바로 우라늄 자원 제약이다.

빅테크가 이끄는 원전 회귀

미국 에너지 시장에서는 최근 이례적인 움직임이 이어지고 있다.

구글, 마이크로소프트, 아마존 같은 빅테크 기업들이 원전 사업자와 장기 전력구매계약을 맺고 있다. 소형모듈원전, 즉 SMR 신설이나 멈춰 있던 원전의 재가동을 뒷받침하는 흐름도 나타나고 있다.

배경에는 생성 AI 확산이 만든 데이터센터 전력 수요가 있다.

AI 모델 학습과 추론을 24시간 365일 돌려야 하는 데이터센터에는 안정적인 전원이 필요하다. 날씨의 영향을 받는 재생에너지만으로는 안정 운용이 어렵다.

이산화탄소를 배출하지 않고 출력이 안정적인 원전이 재평가되는 것은 자연스러운 흐름이라고 볼 수 있다.

하지만 이런 낙관적 전망에 의문을 던지는 수치가 있다.

세계원자력협회에 따르면 원전용 우라늄 수요는 2030년까지 28% 늘고, 2040년에는 현재의 두 배가 넘는 연 15만 톤 규모에 이를 것으로 전망된다. 2024년 수요가 약 6만7000톤 수준이었다는 점을 고려하면 상당한 증가다.

문제는 공급이다.

현재 우라늄 시장은 이미 여유가 크지 않다. 냉전기 군축 과정에서 나온 잉여 재고 방출로 가까스로 균형을 맞춰온 측면도 있다.

더 심각한 점은 주요 우라늄 광산 상당수가 2030년대에 수명을 맞는다는 사실이다.

신규 광산 개발에는 탐사부터 상업 생산까지 보통 10~20년이 걸린다. 수요가 크게 늘어나는 2030년대 초반에 공급이 따라오지 못하는 공백기가 생길 가능성이 있다는 뜻이다.

연료비 상승은 원전의 균등화발전원가를 끌어올린다. 장기적으로는 전력 가격의 불안정성을 키울 수 있다.

원전 재가동 확대는 재생에너지 보급과 어떤 관계를 맺게 될까.

단기적으로는 충돌이 생길 수 있다.

송전망 용량이 제한된 상황에서 원전 발전량이 늘어나면 재생에너지 출력제어가 늘어날 수 있기 때문이다.

하지만 장기적으로는 다른 흐름도 가능하다.

우라늄 가격 상승으로 원전의 비용 우위가 상대적으로 약해지면, 배터리와 결합한 재생에너지의 경쟁력이 높아질 수 있다.

또 원전의 야간 잉여 전력을 활용한 핑크 수소와 재생에너지 기반 그린 수소가 함께 성장하면, 수소 인프라 정비가 빨라질 가능성도 있다.

과거 에너지 논쟁은 안전이냐 환경이냐라는 가치관의 대립이었다.

하지만 AI 시대의 전력은 산업 경쟁력 그 자체다. 전력을 확보하지 못하면 시장에서 밀려날 수 있다.

우라늄 자원이라는 잘 보이지 않는 제약을 생각하면, 원전 재가동은 완전한 안정 해법이라고 보기 어렵다.

오히려 불확실성을 안은 줄타기의 시작일 수 있다.

이제 기업들은 자사 공급망이 어떤 전원에 기대고 있는지, 또 그 전원이 어떤 자원 리스크 위에 서 있는지를 근본적으로 다시 물어야 하는 시점에 놓여 있다.