여러분! 미국에서 인공지능(AI)와 소형모듈원전(SMR)이 바늘과 실과 같은 존재인 점을 알고 계신지요. 

우리에게 챗GPT 로 잘 알려진 거대언어모델(LLM)을 만든 오픈AI가 ‘오클로’라는 SMR기업에 투자하고 있으며 빌 게이츠의 마이크로소프트가 2008년 ‘테라파워’라는 SMR 기업을 설립하였습니다.

AI기업이 SMR기업에 투자하는 이유는 AI데이터센터가 상당한 전력을 필요로 하기 때문입니다.

실제로 AI 데이터센터는 일반 데이터센터보다 전력을 3배~5배 더 소모한다고 알려져 있습니다. 

일반 데이터센터는 표준 CPU와 네트워크 장비를 운영해 웹 호스팅, 클라우드, 데이터 저장 작업을 합니다. 서버당 평균 400~500W의 전력을 소모합니다. 전체적으로 수백 kW에서 몇 MW의 전력을 필요로 합니다.

AI 데이터센터는 GPU, TPU, 고성능 AI가속기를 사용해 AI 모델 훈련, 딥러닝, 데이터 분석을 수행합니다. 그러다 보니 서버당 평균 사용 전력이 800~2000W입니다. 전체적으로 몇 MW에서 수십 MW의 전력을 필요로 합니다. 

SMR은 소형모듈원전의 약칭입니다. 출력이 보통 300MWe 가량입니다. 일반 대형 원전의 출력 1000~1500MWe보다 한참 적습니다. 대신 모듈화 되어 있어 공장에서 생산해 현장에서 조립하는 방식으로 건설할 수 있습니다. 필요하면 모듈의 일부만 가동해 때마다 다른 전력부하를 충족할 수도 있습니다.

AI 데이터센터는 일반 데이터센터와 마찬가지로 24시간 가동해야 합니다. 그러면서도 최대 수십 MW의 전력을 필요로 합니다. 그래서 전력원으로 SMR이 잘 맞습니다. 그래서 미국에선 상당기간 AI 기업의 주가에 따라 SMR 기업의 주가도 오르내리는 현상이 지속됐습니다. 

최근엔 구글, 엔비디아, ARM이 최근 성능을 개선하면서도 에너지를 덜 소모하는 칩을 공개하여 AI 시대에도 다량의 전력이 필요하지 않을 수 있다는 진단이 나오고 있습니다. 구글의 TPU, 엔비디아의 A100 GPU, ARM의 스카우트 AI칩은 머신 러닝 알고리즘을 최적화해 연산량을 줄이고 전력 소모를 낮춘다고 합니다. 그러나 전체적으로 AI 데이터센터의 수가 늘어날 것이기에 전력수요량도 늘어날 것입니다. 그래서 여전히 AI기업들은 SMR기업들에 관심을 가질 수 밖에 없습니다.

우리나라도 최근 제11차 전력수급기본계획을 수립하며 2038년에 데이티센터가 필요로 하는 전력수요가 4.4GW라고 예측하였습니다. 

제10차 전력수급기본계획에선 2036년에 1.4GW가 필요하다고 예측하였습니다. 2년 사이 예측량이 3배 증가하였습니다. 그만큼 AI 데이터센터가 필요로 하는 전력량이 많아졌다고 보고 있습니다.

앞서 언급한 오클로, 테라파워 외에도 대표적인 SMR 기업으로는 미국의 뉴스케일 파워, 영국의 롤스로이스 SMR, 중국의 링롱원을 들 수 있습니다. 

뉴스케일 파워는 두산에너빌리티가 지분투자를 단행한 기업으로도 유명합니다. 77MWe 급 SMR을 개발하였습니다. 롤스로이스는 체코에 SMR 발전소를 지을 예정입니다. 중국의 링롱원은 세계 최초로 상용화 단계에 도달한 SMR 설비를 2021년에 착공하여 2026년 가동한다는 목표가 있습니다. 설비용량은 125MWe입니다. 

이 밖에도 우리나라 한국전력기술이 ‘반디’로 불리는 SMR을 장착한 선박을 개발하고 있습니다. 이 선박은 르완다 등 전력이 부족한 나라로 항해하여 전력을 공급한다는 청사진을 갖고 있습니다. 

우리나라의 혁신형 SMR 사업기획단은 올해 혁신형 SMR 표준설계를 마치고 2028년 원자력안전위원회로부터 설계인증을 받을 계획입니다.