구글은 인공지능(AI) 데이터 관련 에너지 수요 충족과 환경 목표 달성을 위해 첨단 원자력 발전소(SMR, Small Modular Reactor: 소형 모듈 원자로)를 건설한다.

구글은 18일  2016년에 설립된 원자력 발전소 개발 업체 카이로스 파워(Kairos Power), 테네시강 유역 개발청과 협력해 테네시주 오크리지에 헤르메스 2 발전소(Hermes 2 reactor)를 건설한다고 밝혔다. 테네시주 오크리지는 과거 맨해튼 프로젝트의 핵심 기지였다. 원자력 분야 풍부한 인력과 인프라를 갖추고 있다. 여기에 주 정부도 적극 지원을 약속했다.

테네시강 유역 개발청은 카이로스 파워로부터 전력을 구매한다. 구글은 테네시주와 앨라배마주 데이터센터에 이 전력을 공급받는다. 이 발전소는 2030년 가동을 목표로 하며 최대 50메가와트 전력을 생산한다.

2030년 가동 목표, 최대 50메가와트 전력 공급

글로벌 IT 기업인 구글의 전력 소비는 AI와 클라우드 컴퓨팅 성장으로 지난해 전력 소비가 27% 급증했다. 지난 5년간 125% 증가를 기록했다.

하지만 기존에 활용하고 있는 재생에너지는 간헐성 문제로 24시간 무중단 운영이 필수인 데이터센터 운용에 한계를 드러냈다.

구글은 '24/7 무탄소 에너지' 목표 달성을 위해 원자력 발전에 비중을 둬 왔다. 이에 앞서 지난해 10월 카이로스 파워(Kairos Power)가 제작한 소형 원자력발전소(SMR) 전력 구매계약을 체결했었다.

당시 마이클 테렐 에너지 및 기후 담당 수석 이사는 ”원자력 에너지가 구글의 청정 성장을 뒷받침하고 AI 발전을 이루는 데 중요한 역할을 한다고 믿는다"며 기대감을 밝혔다.

4세대 ‘불화염 냉각 고온 원자로’ 기술력 눈도장

실제 카이로스가 개발하는 '불화염 냉각 고온 원자로'는 4세대 원자로 기술로 거의 대기압 수준에서 운전이 가능해 폭발 위험을 원천 차단하는 등 안전성을 높인 것으로 평가받는다. 또 외부 전력 없이 스스로 냉각되는 피동적 안전 기능도 갖췄다.

구글과 카이로스는 건설 및 재무 리스크를 전적으로 부담한다. 과거 대형 원전 사업의 비용 초과 문제를 해결하고 전기요금 납부자 부담을 없애는 방식이다. 하지만 거래의 구체적 내용은 알려지지 않았다.

이번 프로젝트는 구글과 카이로스 파워의 대규모 계약의 첫 배치다. 2035년까지 500메가와트의 첨단 원자력 발전 용량을 온라인으로 가동하는 것이 목표다.

현재 구글을 비롯 아마존, 마이크로소프트 등 대형 테크 기업들은 AI 인프라 운영을 위해 저렴한 원자력 에너지 확보에 주력하는 모양새다.

SMR 리스크 해소는 아직 지켜봐야 할 단계

하지만 SMR은 차세대 원자력 기술로 안전성·경제성·유연성에서 장점을 갖고 있지만, 여러 문제와 부작용도 걸쳐져 있다. 무엇보다 SMR은 결국 핵분열을 이용하기 때문에 사용후핵연료(고준위 방사성 폐기물)가 발생한다. “기존 원전보다 적다”는 주장도 있지만, 단위 전력량(kWh)당 폐기물은 오히려 더 많아질 수 있다는 연구도 있어 논쟁적이다. 처리·저장·최종 처분 문제는 기존 대형 원전과 동일하다.

또 불화염 냉각, 가스로 냉각, 용융염 등 SMR 프로세스 관련 기술은 아직 상업적 운전 경험이 부족하다. 시제품·실증 단계를 갓 넘은 상태라 예상치 못한 기술적 리스크가 발생할 수 있다. 피동적 안전성(passive safety)'도 중대사고 상황에서 작은 원자로가 오히려 냉각 여유가 부족할 수 있다는 점을 지적한다.

경제성도 마찬가지다. 소형 모듈화로 건설비 절감을 기대하지만, 아직 규모의 경제 효과가 입증되지 않았다. 초기 연구·개발 비용과 규제 비용 때문에, 실제 전기 요금 경쟁력이 재생에너지·가스발전에 비해 떨어질 수도 있다. 특히 대도시 근처에 입지가 결정될 경우 수용성 문제가 걸림돌이다.

다수의 소형 원자로가 여러 지역에 분산 설치되면 보안과 핵물질 관리가 복잡해지고, 테러 등 외부 공격에 취약할 수 있다. 전문가들은 "지금은 실증과 상업화 과정에서 리스크를 얼마나 줄일 수 있는지 냉정하게 지켜봐야 한다"는 목소리가 나오는 배경이다.