SMR 혁명: AI 데이터센터 전력 수요 폭증, 한국·일본 기업의 SMR 시장 공략 기회

소형 모듈 원자로(SMR, Small Modular Reactor)는 기존 대형 원전보다 출력(300MW 이하)이 작고, 공장에서 모듈화 제작 후 현장 조립이 가능해 건설 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 차세대 원자력 기술입니다. 미국과 캐나다가 AI 데이터센터의 폭발적인 전력 수요를 충족하기 위해 SMR 도입을 가속화하면서, 한국과 일본 기업들이 이 시장에 적극 뛰어들고 있습니다. SMR은 안전성이 높고, 탄소 배출이 없으며, 데이터센터, 지역 난방, 수소 생산 등 다양한 용도로 활용 가능한 점에서 주목받고 있습니다. 글로벌 SMR 시장은 2030년까지 71억 4,000만 달러 규모로 성장할 전망이며, 연평균 3% 이상 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다.

미국은 SMR 상용화를 선도하며, NuScale Power는 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 설계 인증을 받은 최초의 SMR 기업으로, 루마니아에서 462MW 규모의 SMR 프로젝트를 추진 중입니다. 이 프로젝트는 2029년 완공을 목표로 하며, 삼성물산이 지분 투자와 기술 협력을 통해 참여하고 있습니다. 캐나다 역시 Ontario Power Generation(OPG)이 GE Hitachi Nuclear Energy와 협력해 BWRX-300 SMR 모델을 2028년 가동 목표로 건설 중이며, 한국과 일본 기업들이 엔지니어링과 부품 공급에 관여하고 있습니다. 미국 정부는 SMR 프로젝트에 최대 9억 달러의 지원금을 제공하며, 에너지부(DOE)의 선진원자로 실증사업(ARDP)을 통해 NuScale, X-Energy 등에 자금을 지원하고 있습니다.

한국 기업들은 SMR 밸류체인 전반에서 경쟁력을 확보하고 있습니다. 두산에너빌리티는 NuScale과 X-Energy에 투자하며 원자로 용기와 핵심 부품 생산을 담당하고, 1조 3,000억 원을 투자해 SMR 전용 공장을 신설해 연간 20기 생산 능력을 목표로 하고 있습니다. 삼성물산은 NuScale에 520만 주(지분율 3.8%)를 보유하며 루마니아 프로젝트와 유럽(스웨�, 에스토니아) 프로젝트에 참여하고 있습니다. 한국수력원자력(KHNP)은 i-SMR(680MW, 4기 모듈형)을 개발 중이며, 2028년 표준설계인가(SDA)와 2035년 상업 운전을 목표로 노르웨이, 스웨덴과 협력 MOU를 체결했습니다. 일본에서는 GE Vernova와 Hitachi의 합작사 GE Hitachi Nuclear Energy가 BWRX-300 모델로 캐나다와 폴란드 시장을 공략하고 있습니다.

투자자 입장에서 주목할 점은 AI 데이터센터의 전력 수요 급증과 탄소중립 목표로 SMR의 수요가 구조적으로 증가하고 있다는 점입니다. 글로벌 빅테크(마이크로소프트, 아마존 등)는 데이터센터 전력의 70% 이상을 탄소 배출 없는 SMR로 충당하려 하며, 이는 SMR 시장의 장기 성장 동력입니다. 그러나 SMR 상용화는 규제(인허가), 초기 비용, 기술 성숙도 등 과제를 안고 있으며, NuScale의 유타 프로젝트 취소(2023년) 사례처럼 단기적인 변동성 리스크도 존재합니다. 그럼에도 불구하고, 미국의 정책 지원과 한국·일본 기업의 기술력은 SMR 시장의 잠재력을 높이고 있습니다.

투자 아이디어

SMR 시장의 성장과 한국·일본 기업의 적극적인 참여는 투자자들에게 새로운 기회를 제공합니다. 다음은 투자자가 주목해야 할 핵심 포인트와 전략입니다:

1. AI 데이터센터 전력 수요: AI와 데이터센터의 전력 소비는 2030년까지 글로벌 전력 수요의 10% 이상을 차지할 전망입니다. SMR은 안정적이고 탄소 배출 없는 전력 공급원으로, 빅테크의 대규모 투자로 수요가 급증할 가능성이 높습니다.
2. 정부 지원과 글로벌 협력: 미국의 최대 9억 달러 지원금과 한국·캐나다·유럽의 SMR 수출 정책은 관련 기업의 매출과 수주를 견인할 것입니다. 특히 한국 기업은 루마니아, 스웨� 등 해외 프로젝트에서 경쟁력을 강화하고 있습니다.
3. 밸류체인 다변화: SMR은 원자로 설계, 부품 제조, 건설, 운영 등 다양한 밸류체인을 포함합니다. 한국의 두산에너빌리티(부품), 삼성물산(건설), KHNP(운영) 등은 각 단계에서 수혜를 받을 가능성이 높습니다.
4. 리스크 요인: SMR의 상용화는 2028~2035년 집중될 전망이지만, 인허가 지연, 기술 검증 실패, 초기 비용 부담은 주가 변동성을 키울 수 있습니다. 2023년 NuScale의 프로젝트 취소로 주가가 2달러대로 폭락한 사례는 단기 리스크를 보여줍니다.

투자 전략으로는 SMR 밸류체인과 친환경 에너지 테마에 초점을 맞추는 것이 유효합니다. 한국과 일본 기업은 기술력과 글로벌 협력을 통해 SMR 시장에서 선도적 위치를 확보하고 있으며, AI와 탄소중립 트렌드에 힘입어 장기 성장 가능성이 큽니다. 관련 테마로는 소형원전, 친환경 에너지, AI 데이터센터, 탄소중립이 있습니다.

관련 주식 종목

다음은 SMR 밸류체인에 포함된 주요 상장 기업입니다. 경쟁사는 제외하고, 한국과 미국 기업 중심으로 선별했습니다.

종목명설명

두산에너빌리티	NuScale, X-Energy와 협력해 SMR 원자로 용기와 부품 생산. 1.3조 원 투자로 연 20기 생산 공장 신설, 루마니아 등 해외 프로젝트 참여로 성장 기대.
삼성물산	NuScale 지분 3.8% 보유, 루마니아 SMR 프로젝트와 유럽 시장(스웨�, 에스토니아) 진출. 건설과 기술 협력으로 SMR 수주 확대 예상.
한국수력원자력	i-SMR 개발로 2035년 상업 운전 목표, 노르웨이·스웨덴과 수출 MOU 체결. 국내외 운영과 수출로 안정적 수익 가능.
NuScale Power / 뉴스케일 파워	미국 SMR 선두주자, NRC 설계 인증 획득. 루마니아 프로젝트와 글로벌 확장으로 AI 데이터센터 수요 대응, 장기 성장 잠재력 높음.