‘전력 블랙홀’ AI 시대, 해법은 원자력 발전[전문가 시선]

■ 전문가 시선 - 정동욱 중앙대 에너지시스템공학부 교수

오늘날 우리는 세 가지 거대한 파도 앞에 서 있다. 지구촌의 생존을 위협하는 기후위기, 화석연료의 지정학적 리스크를 재확인시킨 중동전쟁, 인류의 삶을 근본적으로 바꿀 인공지능(AI) 산업이다. 이 파도들은 각기 다른 방향에서 오는 듯 보이지만, 공통적으로 ‘안정적이고 청정한 에너지의 확보’라는 절박한 과제가 놓여 있다. 그리고 그 해법의 중심에 원자력이 있다.

기후위기 대응은 이제 당위성을 넘어 국가 경쟁력의 척도가 됐다. 탄소 국경세 도입 등 글로벌 환경 규제는 제조업 중심인 한국 경제에 거대한 장벽으로 다가오고 있다. 재생에너지는 탄소중립을 위한 중요한 에너지원이나 날씨에 따라 출력이 널뛰는 간헐성 문제가 있다. 24시간 전력을 공급하면서도 탄소를 배출하지 않는 원자력이 재생에너지의 불확실성을 보완하고 탄소중립을 향한 연착륙을 가능케 하는 거의 유일한 전원이다.

중동사태로 대변되는 에너지 안보 위기는 자원 빈국인 우리에게 뼈아픈 교훈을 준다. 화석연료의 가격 변동과 공급망 불안은 언제든 우리 경제의 근간을 흔들 수 있다. 외부 충격에 흔들리지 않는 ‘에너지 주권’을 위해서는 원자력이라는 든든한 방파제가 필요하다.

혹자는 원전의 연료인 우라늄을 수입하기 때문에 원자력도 에너지 안보에 도움이 안 된다고 주장한다. 그러나 보잉747 수송기 한 대만 띄우면 150만 가구가 5년 동안 쓸 전기를 만드는 데 필요한 원전 연료를 한 번에 나를 수 있다. 반면 이만한 전기를 내려면 LNG 발전은 대형 LNG 운반선이 5년 동안 매달 1척씩 들어와야 한다. 국제에너지기구(IEA)가 원자력을 에너지 자립에 포함하는 이유다.

이마저도 걱정된다면 사용후핵연료를 재처리하면 된다. 우리 정부도 사용후핵연료 재처리를 위한 한미원자력협정 개정을 제안하고 있어 협정이 개정된다면 우라늄 수입의 지정학적 리스크를 크게 완화할 수 있다.

AI 시대는 곧 ‘전력의 대폭주’ 시대다. 생성형 AI와 반도체 클러스터, 데이터센터는 그 자체가 거대한 에너지 소비처다. 수출의 25%를 담당하는 반도체 산업에 대한 전력 공급은 산업을 넘어 국가적 과제가 아닐 수 없다. 이들 첨단 산업이 요구하는 것은 단순히 많은 양의 전기가 아니라, 끊김 없는 고품질의 안정적인 전력이다. AI는 단순한 산업을 넘어 국가 안보와 연결되는 만큼 원자력은 선택이 아닌 필수적인 인프라가 될 수밖에 없다.

원자력이 이 모든 난제의 정답이 되기 위해서는 국민적 신뢰와 안전에 대한 끊임없는 노력이 전제돼야 한다. 또 차세대 원전인 소형모듈원전(SMR) 기술 확보와 상용화를 위한 경제성 확보도 필수적이다. 기후위기와 에너지 안보 위기를 넘어 AI 시대로 나아가는 길목에서 탄소중립은 물론 에너지 자립을 목표로 국가 에너지 계획을 생각해야 할 때다.