‘정유에서 전기’로 피봇 SK이노베이션, 솔루션은 ‘LNG·SMR’

무탄소·안정적 SMR, ‘분산 발전 해법’ 중장기 전략
테라파워 2대 주주…차세대 SMR 2030년부터 실증
올해도 빌 게이츠 방한…테라파워-SK 협력 논할 듯
용인 반도체·베트남 뀐랍에서 LNG로 단기 해법
AI 전력 수요 증가에 ‘종합 에너지 기업’ 역할 부각

▲서울시 종로구에 위치한 SK서린빌딩 전경. 사진=SK

SK이노베이션이 인공지능(AI) 산업을 배경삼아 에너지사업의 중심축을 정유에서 전력으로 전환하고 있다. 핵심 전력원으로는 브릿지 연료인 액화천연가스(LNG)와 궁극적 발전원인 소형모듈원전(SMR)을 보고 있다. 특히 미국에서 첫 SMR 상용화 승인을 받은 테라파워의 2대 주주로서 SMR을 중장기 전략으로 이어간다는 구상이다.

1일 업계에 따르면 SK이노베이션은 AI 인프라를 뒷받침할 전력 솔루션으로 사업 경험을 보유한 LNG와 중장기적으로는 SMR까지 연계하는 방안을 구상하고 있다. SK그룹이 반도체와 AI 데이터센터뿐만 아니라 에너지 분야까지 포괄하는 종합 AI 솔루션을 내세워 국내외에서 AI 주도권을 잡겠다는 것이다.

특히 마이크로소프트와 테라파워의 창립자인 빌 게이츠 게이츠재단 이사장이 빠르면 이달 초 방한할 예정인 것으로 알려지면서 SK이노베이션의 SMR 사업 구상이 한 발 더 나아갈지 관심이 쏠리고 있다. 게이츠 이사장은 지난해 8월 방한 때 최태원 SK그룹 회장과 에너지 분야 협력 방안을 논의한 바 있다.

SK이노베이션은 SK 주식회사와 함께 지난 2022년 테라파워 지분을 인수해 2대 주주가 되면서 SMR 사업에 발을 들였다. 지난 1월에는 원자력 발전소 운영 경험을 보유한 한국수력원자력에 지분 일부를 양도하며 테라파워·SK·한수원 간 SMR 협력을 본격화했다.

테라파워는 핵분열로 발생한 열을 물 대신 액체 소듐(나트륨)으로 냉각하는 4세대 소듐냉각고속로(SFR) 기술을 개발 중이다. 지난 5월에는 미 와이오밍주에 345메가와트(MW) 규모의 상업용 SMR 발전소를 짓는 사업을 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 허가받고, 2030년 실증로 가동을 목표로 개발을 추진하고 있다.

이에 따라 게이츠 이사장의 방한이 와이오밍주 SMR 발전소 건설 승인과 착공 후 얼마 지나지 않은 데다 한국 정부가 9월 SMR 특별법 시행을 앞두고 차세대 SMR 육성 방향을 마련한 시점과 맞물리게 됐다. 정부는 개발부터 제조, 실증, 핵연료 확보에 이르는 SMR 공급 역량을 강화하기 위해 민 ·관 합작 연구개발과 실증 작업 등을 추진하기로 했다.

이처럼 SK이노베이션이 중장기 전력 솔루션으로 SMR에 주목하는 이유는 반도체 팹과 AI 데이터센터용 등 미래 전력원으로 적합하기 때문으로 풀이된다. SMR은 중규모 전력을 24시간 안정적으로 공급하면서 도심이나 산업단지 내에 설치할 수 있어, 해안에 설치해야하는 대형 원전의 단점을 보완할 수 있다. 특히 테라파워가 차세대 SMR로 개발 중인 SFR은 액체 나트륨이 열을 물보다 더 많이 흡수한다는 특성을 이용한다. 사용후 핵연료 발생량이 기존 원전의 약 5~20% 수준이고, 전력 수요에 따라 발전량을 제어하는 '부하추종발전'도 가능하다.

다만 SMR이 상용화 단계로 나아가려면 최소 10년이상의 시간이 필요하다. 그 전까지는 LNG와 재생에너지 발전에 토대를 둔 전력 솔루션으로 AI 시장을 공략한다는 게 회사의 전략이다. SK이노베이션은 이미 LNG와 재생에너지 발전 경험을 축적했고, 미국 오클라호마 우드포드 가스전과 호주 바로사 가스전 지분을 토대로 천연가스를 생산하고 있기도 하다.

SK이노베이션과 한국중부발전이 지분 절반씩 출자한 합작사 용인열병합(가칭)을 통해 용인 반도체 클러스터에 2030년 2분기 상업운전을 목표로 1050MW 규모의 LNG 열병합 발전소 조성에 착수한 것이 대표적이다.

지난 6월 정부의 3대 메가프로젝트 발표를 계기로 SK하이닉스가 용인 반도체 클러스터에 4번째 팹까지 준공할 시기를 2033년으로 12년 앞당기면서 전력 인프라 조기 구축 필요성이 커졌다. 메가프로젝트 발표 전부터 2029년 전력 공급을 목표로 추진됐지만 팹 완공 시기를 앞당기면서 역할이 더 커진 것이다.

베트남에서는 SK이노베이션이 베트남 국영 발전사, TH그룹 산하 NASU와 함께 베트 응에안성 뀐랍지구에 LNG 발전소를 짓는 사업을 계기로 LNG와 SMR을 연계한 단계별 에너지 협력 방안을 제시했다. 1.5GW 규모의 뀐랍 LNG 발전소는 LNG 터미널과 함께 2030년 말 상업 운전을 목표로 조성 중이다. 베트남의 AI 산업 성장에 필요한 전력 조달 방안으로 당장은 미국과 호주 가스전 자산과 장기 LNG 계약 물량을 이용해 전력을 생산하고, 추후 차세대 SMR가 상용화되면 원전 분야까지 협력한다는 계획이다.

SK이노베이션은 세계 AI 산업을 주도하는 미국 시장에서도 전력 솔루션을 내세워 공략할 채비에 나섰다. SK이노베이션은 SK하이닉스가 미국에 설립을 준비 중인 AI 종합 솔루션 기업 'AI 컴퍼니(AI Co.)'를 통해 주요 에너지 사업을 AI 시장에 적용할 전략을 폭 넓게 검토하고 있다.

SK이노베이션은 정유사업으로 시작해 국내 최대 에너지기업으로 성장했다. 하지만 정유사업은 친환경 기조와 중국의 공급과잉으로 힘을 잃고 있다. 미래는 전기시대가 확실한 상황에서 SK이노베이션이 선택한 전력 솔루션이 시장에 얼마나 적중할지 관심이 쏠리고 있다.

정승현 기자 jrn72benec@ekn.kr