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미국에서 인공지능(AI) 때문에 전기 사용량이 빠르게 늘어나고 있습니다. 이에 따라 새 발전소를 짓는 대신, 이미 있는 원자력 발전소의 성능을 높여서 더 많은 전기를 만들려는 움직임이 활발해지고 있습니다. 미국 최대 원전 회사인 컨스텔레이션은 원자로 11기의 성능을 올리는 데 43억 달러 이상을 투자하겠다고 발표했고, 구글이 이 원전의 전기를 20년간 사겠다고 계약하면서 투자가 가능해졌습니다. 하지만 이렇게 성능을 높여도 늘어나는 전기 수요를 전부 감당하기는 어려워서, 결국 새로운 원자로 건설도 필요하다는 의견이 나오고 있습니다.
왜 중요한가요?AI와 데이터센터의 급증으로 전력 수요가 폭발적으로 늘어나는 상황에서, 탄소를 배출하지 않으면서도 비교적 빠르게 전력 공급을 늘릴 수 있는 방법이기 때문에 에너지 안보와 기후 변화 대응 모두에 중요한 의미가 있습니다.
주요 용어 설명
출력 증강 (Power Uprate)이미 가동 중인 원자력 발전소의 설비를 개선하거나 설정을 조정해서 원래보다 더 많은 전기를 생산할 수 있도록 최대 출력을 높이는 것입니다. 자동차에 비유하면, 새 차를 사는 대신 기존 차의 엔진을 튜닝해서 더 강한 힘을 내게 만드는 것과 비슷합니다.
설비용량 (Installed Capacity)발전소가 최대로 낼 수 있는 전력 생산 능력을 뜻합니다. 예를 들어 설비용량이 1기가와트(GW)라면, 그 발전소는 최대 가동 시 약 수십만 가구에 전기를 공급할 수 있는 규모입니다. 물탱크의 최대 저장량처럼 발전소의 최대 생산 한계를 나타냅니다.
농축도 (Enrichment Level)핵연료에 포함된 우라늄-235의 비율을 말합니다. 농축도가 높을수록 같은 양의 핵연료에서 더 많은 에너지를 뽑아낼 수 있습니다. 커피에 비유하면 원두의 농도를 진하게 할수록 같은 양의 물로 더 강한 커피를 만들 수 있는 것과 비슷한 원리입니다.
PJM미국 동부 13개 주와 워싱턴 D.C.의 전력망을 관리하고 운영하는 기관입니다. 전기가 어디서 얼마나 생산되고 어디로 보내야 하는지를 조율하는 일종의 전력 교통 관제센터 역할을 합니다. PJM 지역은 데이터센터가 집중되어 있어 AI 확산에 따른 전력 수요 증가의 영향을 가장 크게 받고 있습니다.
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전력 수요가 빠르게 늘면서 기존 발전소에서 조금이라도 더 많은 전력을 생산하게 하려는 움직임이 가시화되고 있다.
최근 몇 주 사이 미국 원전 업계에서도 이런 움직임과 관련된 소식들이 잇따라 들려왔다. 미국 최대 원전 운영사 컨스텔레이션(Constellation)은 6개 원전에 있는 원자로 11기의 출력을 높여 총 1기가와트(GW)에 가까운 설비용량을 추가하겠다는 계획을 발표했다. 미국 에너지부도 5일(현지시간) 미국 에너지 기업 비스트라(Vistra)가 앞서 발표한 원전 3곳의 설비 개선 사업에 42억 달러(약 5.6조 원) 규모의 대출을 지원하기로 했다.
기존 원자로의 출력을 높이면 데이터센터 등에 필요한 청정전력을 비교적 빠르게 추가로 공급할 수 있다. 그렇다면 기존 원전에서 실제로 얼마나 더 많은 전력을 확보할 수 있을까?
기존 원전의 설비를 개선해 원자로가 낼 수 있는 최대 출력을 높이는 것을 ‘출력 증강(power uprate)’이라고 한다. 미국에서는 1970년대부터 이루어져 온 방식이지만 최근에는 사례가 줄었다. 한동안 전력 수요 증가세가 둔화한 데다 저렴한 천연가스 발전과의 경쟁으로 원전의 수익성이 악화됐기 때문이다. 일부 원전은 폐쇄됐고, 가동을 이어간 원전에서도 추가 투자를 통해 출력을 높일 경제적 유인이 크지 않았다. 미국 원자력규제위원회(NRC)가 승인한 출력 증강은 2001~2010년에 80건이 넘었지만, 2011~2020년에는 33건으로 줄었다.
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