영국의 혁신적인 핵융합 발전 전략과 소형 원자로(SMR) 개발을 중심으로 한 청정에너지 전환 청사진을 심층 분석하여 제공합니다.

1. 영국의 핵융합 상용화: 구형 토카막(Spherical Tokamak) 기반의 혁신

영국이 전 세계 핵융합 레이스에서 상용화에 가장 근접했다고 평가받는 비결은 ‘구형 토카막(Spherical Tokamak)’ 형태를 전면 채택하여 실증로 건설 단계로 직행하고 있기 때문입니다.

① 구형 토카막(Spherical Tokamak)의 기술적 우위

• 사과 씨앗 모양의 구조: 프랑스의 ITER이나 한국의 KSTAR가 도넛 모양(D-Shape)의 전통적 토카막인 반면, 영국은 중심 기둥이 매우 얇은 사과 중심부(Cored Apple) 모양의 구형 토카막을 개발 중입니다.
• 압도적인 공간·비용 효율성: 구형 토카막은 강한 자기장을 가두는 데 필요한 자석 장치의 크기를 줄일 수 있어 전체 발전 설비를 훨씬 작고 컴팩트(Modular)하게 제작할 수 있습니다. 이는 건설 비용을 대폭 낮추고 고효율 플라즈마를 유지하는 데 매우 유리합니다.

② STEP(Spherical Tokamak for Energy Production) 로드맵

• 영국 정부는 노팅엄셔의 석탄화력발전소 부지였던 웨스트 버튼(West Burton)에 프로토타입 핵융합 발전소인 STEP을 건설 중입니다.
• 영국 정부는 최근 수년에 걸쳐 25억 파운드(약 4조 원) 이상의 재원을 핵융합 부문에 전폭 지원하기로 했으며, 이 중 13억 파운드가 STEP 프로그램에 집중 투입되고 있습니다.
• 2040년 송전 시작을 목표로 실질적인 청정 전력 공급망과 삼중수소 자체 증식(Tritium Self-sufficiency) 기술을 함께 실증하고 있어, 단순 실험실 단계를 넘어 실질적인 ‘전력망 연계’에 가장 가속도를 내고 있습니다.

2. 노후 원전 보수·교체 로드맵 및 한-영 원자력 협력 분석

영국은 기존 노후 원전의 퇴역 시기와 탄소 감축 목표를 맞추기 위해 원자력 발전 부문의 대대적인 재건(Nuclear Renaissance)을 추진 중입니다. 이 과정에서 소형 원자로(SMR) 도입과 한국과의 전략적 파트너십이 정부 차원에서 핵심 검토 대상이자 실제 사업으로 구체화되고 있습니다.

① 영국의 노후 원전 교체 및 SMR 전환

• 영국은 다수의 기존 가스냉각로(AGR) 노후 원전들이 폐쇄 단계에 접어들면서 기저부하(Baseload) 전력 공백을 메워야 하는 다급한 상황입니다.
• 이에 따라 영국 정부는 국영 기업인 GBE-N(Great British Energy – Nuclear)과 국립부를 통해 자국 기업인 롤스로이스 SMR(Rolls-Royce SMR)과 국외 파트너들을 적극 매칭하고 있습니다. 최근 웨일스 윌파(Wylfa) 부지에 3기의 SMR 건설을 시작하는 계약이 공식 체결되었습니다.

② 한국의 SMR 역량 및 한-영 합동 투자 검토 현황

• 한국 기업의 공급망 참여: 한국의 두산에너빌리티는 영국의 핵심 SMR 프로젝트(Rolls-Royce SMR)의 원자로 압력용기 등 주기기 제작을 위한 전략적 공급사로 선정되어 핵심 공정 설계를 담당하고 있습니다.
• 제3국 공동 진출 파트너십: 최근 한국, 미국, 일본 간의 SMR 삼각 협력 합의에 힘입어 한-영 협력 모델 또한 영국 국내에 국한되지 않고 글로벌 SMR 수출 원정대로 확장되고 있습니다. 한국의 독보적인 기자재 제작 단가 경쟁력(유럽 대비 압도적으로 낮은 공기 및 비용 제어력)과 영국의 금융 및 노하우가 결합되는 ‘합동 투자 원자력 재건’은 영국 정부가 전력 단가를 낮추기 위해 반드시 검토하고 활용해야 할 핵심 카드로 다뤄지고 있습니다.

• • 국내정치적쟁점 (Buy British 정책과의조율): 영국 정계와 노동계 일각에서는 핵심 부품 제조를 한국(Doosan)에 맡기는 것에 대해 자국 일자리 창출을 저해한다는 우려(일명 ‘Buy British’ 반발)를 제기하기도 합니다. 따라서 향후 정부 차원의 검토는 기술적 제휴와 함께 현지 현지화(Localization) 비율을 적절히 조율하는 방향으로 전개될 것입니다.