엘리멘틀 파워, 신규 원전 개발 해법 제시

미국 원전 개발 기업 엘리멘틀 파워의 공동창업자 데이비드 파허티가 신규 원전을 부지 선정부터 상업 운전까지 끌고 가는 개발 해법을 공개 대담에서 단계별로 풀어 제시했다. 에너지 전문 팟캐스트 진행자 셰일 칸과 마주 앉은 그는 미국 원전 르네상스의 병목이 더 나은 원자로가 아니라 부지를 확보하고 인허가를 받고 구매자를 묶고 자본을 짜는 개발사의 부재에 있다고 진단했다. 그는 "원자력에는 기술 문제보다 사업 모델과 자본 조달, 위험 배분의 문제가 더 크다"고 말했다.

이 진단의 뒤에는 전력 시장의 구조가 있다. 칸은 천연가스와 풍력, 태양광, 저장장치, 지열 같은 다른 발전원에는 개발사라는 주체가 늘 있지만 원자력에는 대개 없다고 지적했다. 전력회사는 초기 위험을 떠안으려 하지 않고, 하이퍼스케일러는 전력만 원하며, 원자로 제조사는 제품을 만드는 대신 직접 사업을 개발하는 처지로 내몰린다는 설명이다. 칸은 초기 단계 투자를 이끄는 에너지 임팩트 파트너스(EIP)가 엘리멘틀에 투자했고 자신도 이사회에 있다고 대담에서 밝혔다.

첫 단계는 부지다. 파허티와 공동창업자들은 처음에 강가에 있고 송배전 설비가 갖춰진 폐쇄 예정 석탄발전소 부지를 사려 했다. 실사를 해 보니 건설 가능한 면적과 범람원, 부지에 쌓인 석탄재가 문제였다. 이후 엘리멘틀은 오크리지 국립연구소와 손잡고 연구소가 모은 지리정보 데이터로 부지를 거르는 도구 OR-SAGE를 썼다. 지진처럼 부지를 바로 탈락시키는 배제 기준과, 토양 구성과 기반암, 송배전망과의 거리처럼 비용 영향을 따져 봐야 하는 회피 기준을 나눴다. 파허티에 따르면 여러 분야 전문가가 6개월 걸려 하던 선별 작업을 지금은 사내 도구로 지도 위에 원을 그리듯 거의 실시간으로 해낸다. 오하이오 부지는 과거 석탄발전소 터로 지정된 적이 있어 지역사회가 사업을 받아들일 여지가 컸다. 지역 공무원부터 주 의회까지 발표 전부터 의견을 들었고, 그는 이 사업이 수백 개의 장기 일자리를 만든다고 설명했다.

다음은 전력을 살 고객이다. 파허티는 첫 원전들의 고객이 하이퍼스케일러와 프런티어 AI 연구소를 아우르는 AI 산업이라는 칸의 정리에 동의하면서도 계약 기간과 신용도를 조건으로 붙였다. 그는 "정부 대출이든 민간 부채 시장이든 자금을 끌어오려면 신용등급이 높은 구매자와 20~25년짜리 장기 계약이 필요하다"고 말했다. 전력 가격 상승을 기대하는 쪽도 있지만 최종투자결정(FID)까지 가려면 투자등급 상대방과의 장기 계약이 먼저라는 것이다. 엘리멘틀이 텍사스와 미시시피강 서쪽을 첫 시장으로 삼지 않은 이유도 여기서 나온다. 그쪽은 가스와 풍력, 태양광 자원이 풍부해 발전소를 짓기 쉽고, 미시시피강 동쪽은 재생에너지와 가스관 확충이 상대적으로 어렵다. 그래서 첫 사업지는 북동부와 중서부에 잡혔다.

노형 선택은 자금 조달과 직결된다. 엘리멘틀은 GE 베르노바 히타치의 소형모듈원자로(SMR) BWRX-300을 골랐다. 파허티는 이름의 X가 10세대를 뜻하며, 비등수형 원자로가 가압수형보다 부품이 적고 피동 안전 설계를 갖췄다고 설명했다. 같은 노형이 캐나다 달링턴에서 온타리오전력공사(OPG)의 첫 호기로 건설되고 있고, 연료를 만드는 공장도 미국 윌밍턴에 이미 있다. 대형 원전 AP1000은 균등화발전비용을 더 낮출 수 있지만 들어설 수 있는 부지가 적고 대부분 기존 원전 부지다. 4세대 신형 노형은 원자로를 설계하고 인허가를 받는 데만 약 10억 달러가 들고 공급망까지 새로 세워야 할 수 있어, 그 위험을 떠안는 것은 개발사의 몫이 아니라는 게 그의 판단이다. 보험사가 익숙한 경수로여야 보험을 받고, 보험이 있어야 부채를, 부채가 있어야 지분 투자를 받는다는 순서도 덧붙였다.

자본의 값은 단계마다 다르다. 파허티에 따르면 구상부터 최종투자결정까지의 개발 자본은 벤처와 비슷하게 20~30%의 내부수익률(IRR)과 3~5배의 투자배수를 요구한다. 최종투자결정을 넘기면 건설 지분의 무차입 수익률은 약 11%, 차입 수익률은 약 20%로 내려가고, 상업 운전에 들어간 경수로 자산의 자본비용은 약 10% 수준이다. 엘리멘틀은 설비이용률 92%로 돌아가는 완성 자산의 가치에서 거꾸로 계산해 개발사가 벌 수 있는 몫을 정한다.

가장 어렵다는 첫 관문의 돈을 풀려는 시도가 한국 자본과의 계약이다. 파허티는 DS투자파트너스와 삼성물산이 참여한 개발 자금 기구의 조건 합의서를 소개하며, 이 기구가 송전망 규모 사업 세 곳의 개발 활동 대부분을 대고 투자자는 개별 사업이 아니라 포트폴리오 전체 성과로 돈을 돌려받는다고 설명했다. 한 사업이 멈춰도 뒤이은 사업에서 수익을 낼 수 있다는 것이다. 보도에 따르면 이 동반 관계는 최대 7억5000만 달러 규모이고 한국 컨소시엄이 그중 최대 2억 달러를 약정했다. 아직 의향서와 조건 합의서 단계로 최종투자결정은 아니다. 중심 사업은 오하이오주 메이그스 카운티의 1.5기가와트급 BWRX-300 원전이며, 첫 호기 착공은 2030년까지, 완공은 2034년이 목표다. 크리스 콜버트 엘리멘틀 회장 겸 최고경영자(CEO)는 "여러 개의 송전망 규모 사업 개발에만 집중하는 미국 원자력 최초의 자본 조달 모델"이라고 말했다. 정 김 삼성물산 부사장은 "미국 상업 원전 사업의 실행을 앞당기는 민간 자본 모델을 세울 기회"라고 밝혔다. 보도에 따르면 삼성물산은 아랍에미리트 바라카 원전을 포함해 세계 10기, 12기가와트의 원전을 지었다.

건설의 교훈은 미국 조지아주 보글 원전에서 나온다. 파허티는 "설계를 끝내기 전에는 땅을 파고 콘크리트를 붓지 말라는 것이 보글의 교훈"이라고 말했다. 보글에서는 인허가 신청서에 철근 간격을 지나치게 자세히 적어 낮에는 늘어나고 밤에는 줄어드는 철근이 기술적 허용치 안에 있어도 신청서 기준을 맞추지 못하는 일이 벌어졌다. 그래서 그는 시공사와 인허가 전문가를 설계 단계부터 함께 앉히고, 핵심 부품 견적을 받아 2등급 비용 추정치까지 만든 뒤에야 착공한다는 원칙을 세웠다. 인력도 마찬가지다. 보글은 현장 기술자 한 명을 남기려고 다섯에서 여섯 명을 훈련시킬 만큼 이탈이 심했고, 바라카는 운전원 훈련을 늦게 시작해 초기 호기가 지연됐다.

마지막 그림은 반복이다. 파허티는 원자로가 들어서는 핵심 구역인 뉴클리어 아일랜드가 사업비의 약 3분의 1에 그친다며 보조 설비와 부지 설계까지 표준화해야 원가가 내려간다고 봤다. 전력회사마다 선호하는 밸브 종류가 다를 만큼 요구가 갈리는 만큼, 여러 사업을 묶는 개발사가 표준을 강제할 자리에 있다는 것이다. 오하이오에서는 1호기에서 2호기, 5호기로 늘려 가며 지역 인력과 공급망이 익숙해지는 만큼 원가 곡선을 끌어내린다는 계획이다. 메탈은 아마존이 인디애나에서 960메가와트 SMR 개발을 지원한다고 보도한 바 있으며, 파허티의 해법은 그런 구매 약속을 실제 착공으로 바꾸는 개발사의 역할을 겨눈다. 메탈이 확인한 대담 전문에서 그는 원자로를 고르는 일보다 부지와 계약, 자본, 인력을 한 묶음으로 엮는 일에 미국 신규 원전의 성패가 달려 있다고 거듭 강조했다.