[미중 AI 경쟁의 다음 전장은 핵 에너지]

AI패권을 두고 미국과 중국이 치열한 경쟁을 하고 있는 가운데, 이젠 칩 전쟁을 넘어 핵에너지 개발에 사활을 걸고 있다. 핵에너지가 없다면 AI경쟁에서도 뒤처질 수밖에 없다는 절박감 때문이다. 문제는 핵에너지 분야에서 미국이 중국에 비해 상당히 뒤처진다는 것이다. 이에 따라 미국 정부와 빅테크 기업들은 중국과의 핵에너지 격차를 줄이기 위해 대대적인 움직임을 준비하고 있다.

월스트리트저널(WSJ) 계열의 경제전문매체인 마켓워치(Market Watch)는 20일(현지시간) ‘칩은 잊어라: 미중 AI 경쟁의 다음 전장은 핵 에너지다’라는 제목의 기사를 통해 “AI 패권을 향한 경쟁은 빠르게 에너지 패권을 향한 경쟁으로 변하고 있다”면서 “미국이 원자력 개발에서 중국에 뒤처져 있다는 판단하에 정부와 빅테크 기업들은 이러한 상황을 역전시키기 위해 파격적인 준비를 하고 있다”고 보도했다.

마켓워치는 이어 “투자자들은 인공지능을 둘러싼 중국과 미국의 반도체 전쟁을 예의주시하고 있지만, 월가는 완전히 새로운 전장에 집중하고 있다”면서 “진정한 승자는 눈에 덜 띄는 요소, 즉 에너지, 특히 원자력에 달려 있다”고 짚었다.

마켓워치는 “세계에서 가장 발전된 AI 칩조차도 전기 없이는 쓸모가 없다”며 “원자력은 AI 붐을 촉진하고 에너지 부족을 피할 수 있는 핵심 해결책 중 하나로 빠르게 부상하고 있다”고 설명했다.

이와 관련해 리서치 회사 라디오 프리 모바일(Radio Free Mobile)의 설립자 리처드 윈저(Richard Windsor)는 마켓워치(MarketWatch)와의 인터뷰에서 “데이터 센터에 가장 적합한 전력원 중 하나가 원자력 발전이라는 점에는 의심의 여지가 거의 없다고 생각한다”면서 “안정적이고 탄소 배출이 없는 전력을 원한다면 원자력이 사실상 유일한 선택지”라고 설명했다.

뱅크 오브 아메리카(BoA)는 이에 대해 “2026년까지 AI 구동에 사용되는 데이터 센터가 일본 전체보다 더 많은 전력을 소비할 것으로 추산된다”고 설명했고, 블룸버그 뉴 에너지 파이낸스는 “2030년까지 전 세계 전력망 전력 소비량이 30% 급증할 것으로 예측한다”고 밝혔다. 또한 클라우드 인프라 제공업체 코어위브(CoreWeave)와 같은 기업들은 AI 개발의 주요 병목 현상으로 에너지를 꼽았다.

뱅크 오브 아메리카의 리서치 전략가인 펠릭스 트랜은 “낮은 수명주기 비용, 낮은 탄소 배출량, 그리고 지속적인 기저부하 전력 공급 능력 덕분에 원자력 에너지가 미래 AI 성장에 필수가 되었다”면서 “풍력이나 태양광과 같은 간헐적인 재생 에너지원에 비해 원자력 에너지는 24시간 연속 전력을 공급할 수 있다”고 지적했다.

마켓워치는 “현재 대부분의 원자력 발전소는 우라늄과 같은 무거운 원자를 분열시켜 열을 방출하고 전기를 생산하는 핵분열을 사용한다”면서 “중국과 러시아는 이미 차세대 소형 핵분열 기술인 소형 모듈형 원자로(SMR)를 소수 가동하고 있다”고 짚었다.

마켓워치는 이어 “하지만 진정한 성배는 수소와 가벼운 원자를 초고온에서 융합시켜 막대한 에너지를 방출하는 핵융합”이라면서 “투자자들은 인공지능을 둘러싼 중국과 미국의 반도체 전쟁을 예의주시하고 있지만, 월가는 엉뚱한 전장인 원자력에 눈을 돌리고 있다”고 설명했다.

[원자력 에너지 생산에 올인하는 미국]

이런 차원에서 미국 정부는 원자력 에너지의 중요성을 인식하고 있으며, 중국과의 10~15년 발전 격차를 줄이기 위한 노력에 박차를 가하고 있다. 10년 넘게 미국의 전체 전력 용량은 정체되어 왔지만, 중국은 18개월마다 미국 전체 전력 용량에 해당하는 용량을 추가해 왔다. 이 속도대로라면 중국은 2030년까지 원자력 발전 용량에서 미국을 추월할 수 있다.

상황이 이렇기 때문에 도널드 트럼프 대통령은 지난 5월, 원자력 에너지 투자를 촉진하기 위해 4건의 행정명령에 서명했다. 7월에 발표된 트럼프의 AI 행동 계획은 AI 인프라, 특히 원자력 에너지 개발의 필요성을 강조하며, 거듭거듭 원자력발전소를 건설하라고 촉구했다. 트럼프 대통령은 최근 영국 방문에서도 원자력 에너지를 주요 화두로 삼았다. 이에 따라 트럼프 대통령과 스타머 영국 총리는 AI 및 원자력 에너지 투자를 포함하는 기술 협력 협정에 서명하기도 했다.

이에 대해 JLL의 미주 지역 데이터센터 전략 담당 부사장인 션 파니는 “디지털 인프라가 경제 및 군사력과 깊이 연관되고 있으며, 공공 및 민간 원자력 프로그램이 점점 더 통합되고 있다”고 지적했다. 실제로 엔비디아, 마이크로소프트, 메타, 아마존, 알파벳과 같은 거대 기술 기업들은 모두 AI 모델 구동 기회를 놓고 경쟁하기 위해 원자력에 투자해 왔다.

[미국의 핵에너지 계획, 한국 도움이 절실하다]

사실 원자력 발전 인프라 구축은 쉬운 일이 아니다. 소형 핵융합로(SMR)는 기존 발전소보다 생산 비용이 저렴하고 빠르지만, 핵융합 기술은 아직 초기 단계에 있다. 이와 관련해 펜실베이니아 대학교의 벤저민 리 교수는 “원자력 에너지가 잠재력을 가지고 있다고 믿지만, 실질적인 한계는 있다”고 인정하면서 “현재 미국에는 원자력 발전소를 적시에 예산에 맞춰 건설할 수 있는 성숙한 산업이 부족한 상태”라고 짚었다. 한마디로 원자력발전소를 대대적으로 건설하고 싶지만 산업 기반이 제대로 갖춰져 있지 않아 난관에 부딪쳐 있다는 의미다.

반면 중국은 3~5년 안에 원자력 발전소를 건설할 수 있다. 미국이 직면한 과제로는 엄격한 규제, 높은 초기 비용, 그리고 장기간의 원자력 발전 중단으로 인한 기술 격차가 있다. 그러나 AI 경쟁의 긴박함은 이러한 규제 장벽을 완화하는 데 도움이 될 수 있을 것이다. 트럼프 행정부는 에너지 규제 완화를 추진해 왔다. 이에 대해 션파니 부사장은 “정부 지원이 충분히 이루어진다면 미국 내 소형 원자로(SMR) 배치 기간을 7년에서 3년으로 단축할 수 있을 것”으로 예상했다.

이와 관련해 마켓워치도 “거대 기술 기업들이 막대한 자본 지출의 일부를 원자력에 투자함에 따라, 원자력 산업은 새로운 민간 투자의 물결을 경험하고 있으며, 이는 개발을 가속화할 수 있다”면서 “모든 것이 ‘충분히 큰 규모의 원자력 주문’을 확보하는 데 달려 있으며, 반복적인 건설을 통해서만 미국은 원자력 기술 역량을 재건할 수 있다”고 강조했다.

마켓워치는 이어 “빅테크 기업의 미래와 미국 국가 안보가 걸려 있는 만큼 위험 부담이 크다”면서 “하지만 에너지 산업이 결국 돌파구를 찾을 것이라는 낙관적인 전망을 할 수 있는데, 막대한 자금이 투입되고 있고, 놀라운 혁신 정신도 존재하기 때문”이라고 짚었다.

[25년 내 원전 300기 짓는 미국, “한국엔 기회”]

마켓워치도 지적했지만 미국은 지금 원자력발전에 올인하고 있다. 실제로 ‘원전 종주국’ 미국은 2050년까지 원자력 발전량을 지금의 4배로 늘리기로 했다. 1979년 스리마일섬 원전 사고 이후 지난 46년 동안 단 2기의 원전만 신규로 착공해 가동했던 미국이 대규모 원전 투자 계획을 내놓으면서 AI시대를 대비하겠다고 나선 것이다. 이에 따라 트럼프 대통령은 빠른 원전 확대를 가로막는 각종 규제도 대폭 완화하기로 했다. 올 초 한미 양국 정부가 ‘원전 동맹’을 맺은 바 있기 때문에 미국의 이러한 상황은 당연히 K원전에 큰 기회가 될 것이란 전망이 나온다.

K원전에 대한 기대를 키우는 것은 미국 자체의 공급망과 건설 능력만으로는 성공 가능성이 희박하기 때문이다. 그렇기 때문에 미국이 지금 계획한 대로 원전 300기를 지으려면 한국의 도움이 절실하다는 것이다.

특히 트럼프 대통령의 원전 개발 구상은 그 포부가 대단하다. 트럼프 대통령은 지난 5월 23일, 4개 행정명령에 서명하며 ‘원전 르네상스’의 도래를 선언했다. 1979년 스리마일 섬 사고 이전까지 원전 133기를 지으며 세계 원전 산업을 이끌었던 ‘원전 종주국’ 미국이 귀환을 선언한 것이다.

이렇게 트럼프의 원전 르네상스를 이루려면 당연히 미국의 힘만으로는 안되고 외국의 도움을 받아야만 하는데, 러시아와 중국이 당연히 배제된 상황에서 프랑스는 영국 힝클리포인트C, 핀란드 올킬루오토 3호기 등의 공사가 잇따라 지연되며 시공 능력에 한계를 보였고, 일본 또한 후쿠시마 사고 이후 원전 산업이 급격히 위축되면서 미국이 손을 내밀 수 있는 국가는 우리나라밖에 없다는 진단도 나온다.

문제는 이러한 추세에 대한 대한민국 정부의 자세다. 이재명 정부는 AI(인공지능) 정부다. 1호 공약이 ‘AI 3대 강국’이다. 이 대통령은 “AI에 국가 명운이 걸렸다”면서 절박한 모습이다. 하지만 대통령부터 산업부 핵심까지 “원전이 위험한 에너지라는 생각은 여전하다”는 생각을 버리지 않고 있다. 특히 환경부장관은 탈원전과 재생에너지 확대를 주장해 온 사람이기도 하다. 그래서 당장 원전 업계는 “탈원전 시즌2가 시작되는 게 아니냐”고 우려하고 있다.

분명한 것은 원전 없이 AI를 돌리는 건 불가능하다는 사실이다. 재생에너지로 AI를 돌린다는 것은 그야말로 헛된 망상에 불과하다. 더욱이 대한민국은 원전을 지을 수 있는 몇 안 되는 나라에 속한다.

이와 관련해 대만 출신 미국 기업가인 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 대만 정부에 탈원전에 따른 전력 부족으로 엔비디아가 대만 반도체 업체 TSMC, 전자제품 제조업체인 폭스콘 등과 손을 잡고 대만에 인공지능(AI) 슈퍼 컴퓨터를 구축하는 프로젝트를 추진하는데 있어 탈원전이 걸림돌이라고 경고했다. 이에 따라 대만도 탈원전을 전면 재검토하기로 했다. 그래서 법안도 통과시켰다.

한국도 AI 3대강국을 이루려면 당장 탈(脫)탈원전 선언’부터 해야 한다. 그리고 미국의 원전 시장에 당당하게 숟가락을 얹어야 한다. 그것이 대한민국의 미래를 활짝 여는 계기가 될 것이다.