미국 원전 지어주다 한국 호구된다? (언더스탠딩 김상훈 기자)

미국에 2천억 달러를 투자해야 하니 한국에 원전을 지으라고 할 수 있다는 말로 시작합니다. 우리가 초도기의 몸빵을 하면 미국 모듈형 원전 공급망이 복원되고, 그때는 한국이 필요 없을 수도 있다는 걱정입니다. 그냥 지어주지의 문제가 아니라 덤탱이를 쓸 구조인지 봐야 합니다. 이 사업은 대형 구조물의 초도기 대응까지 따져야 한다는 문제의식입니다.

가스발전과 알래스카 사업과 달리 원전 프로젝트를 자세히 봅니다. 미국 원전 여덟 기 사업비가 1,200억 달러이고 대미투자 협력금 2천억 달러의 60%가 이쪽에 쓰인다는 얘기예요. 연말까지 100억 달러 선지급금 협의도 있어 손실이 나면 전체 프로젝트가 흔들릴 수 있습니다.

빅테크가 전기가 없어 비싸게 사갈 수 있다는 기대는 있습니다. 하지만 원전은 공사를 잘못하는 순간 모든 것이 어그러집니다. 여덟 기 중 여섯 기는 한국 원전이 아니라 웨스팅하우스 AP1000이고, 우리는 한 번도 이 원전을 지어 본 적이 없다고 합니다.

우리 요구가 받아들여져 한국 원전 두 기를 더하는 구성이 언급됩니다. 그러나 미국의 요구는 한국이 익숙한 원전이 아니라 AP1000 여섯 기를 지으라는 쪽입니다. 상업운전 원전이 있어도 웨스팅하우스가 네 기를 짓다 망았던 경험 때문에 가볍게 볼 수 없다고 합니다.

한국 원전도 미국 설계의 영향을 받았으니 비슷하지 않겠느냐는 질문이 나옵니다. 설계가 비슷하다고 짓는 법까지 같은 것은 아니고 AP1000은 공법이 완전히 다르다는 답입니다. 축구의 포지션 변경보다 사커와 풋볼처럼 종목이 바뀌는 느낌, 종목이 다른 거다라고 비유합니다.

원전에도 세대가 있다고 설명합니다. 후쿠시마는 2세대 원전이어서 쓰나미로 외부 전원이 끊기자 냉각에 문제가 생겼다는 이야기예요. 새 세대 원전은 전원이 끊겨도 냉각 기능을 유지하도록 설계하려는 방향에서 나왔습니다.

AP1000은 격납건물 위쪽 물탱크에서 중력으로 물을 떨어뜨려 전기가 끊겨도 냉각수를 보내는 방식으로 설명합니다. 디젤발전기나 외부 전기에 덜 의존하는 수동 안전계통을 갖추려는 설계라서, 기존 원전에 설비 하나를 더한 형태로 보면 안 된다고 합니다.

냉각탑과 터빈 건물, 원자로 격납건물을 화면에서 구분해 봅니다. 원자로와 증기발생기 같은 핵심 설비를 구성하는 방식이 중요하고, AP1000은 현장에서 모두 만드는 대신 큰 덩어리를 공장에서 만들어 옮기는 모듈 공법을 택합니다.

구조 모듈 122개, 파이프 모듈 154개, 기기 모듈 155개처럼 여러 모듈을 공장에서 만든 뒤 현장에서 조립하는 방식입니다. 모듈을 잘 만들면 현장 인력과 공기를 줄이고 비용도 낮춰 더 싼 원전 전기를 만들 수 있다는 것이 처음의 약속입니다.

2013년 착공한 보글 3·4호기는 처음 기대와 달리 오래 걸렸습니다. 모듈이 딱딱 맞아야 하는데 맞지 않았고 공사비와 공기가 커졌어요. 선진적 콘셉트를 내세웠다고 해서 대형 원전 현장에서 바로 작동한 것은 아니었다는 사례입니다.

프라모델도 부품이 맞지 않으면 완성할 수 없는데 원전은 작동해야 하니 더 심각합니다. 작은 단차를 억지로 맞추면 구조·배관·기기 공정이 함께 밀릴 수 있어, 모듈 제작과 현장 조립의 연결이 핵심 위험이 됩니다.

미국에서는 원전 발주가 약 30년 끊기며 모듈을 만들 업체와 숙련 인력이 사라졌다고 합니다. 보글에 필요한 공급망을 새로 꾸리고 처음 만드는 업체들이 들어오면서 품질과 납품의 불확실성이 커졌다는 이야기입니다.

원전은 첫 호기에서 비용과 시간이 크게 들다가 다수호기로 갈수록 학습효과가 나타나는 곡선을 따른다고 합니다. 이를 초도기의 저주라고 부릅니다. 보글은 첫 구간을 지났을 뿐 다음 단계의 비용·공기 개선을 실제로 입증해야 합니다.

미국은 최종 설계가 완전히 끝나지 않았어도 착공을 허가하는 경우가 있다고 합니다. 설계는 나중에 보완할 수 있다는 생각일 수 있지만, 모듈 제작 뒤 설계가 바뀌면 현장에서 맞지 않는 문제가 생길 수 있습니다.

설계도 주문이 계속 바뀌고 원전을 만들거나 기기를 납품해 본 적 없는 업체가 모듈을 만들면 실제 조립에서 단차가 날 수 있습니다. 보글의 지연은 한 가지 실수보다 설계·제작·공급망 경험이 함께 부족했던 문제로 설명됩니다.

보글 3·4호기 두 기에는 한국 돈 약 50조 원, 달러로 약 350억 달러가 들었다는 수치가 나옵니다. 이제 비슷한 모듈형 원전을 한국이 미국에서 지어야 하는데 한국도 이 방식의 시공 경험은 없다는 점이 다시 강조됩니다.

한국은 기존 방식으로 원전을 지을 때 비용이 낮은 편이고 미국의 다수호기 비용 가정과 비교됩니다. 미국이 한국 원전을 그대로 가져가기보다 한국의 시공 노하우로 미국형 원전 공급망을 되살리길 원한다는 논리로 이어집니다.

한국이 낮은 비용으로 원전을 짓는 능력을 갖췄으니 그 노하우를 미국에 가져와 내재화에 도움을 주라는 요구로 정리합니다. 미국이 자국 설계 AP1000을 고수하려는 생각도 함께 작용할 수 있다는 해석입니다.

바이든과 트럼프 행정부의 세부 모양은 달라도 원전이 중심이라는 원칙은 같다고 봅니다. 대규모 전력 수요와 지역 일자리·세수라는 이유가 거론되고, 원전 사고 뒤에도 주민 인식이 바뀐 지역 사례가 덧붙습니다.

변동성이 큰 재생에너지를 많이 넣으려면 이를 받쳐 줄 안정적 전원이 필요하다는 설명입니다. 원전을 경제성만이 아니라 전력계통의 기저 역할까지 함께 보는 관점이고, 미국이 오래된 2세대 원전을 바꾸려는 맥락입니다.

미국 전력시장은 민간 중심이라 초도기의 긴 공기와 비용 초과를 누군가 떠안아야 하지만 전력회사가 쉽게 들어오지 못한다고 합니다. 한국이 그 위험을 뚫어 주면 미국은 다수호기 단계로 넘어갈 수 있다는 문제 제기입니다.

한국이 미국에서 원전을 짓더라도 미국이 AP1000으로 지으라고 하면 노형을 바꾸기 어렵습니다. 미국 시장에 들어가기 위한 전제 자체가 미국 설계를 받아들이는 것이라서, 한국 시공 능력만으로 공법을 선택할 수 있는 사안은 아닙니다.

설계와 시공보다 모듈을 잘 만드는 일이 더 중요하다고 봅니다. 모듈은 공장에서 만들어야 하고 부품과 제작사의 품질이 현장 조립까지 연결돼야 합니다. 이 공급망이 없으면 모듈 공법의 시간 단축이라는 장점도 성립하기 어렵습니다.

미국의 10% 세액공제를 받으려면 일정 수준 이상 국내산을 써야 하는 규정도 언급됩니다. 한국 기자재를 얼마나 쓰고 어떤 항목이 세액공제 대상이 되는지가 단순 조달 문제가 아니라 수익성 조건이 된다는 설명입니다.

미국 AP1000도 긴 공백 뒤 부품 생태계와 모듈을 사실상 새로 세팅해야 하는 것 아니냐는 질문이 나옵니다. 한국 경험을 활용하면 미국식 모듈 공법을 완성할 수 있다는 기대와, 그것이 실제로 가능한지는 별개라는 긴장이 함께 남습니다.

모듈형은 공장에서 정밀하게 만들기만 하면 현장 시공은 조립에 가깝다는 설명입니다. 아파트를 현장에서 콘크리트로 짓는 방식과 비교하며, 공장 제작이 성공할 때 인력과 공기를 크게 줄일 수 있다는 논리입니다.

중국은 AP1000을 2009년 시작해 2018년에 지었고, 이후 중국식으로 설계를 바꾼 시리즈는 2019년부터 2024년까지 약 5년 만에 완공했다고 소개합니다. 보글보다 짧은 공기로 모듈 공법이 이론만은 아니라고 봅니다.

중국의 CAP1000·CAP1400은 AP1000을 중국식에 맞게 개량한 모델로 설명됩니다. 공기가 줄었다는 사례로 가능성은 확인하지만 미국 공급망과 규제·발주 환경이 같은 것은 아닙니다. 미국이 초반 어려움을 한국과 넘기려는 것으로 해석합니다.

미국 전력회사들은 웨스팅하우스가 파산하고 남은 부담을 떠안은 경험이 있다고 합니다. 세액공제가 있어도 공기가 줄지 않으면 다시 위험해질 수 있고, 확신이 없으면 민간 기업이 참여할 수 없습니다. 결국 누군가 초도기 위험을 감당해야 합니다.

보글 3·4호기의 균등화발전비용은 초기 126달러, 인플레이션과 이자율을 반영하면 186달러까지 올라간다는 계산을 봅니다. 이 가격에 전기를 팔기 어렵다면 원전은 지어질 수 없고 세액공제가 들어가야 비용이 낮아진다는 설명입니다.

미국식으로 짓기에는 모듈형만 완성하면 사실 시공은 별거 아니야, 조립이니까 장기적으로 AP1000이 더 이득이라는 얘기예요. 중국은 AP1000을 2009년에 시작해 2018년에 지었고, 설계를 조금 바꾼 시리즈 2는 2019년에 지어 2024년에 완공했다는 겁니다. 공기가 5년으로 확 줄어든 거예요.

마일스톤까지 걸린 시간을 보면 보글 3·4호기는 약 3,800일, 중국의 첫 시리즈는 약 3,200~3,400일인데 중국 시리즈 2는 공기가 48%까지 줄어든다고 해요. 중국식으로 개량한 CAP1000·CAP1400이 거의 AP1000 계열이니, 모듈형을 완벽하게 짓기만 하면 3.5년이라 대식 공법보다 경쟁력이 있다는 거죠. 미국은 민간 중심 전력시장이라 이 초도호기의 저주 구간을 몸빵해 줄 사람이 없다는 얘기입니다.

미국 전력회사들은 웨스팅하우스에 한 번 당해 봤으니, 세액공제가 있어도 공기가 줄지 않거나 또 파산할 수 있다는 불안을 쉽게 넘기기 어렵습니다. 확신을 주려면 누군가 초도기 위험을 몸빵해야 하는데 민간기업은 감당하기 어렵고, 한국이 원전을 잘 짓고 미국 투자도 해야 하니 와서 지으라는 구조가 된다는 거예요. 모듈 공급망이 복원돼 다수호기 마법이 생기면 그때는 한국이 필요 없을 수도 있다는 걱정도 나옵니다.

그렇다고 상업성이 전혀 없는 건 아니라는 계산도 봅니다. 보글 3·4호기의 균등화발전비용은 처음 1MW당 126달러였지만 인플레이션을 적용하면 165달러, 이자율을 5%로 올리면 186달러까지 올라가요. IRA 세액공제를 적용하면 절반가량 낮아지고, 11년 공기를 6년으로 줄이면 60달러까지 내려가 태양광보다 경쟁력이 생긴다는 조건부 계산입니다.

우리가 IRA 세액공제를 받고 공기를 11년에서 6년으로 줄이면 1MW를 60달러에 팔아도 이득이라는 얘기예요. 여덟 기에 초기 건설비 1천억 달러 정도라는 예상은 보글의 기당 비용과 비교해 해결 가능한 범위일 수 있지만, 전체 예산은 1,200억 달러입니다. 초도기라 비용 초과가 생길 수 있으니 누가 그 위험을 떠안을지가 문제라는 거죠.

예비비 200억 달러는 쓸 수도 있고 안 쓸 수도 있지만, 그걸 넘으면 판을 어떻게 짤지가 남습니다. 모듈을 못 만들고 부품의 아귀가 안 맞아 공사비가 늘면 우리가 다 떠안는 구조인지, 합의한 예산까지만 하고 나머지는 상대 책임인지가 중요해요. 지금은 큰 틀만 합의한 단계라 세부 협상에서 치열하게 정해야 한다고 봅니다.

왜 너네들 몸빵을 해줘야 돼, 너무 과하다는 문제의식에서 한국 원전 두 기를 짓게 해 달라는 요구와 웨스팅하우스 지분 요구가 나왔다고 해요. 우리가 대신 위험을 떠안는다면 필요한 조건을 달라는 것이고, 세액공제는 비용 초과 때 돌아올 수 있게 해 주는 일종의 보험입니다. 다만 세액공제를 주는 주체가 미국 정부라는 점도 남습니다.

정권이 바뀌면 IRA 태양광·풍력 세액공제처럼 원전 세액공제도 뒤집힐 수 있으니, 담보할 수 있는 확약을 문서로 남겨야 한다는 얘기예요. 더 중요한 것은 공급망 품질입니다. 미국 기업과 웨스팅하우스가 실질 주체인 상황에서 모듈 품질 문제로 공기가 밀리면 누구 책임인지, 2029년 1월 1일까지 여덟 기를 착공해야 받을 수 있는 10% 추가 세액공제와 어떻게 연결되는지도 분명히 해야 합니다.

부품 수급이 안 돼 착공 전부터 공기가 밀릴 수 있는 상황이면 책임 소재를 명확히 나눠야 한다는 겁니다. 예비비 200억 달러를 다 써도 추가 비용이 나면 상대도 부담해야 한다는 조건이 필요하다는 말이에요. 도전적인 일인 동시에 기회 요인도 품고 있는데, 여덟 기를 짓고 모듈 공법을 접해 보는 자체가 남는다는 설명입니다.

그 경험은 트랙레코드로 남습니다. AP1400은 재래식 공법에 맞춘 설계지만 2024년부터 외부 발전소 건물 같은 곳에 모듈 공법을 개발해 보겠다고 이미 착수했다는 거예요. 미국에서 여러 안전장치를 두고 모듈 공법을 해 보면 비용상 더 나은 방식을 배울 수 있으니 무조건 나쁜 일은 아니라는 얘기입니다.

웨스팅하우스 지분을 갖고 계속 세트로 다니게 되면 서방 시장에서 미국·웨스팅하우스·한국이 큰 몫을 가져갈 수도 있다는 그림도 나옵니다. 잘되면 괜찮은 프로젝트가 될 수 있지만, 잘못하면 고난의 구간을 우리가 덤탱이 쓰는 일이 될 수 있다는 거예요. 세액공제를 최대한 확보하고 한국 기자재를 공제 범위에 넣는 문제, 미국 공급망의 품질보증이 핵심으로 다시 돌아옵니다.

핀집 보드 같은 문제를 우리도 확인할 수 있게 해야 하고, 원전을 잘 짓는다고 전혀 다른 원전을 바로 지을 수 있는 건 아니라는 비유가 이어집니다. 쉽지는 않지만 잘하면 기회 요인이 없지는 않아요. 잘못하면 덤탱이 쓰고, 잘하면 기회 요인이 된다는 거죠. 안전장치를 많이 갖추고 기회는 극대화하도록 협상해야 하지만 미국과 대등하게 말하는 상황은 아니라는 현실도 짚습니다.

미국이 아무도 신경 쓰지 않는 일을 한국에 떠넘긴다는 뜻만은 아니라고 봅니다. 미국에는 그 몸빵을 할 체급과 영향력이 있는 플레이어가 없고, 한국에는 원전 산업의 압도적 경쟁력이 있으니 모듈형이라도 미국처럼 3.5년 공사를 11년으로 만들지는 않을 것이라는 판단이에요. 그래서 기회 요인이 생길 수 있지만, 미국 원전을 짓는 일은 보통 일이 아니니 잘되기를 바랄 수밖에 없다고 합니다.

상황이 부정적으로 보이지만 성공과 실패 확률을 반반처럼 나눌 수는 없고, 저울질이 쉽지 않다는 대화가 이어집니다. 현대차 공장처럼 한국의 성공 노하우를 미국 땅에서 발휘해야 하는데 환경이 달라 쉽지 않을 수 있다는 우려예요. 선진국에서 원전을 짓는 일 자체가 어렵고 프랑스 EDF도 원전 건설로 거의 망할 뻔했다는 사례를 듭니다.

모든 조건이 쉽진 않은데, 그래서 미국이 모듈형 공법을 만들었던 것처럼 한국도 시도해 보는 것 자체에는 의미가 있다는 말로 마무리합니다. 중국의 성공 사례가 있고, 한국 건설 현장에서도 여러 나라 인력이 섞이면 의사소통이 어려워 모듈형 공법이 필요하다는 비유를 덧붙여요. 미국에서 원전을 짓는 일은 만만하게 볼 프로젝트가 아니니 잘해야 한다는 결론입니다.