원전 르네상스의 숨은 보물: 두산에너빌리티와 세아베스틸지주, CASK로 8조 원 시장 노린다

글로벌 원자력 산업의 재가동과 확대로 인해 사용후핵연료 건식저장용기(CASK) 시장이 급성장하고 있으며, 국내에서는 두산에너빌리티와 세아베스틸지주가 이 시장의 선두주자로 떠오르고 있습니다. 사용후핵연료는 원전에서 연료로 사용된 후 방출되는 고준위 방사성 폐기물로, 초기 5년간 물로 채워진 수조에서 습식 저장 방식으로 냉각된 뒤, 건식저장용기(CASK)로 옮겨져 장기 보관됩니다. CASK는 방사선 차폐와 열 관리에 특화된 고도의 설계 및 제작 기술을 요구하는 특수 용기로, 원전 산업의 필수 요소로 자리 잡고 있습니다.

국내외 CASK 수요 급증

국내 원전의 습식 저장조는 2027년(한빛 원전)부터 순차적으로 포화될 전망이며, 2030년(한빛), 2031년(고리), 2032년(한울·신한울)에 이르면 대부분의 저장조가 한계에 도달합니다. 이에 따라 2027년부터 CASK 수요가 본격적으로 증가할 것으로 예상됩니다. 글로벌 시장에서도 AI 데이터센터와 전기차 산업의 전력 수요 급증, 아시아·태평양 지역의 신흥 원전 시장 확대, 그리고 기존 원전의 노후화로 인해 CASK 수요가 구조적으로 성장하고 있습니다. 골드만삭스는 글로벌 원전 관련 시장이 2030년까지 연평균 10% 이상 성장할 것으로 전망하며, 국내 CASK 시장만 최대 8조 원 규모로 추정됩니다.

두산에너빌리티의 선도적 역할

두산에너빌리티는 CASK 설계와 인증을 주도하며, 한국수력원자력과 협력해 2027년까지 중간저장시설 설계 및 인허가를 완료할 계획입니다. 2015년 미국 NAC(Nuclear Assurance Corporation)와 기술 협력을 시작, 2017년 한국형 건식저장시스템 'Doosan-DSS21'을 개발했으며, 2021년에는 미국 스리마일섬 원전에 CASK 5세트를 수출한 바 있습니다. 2023년에는 NAC와 공동 개발한 금속 저장 용기가 미국 원자력규제위원회(NRC) 설계 인증을 획득하며 글로벌 경쟁력을 입증했습니다. 두산은 제작 파트너로 한텍과 협력해 CASK 공급 체계를 강화하고 있습니다.

세아베스틸지주의 추격

세아베스틸지주는 2023년 한국수력원자력에 KN-18 CASK를 수주하며 초도 물량 납품을 시작, CASK 시장에서 두산에너빌리티의 강력한 경쟁자로 부상했습니다. 세아베스틸지주는 특수강 제조 기술과 원전 관련 부품 공급 경험을 바탕으로 CASK 제작 역량을 확보했으며, 향후 추가 수주 가능성이 주목됩니다.

투자자 관점에서 중요한 포인트

1. 시장 트렌드: AI 데이터센터와 전기차로 인한 전력 수요 급증은 원전 재가동과 신규 건설을 촉진하며, CASK 수요를 구조적으로 확대하고 있습니다. 국제원자력기구(IAEA)는 글로벌 원전 발전 용량이 2023년 395GWe에서 2050년 890GWe로 증가할 것으로 전망했습니다.
2. 재무적 영향: 두산에너빌리티는 2025년 1분기 매출 3.6조 원, 영업이익 2548억 원을 기록했으며, CASK와 소형모듈원전(SMR) 사업 확대로 2027년부터 수주와 실적이 본격 성장할 전망입니다. 세아베스틸지주 역시 CASK 수주로 매출 다변화가 기대됩니다.
3. 미래 전망: 2027년부터 국내 CASK 시장이 개화되며, 두산에너빌리티와 세아베스틸지주는 유럽, 미국, 아시아·태평양 시장에서의 수출 기회를 노릴 수 있습니다.

투자 아이디어

사용후핵연료 CASK 시장은 원전 산업의 재가동과 AI 전력 수요 증가로 급성장 중이며, 두산에너빌리티와 세아베스틸지주는 이 시장의 핵심 플레이어로 주목받고 있습니다. 투자자들은 다음 포인트에 주목해야 합니다:

1. 원전 르네상스와 CASK 수요: AI 데이터센터와 전기차 산업의 전력 수요 증가로 원전이 안정적이고 탄소중립적인 에너지원으로 재조명받고 있으며, CASK는 이 과정에서 필수적인 인프라로 자리 잡고 있습니다. 2027년부터 국내 시장을 시작으로 글로벌 수요가 폭증할 전망입니다.
2. 두산에너빌리티의 선도적 위치: 두산은 CASK 설계 및 인증, 글로벌 수출 경험, 한국수력원자력과의 협력으로 시장 선점 가능성이 높습니다. SMR과 대형 원전 수주 확대는 추가 성장 모멘텀을 제공할 것입니다.
3. 세아베스틸지주의 성장 잠재력: KN-18 CASK 수주를 통해 시장 진입에 성공한 세아베스틸지주는 특수강 기술을 활용해 추가 수주를 노릴 수 있으며, 상대적으로 저평가된 주가로 투자 매력이 큽니다.
4. 리스크 관리: CASK 제작의 높은 기술적 난이도와 인허가 지연 가능성, 해외 경쟁사(프랑스 오라노 등)와의 입찰 경쟁은 주요 리스크입니다. 또한, 원전 정책 변화나 AI 수요 둔화는 시장 성장에 영향을 줄 수 있습니다.

관련 테마

• 원자력: 탄소중립과 AI 전력 수요로 원전 재가동 및 신규 건설 확대.
• AI 데이터센터: 전력 소비 급증으로 원전 및 CASK 수요 증가.
• 친환경 에너지: 탄소 배출 없는 원전이 재생에너지의 대안으로 부각.

리스크

• CASK 설계 및 인허가 지연으로 인한 사업 일정 차질.
• 해외 경쟁사(프랑스 오라노 등)의 특허 및 독점 소재로 인한 시장 점유율 경쟁.
• 글로벌 경기 둔화 또는 AI 수요 감소로 인한 원전 수요 변동성.

관련된 주식 종목

CASK 시장의 성장과 원전 산업의 재가동은 두산에너빌리티, 세아베스틸지주, 그리고 협력사 한텍에 직접적 수혜를 가져올 가능성이 높습니다. 아래는 추천 종목과 그 이유입니다.

종목명국가설명

두산에너빌리티	한국	CASK 설계 및 인증, 글로벌 수출 경험으로 원전 저장 시장 선도.
세아베스틸지주	한국	KN-18 CASK 수주 및 특수강 기술로 시장 진입, 추가 수주 기대.
한텍	한국	두산에너빌리티와 협력해 CASK 제작, 원전 부품 공급망에서 역할 확대.

• 두산에너빌리티: CASK 설계 및 인증, 미국 스리마일섬 수출 성공, 한국수력원자력과의 협력으로 2027년부터 본격적인 수주 증가 예상.
• 세아베스틸지주: 2023년 KN-18 CASK 초도 납품으로 시장 진입, 특수강 제조 역량으로 비용 경쟁력 보유.
• 한텍: 두산에너빌리티의 CASK 제작 파트너로, 원전 부품 제조 경험을 바탕으로 시장 확대 기대.