SK이노·테라파워 손잡은 ‘나트륨 SMR’…AI 데이터센터 전력시장
SK이노베이션과 테라파워가 다시 손잡은 이유
SK이노베이션과 미국 차세대 원자로 기업 **테라파워(TerraPower)**가 소듐냉각고속로 기반 소형모듈원자로(SMR)인 ‘나트륨(Natrium)’ 사업을 중심으로 협력을 한 단계 확대합니다.
SK이노베이션은 2026년 8월 14일 서울에서 추형욱 SK이노베이션 대표이사와 크리스 르베크 테라파워 최고경영자(CEO)가 만나 나트륨 SMR 사업 협력과 글로벌 시장 진출을 위한 사업협력 주요 조건 합의서를 체결했다고 밝혔습니다.
이번 합의가 중요한 이유는 단순히 SK그룹이 투자한 미국 원전 스타트업과 협력을 확대한다는 수준에 그치지 않기 때문입니다.
양사는 미국에서 진행되고 있는 실증 프로젝트 참여를 넘어 한국의 원전 공급망을 활용한 ‘K-나트륨’ 사업모델을 검토하고, 향후 국내 도입 가능성과 글로벌 공동 프로젝트 발굴까지 협력 범위를 넓힐 계획입니다.
특히 AI 산업이 급성장하면서 전력 소비가 크게 늘고 있는 상황에서 AI 데이터센터·반도체 공장·대규모 산업단지에 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 차세대 발전원을 선점하려는 전략이라는 점을 주목할 필요가 있습니다.
이번 협력의 핵심을 정리하면 다음과 같습니다.
| 구분 | 주요 내용 |
|---|---|
| 합의 체결일 | 2026년 8월 14일 |
| 참여 기업 | SK이노베이션·테라파워 |
| 핵심 기술 | 4세대 소듐냉각고속로(SFR) 기반 Natrium SMR |
| 미국 사업 | 와이오밍주 케머러 1호기 및 후속 상용 프로젝트 참여 확대 |
| 국내 전략 | 한국형 사업모델 ‘K-나트륨’ 추진 방향 검토 |
| 공급망 | 국내 연구·설계기관 및 원전 기자재 기업 참여 확대 |
| 주요 수요처 | AI 데이터센터·반도체·산업단지 |
| 글로벌 전략 | 해외 SMR 프로젝트 공동 발굴 및 진출 |
SK그룹과 테라파워의 관계는 이번에 처음 시작된 것도 아닙니다.
SK이노베이션과 SK㈜는 2022년 테라파워에 총 2억5000만달러를 공동 투자했고, 이를 통해 테라파워의 2대 주주가 됐습니다.
투자 이후 약 4년 만에 협력의 무게중심이 단순한 지분 투자에서 실제 원전 프로젝트와 사업개발로 이동하고 있는 셈입니다.
‘나트륨 SMR’은 기존 원전과 무엇이 다른가
이번 사업을 이해하기 위해서는 먼저 테라파워가 개발하고 있는 나트륨(Natrium) 원자로가 어떤 기술인지 살펴볼 필요가 있습니다.
나트륨 원자로는 일반적인 경수로와 달리 물을 냉각재로 사용하지 않는 비경수형 원자로입니다.
구체적으로는 액체 상태의 소듐을 냉각재로 사용하는 소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor·SFR) 기술을 기반으로 합니다.
| 구분 | 기존 경수로 | 나트륨 SMR |
|---|---|---|
| 냉각재 | 물 | 액체 소듐 |
| 원자로 유형 | 경수로 | 소듐냉각고속로(SFR) |
| 세대 | 주로 3세대·3세대+ | 4세대 원자로 |
| 출력 방식 | 비교적 일정 | 에너지저장 연계로 유연한 출력 대응 |
| 에너지저장 | 별도 설비 필요 | 용융염 기반 TES 결합 |
| 주요 목표 시장 | 전력망·기저전원 | 전력망 + AI 데이터센터·산업단지 |
특히 나트륨 SMR에서 눈여겨봐야 할 기술은 원자로 자체만이 아닙니다.
테라파워는 원자로와 **용융염 기반 열에너지저장시스템(Thermal Energy Storage·TES)**을 결합하는 구조를 채택하고 있습니다.
쉽게 말하면 원자로가 생산하는 열을 모두 즉시 전기로 변환하지 않고, 일부를 저장해 놓았다가 전력 수요가 증가할 때 꺼내 쓰는 방식입니다.
일반적인 원전이 안정적인 기저전원에는 강하지만 수요에 따라 빠르게 출력을 조정하기 어렵다는 약점이 있다면, 나트륨은 원전의 안정적인 발전 능력과 에너지저장장치의 유연성을 결합하려는 것입니다.
이를 통해 발전소 출력과 실제 전력망에 공급되는 전력량을 일정 부분 분리할 수 있습니다.
이 특징은 향후 AI 시대에 상당히 중요한 경쟁력이 될 수 있습니다.
AI 데이터센터는 서버와 GPU가 24시간 가동되기 때문에 기본적으로 안정적인 전력이 필요하지만, 동시에 데이터센터의 연산량에 따라 시간대별 전력 수요가 달라질 수 있습니다.
즉 **‘24시간 안정적으로 발전하면서 필요할 때 추가 출력을 공급할 수 있는 전원’**에 대한 수요가 커질 가능성이 있습니다.
테라파워의 나트륨이 단순히 원전 업계의 신기술을 넘어 AI 인프라용 전력 솔루션으로 언급되는 이유가 여기에 있습니다.
미국 케머러 1호기가 중요한 이유…실증에서 상용화로
SK이노베이션이 이번 협력에서 가장 먼저 주목하고 있는 프로젝트 가운데 하나가 미국 와이오밍주에서 진행되는 **‘케머러(Kemmerer) 1호기’**입니다.
케머러 프로젝트는 테라파워가 추진하는 대표적인 나트륨 원자로 사업입니다.
특히 참고 자료에 따르면 케머러 1호기는 2026년 3월 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 미국 최초의 상업용 첨단원자로 건설허가를 받은 뒤 본격적인 사업 단계에 들어갔습니다.
이는 테라파워 입장에서 상당히 중요한 전환점입니다.
차세대 원자로 기업들의 가장 큰 문제는 기술 아이디어가 아니라 실제로 원자로를 건설하고 운영한 **레퍼런스(reference)**가 부족하다는 것입니다.
설계 단계에서는 뛰어난 원자로라고 평가받더라도 실제 인허가와 건설, 운영을 거치지 못한다면 글로벌 시장에서 상용 프로젝트를 수주하기 어렵습니다.
따라서 케머러 1호기는 단순한 실증로가 아니라 향후 나트륨 원자로의 글로벌 확산 여부를 결정할 첫 번째 상용화 레퍼런스라는 의미를 갖습니다.
SK이노베이션이 미국 프로젝트 참여를 확대하려는 이유도 여기에 있습니다.
| 단계 | SK이노베이션이 확보할 수 있는 경험 |
|---|---|
| 설계 단계 | 차세대 SMR 설계·사업 구조 이해 |
| 인허가 | 미국 첨단원자로 규제·인허가 경험 |
| 건설 | 프로젝트 관리·공정·공급망 경험 |
| 운영 준비 | 발전사업 운영 구조 학습 |
| 후속 상용화 | 글로벌 프로젝트 공동 참여 기반 확보 |
원전 사업은 일반적인 제조업과 달리 제품 하나를 개발해 곧바로 판매하기 어렵습니다.
규제기관의 인허가와 부지 선정, 전력 구매 계약, 기자재 공급망, EPC, 금융조달 등 수많은 절차가 연결돼 있기 때문입니다.
따라서 첫 프로젝트에 얼마나 깊숙이 참여했는지가 이후 사업 경쟁력을 좌우할 수 있습니다.
SK이노베이션이 케머러 프로젝트에서 실질적인 프로젝트 경험을 확보한다면 향후 미국뿐 아니라 유럽·아시아 등 다른 국가에서 나트륨 SMR 프로젝트가 추진될 때 참여할 수 있는 기반도 훨씬 강해질 수 있습니다.
‘K-나트륨’의 진짜 의미는 한국 원전 공급망 결합
이번 합의에서 가장 눈에 띄는 키워드 가운데 하나가 **‘K-나트륨’**입니다.
이는 단순히 테라파워의 미국형 나트륨 원자로를 한국에 그대로 들여오겠다는 개념과는 다릅니다.
SK이노베이션과 테라파워는 각 국가의 규제 환경·산업 구조·전력계통 특성 등을 종합적으로 검토한 뒤 한국형 나트륨 사업모델을 단계적으로 구체화할 계획입니다.
여기에 국내 연구기관과 설계기관, 원전 기자재 기업 등 한국 원전 생태계가 참여할 수 있는 구조도 검토합니다.
구조적으로 보면 다음과 같습니다.
테라파워 원자로 기술 → SK이노베이션 사업개발·프로젝트 관리 → 한국 원전 설계·기자재 공급망 → K-나트륨 사업모델 → 국내 및 글로벌 프로젝트
한국은 이미 대형 원전 분야에서 상당한 원전 공급망을 구축하고 있습니다.
원자로 설계뿐 아니라 터빈, 발전기, 펌프, 밸브, 배관, 제어 시스템, 건설 등 다양한 분야의 기업들이 원전 프로젝트에 참여하고 있습니다.
따라서 나트륨 SMR 사업이 본격적으로 확대된다면 기존 국내 원전 기업들에게도 새로운 시장이 열릴 가능성이 있습니다.
다만 소듐냉각고속로는 기존 경수로와 구조가 다르기 때문에 모든 기자재를 그대로 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
오히려 이 점 때문에 누가 먼저 차세대 원자로용 기자재 공급 경험을 확보하느냐가 중요합니다.
향후 검토될 가능성이 있는 국내 공급망 분야를 개념적으로 정리하면 다음과 같습니다.
| 분야 | 예상 역할 |
|---|---|
| 원자로 설계 | 한국형 규제·전력환경 대응 |
| 원전 기자재 | 펌프·밸브·열교환기·배관 등 |
| 발전설비 | 터빈·발전기·전력계통 |
| EPC | 원전 건설·사업관리 |
| 제어 시스템 | 디지털 I&C 및 안전 시스템 |
| 에너지저장 | 용융염 TES 관련 설비 |
| 유지보수 | 장기 운영 및 정비 |
이 과정이 현실화된다면 K-나트륨은 단순히 외국 원자로 기술을 수입하는 사업이 아니라 미국 원자로 기술과 한국 제조·프로젝트 역량을 결합한 수출형 사업모델로 발전할 가능성이 있습니다.
바로 이 부분이 SK이노베이션이 강조하는 글로벌 시장 확대 전략과 연결됩니다.
AI 데이터센터가 SMR 시장을 키우는 핵심 변수
이번 SK이노베이션과 테라파워 협력에서 원전만큼 중요한 키워드가 AI 데이터센터입니다.
최근 SMR 시장이 다시 주목받는 가장 큰 이유 가운데 하나는 AI 인프라 확대에 따른 전력 수요 증가입니다.
생성형 AI는 막대한 연산 능력을 필요로 하고, 이를 위해 수천~수만 개의 GPU가 설치된 대규모 데이터센터가 구축되고 있습니다.
문제는 GPU가 소비하는 전력이 상당하다는 점입니다.
AI 데이터센터가 커질수록 데이터센터 기업 입장에서는 단순히 전기를 많이 확보하는 것뿐 아니라 다음 조건까지 충족해야 합니다.
| AI 데이터센터의 전력 요구 | 이유 |
|---|---|
| 24시간 안정적 공급 | 서버·GPU 상시 가동 |
| 대규모 전력 확보 | AI 연산량 증가 |
| 탄소 배출 감소 | 글로벌 기업의 탄소감축 목표 |
| 장기 가격 안정성 | 데이터센터 운영비 절감 |
| 전력 수요 대응 능력 | 연산량 변화에 따른 부하 변화 |
태양광과 풍력 같은 재생에너지는 탄소 배출을 줄일 수 있다는 장점이 있지만 기상 조건에 따라 발전량이 변한다는 문제가 있습니다.
반면 원전은 24시간 안정적으로 전력을 생산할 수 있습니다.
여기에 나트륨처럼 열에너지저장시스템을 결합해 출력 유연성까지 확보할 수 있다면 데이터센터용 전력원으로서 경쟁력이 높아질 가능성이 있습니다.
이번 협력과 관련해 최태원 SK그룹 회장과 빌 게이츠 테라파워 이사회 의장이 만찬에 참석했다는 점도 상징적입니다.
두 사람은 AI 데이터센터 확대에 따른 전력 수요 대응과 차세대 원전 산업 발전 방향, 한·미 원자력 협력 가능성 등을 논의했습니다.
이는 SK그룹이 SMR을 단순한 원전 투자가 아니라 AI 시대 에너지 인프라 전략의 일부로 보고 있다는 점을 보여줍니다.
SK그룹은 반도체부터 AI 데이터센터, 에너지까지 다양한 사업 포트폴리오를 보유하고 있습니다.
따라서 향후 그룹 차원에서 AI 인프라 투자와 에너지 사업을 연결할 가능성도 주목할 필요가 있습니다.
예를 들어 AI 데이터센터가 확대될수록 전력 확보가 핵심 문제가 되고, 이 과정에서 장기적으로 SMR이나 차세대 원전이 데이터센터 전력 공급 모델 가운데 하나가 될 수 있습니다.
결국 앞으로 데이터센터 기업의 경쟁력은 단순히 GPU를 얼마나 많이 확보했는지가 아니라 **‘GPU를 안정적으로 돌릴 전력을 얼마나 확보했느냐’**로 확대될 가능성이 있습니다.
SK이노베이션에는 왜 SMR이 새로운 성장축이 될 수 있나
이번 협력은 SK이노베이션의 사업 포트폴리오 변화라는 관점에서도 살펴볼 필요가 있습니다.
SK이노베이션은 전통적으로 정유·화학·에너지 사업을 기반으로 성장했지만 장기적으로 에너지 산업의 구조가 바뀌면서 새로운 성장동력을 확보해야 하는 상황입니다.
차세대 원전 사업은 기존 에너지 사업개발 경험을 활용하면서 동시에 미래 전력시장에 진입할 수 있는 선택지가 될 수 있습니다.
특히 SMR 사업은 단순한 발전소 건설 사업만 의미하지 않습니다.
장기적으로는 다음과 같은 사업 기회로 확대될 가능성이 있습니다.
SMR 프로젝트 투자 → 사업개발 → 프로젝트 관리 → 발전사업 → AI 데이터센터 전력 공급 → 해외 프로젝트 확대
따라서 SK이노베이션 입장에서 중요한 것은 원자로 자체를 직접 개발하는 것보다 글로벌 SMR 프로젝트의 사업개발자이자 투자자, 프로젝트 파트너로 자리 잡는 것일 가능성이 높습니다.
이미 테라파워 지분투자를 통해 기술기업과 연결된 상황에서 미국 실증 프로젝트 경험까지 확보한다면 향후 상용화 과정에서 영향력을 확대할 수 있습니다.
투자 시점과 현재 협력 단계도 비교해볼 필요가 있습니다.
| 시점 | 주요 내용 |
|---|---|
| 2022년 | SK이노베이션·SK㈜, 테라파워에 2억5000만달러 투자 |
| 2022~2025년 | 기술·사업 협력 기반 구축 |
| 2026년 3월 | 케머러 프로젝트, NRC 첨단원자로 건설허가 |
| 2026년 8월 14일 | SK이노베이션·테라파워 사업협력 주요 조건 합의서 체결 |
| 향후 | 미국 실증·상용 프로젝트 참여 확대 |
| 중장기 | K-나트륨 및 글로벌 공동 프로젝트 추진 검토 |
결국 2022년 투자가 재무적 투자의 성격이 강했다면, 2026년부터는 투자 관계가 실제 사업화 단계로 넘어가고 있다고 볼 수 있습니다.
물론 SMR 시장의 성장을 지나치게 낙관적으로 볼 필요는 없습니다.
원전은 건설 기간이 길고 초기 투자비가 크며, 무엇보다 국가별 규제와 인허가 문제가 존재합니다.
특히 4세대 원자로인 소듐냉각고속로는 기존 경수로와 다른 기술이기 때문에 실제 건설비와 운영비, 장기 안정성, 공급망 경쟁력이 상용화 과정에서 검증돼야 합니다.
따라서 현재 시점에서는 K-나트륨이 곧바로 국내에 건설된다고 보기보다 미국 실증 성공 → 상용 프로젝트 확대 → 국내 규제·사업성 검토 → 글로벌 사업모델 구축이라는 순서로 보는 것이 현실적입니다.
앞으로 봐야 할 핵심은 ‘기술’보다 실제 사업화 속도입니다
SK이노베이션과 테라파워의 이번 합의는 국내 기업의 단순한 해외 SMR 투자와는 조금 다른 의미를 갖습니다.
핵심은 테라파워의 차세대 원자로 기술에 SK의 에너지 사업개발 역량과 한국의 원전 공급망을 결합해 새로운 글로벌 사업모델을 만들 수 있는지를 검토하기 시작했다는 점입니다.
특히 앞으로는 다음 다섯 가지를 계속 확인할 필요가 있습니다.
첫째, 케머러 1호기의 실제 건설 진행 속도입니다.
첫 번째 나트륨 원자로의 건설 일정과 비용이 안정적으로 관리되는지가 이후 상용 프로젝트 확대를 결정할 가능성이 높습니다.
둘째, SK이노베이션의 실제 프로젝트 참여 범위입니다.
단순 투자자로 참여하는 것인지, 사업개발·프로젝트 관리·공급망 구축까지 담당하는지에 따라 장기적인 사업 가치가 크게 달라질 수 있습니다.
셋째, 한국 원전 기업들의 공급망 참여 여부입니다.
K-나트륨 사업모델에서 국내 기자재 업체와 설계·건설 기업들이 어느 수준까지 참여할 수 있는지가 중요한 관전 포인트입니다.
넷째, AI 데이터센터와 SMR의 실제 전력계약 연결 여부입니다.
SMR이 AI 데이터센터의 미래 전력원으로 계속 거론되고 있지만 시장이 본격적으로 열리기 위해서는 데이터센터 운영기업과의 장기 전력구매계약이나 구체적인 발전 프로젝트가 필요합니다.
다섯째, 국내 도입을 위한 규제·정책 환경입니다.
나트륨 SMR은 기존 경수로와 다른 비경수형 원자로인 만큼 국내 원자력 규제체계에서 어떤 방식으로 안전성 심사와 인허가가 진행될지도 중요한 문제입니다.
정리하면 현재 단계에서 가장 중요한 키워드는 **‘K-나트륨을 실제로 건설하느냐’가 아니라 ‘글로벌 사업화 과정에 한국 기업이 얼마나 깊게 들어갈 수 있느냐’**입니다.
SK이노베이션은 2022년 테라파워에 투자하면서 차세대 원전 시장에 먼저 발을 들였습니다. 그리고 2026년에는 미국 실증·상용 프로젝트 참여와 국내 공급망 활용, 글로벌 공동 사업 발굴이라는 보다 구체적인 단계로 이동하고 있습니다.
AI 산업이 빠르게 성장할수록 반도체만큼 중요해지는 것이 전력 인프라입니다.
GPU와 데이터센터에 대한 투자가 계속 증가하는 상황에서 안정적인 대규모 전력을 공급할 수 있는 기술의 가치도 함께 높아질 수밖에 없습니다.
그 과정에서 원전의 안정성, 에너지저장의 유연성, 한국 원전 공급망의 제조 경쟁력을 하나의 사업모델로 연결하려는 것이 바로 이번 SK이노베이션과 테라파워 협력의 핵심이라고 볼 수 있습니다.
아직 K-나트륨은 구체적인 국내 건설 프로젝트가 확정된 단계가 아니라 사업모델과 공급망, 글로벌 프로젝트 참여 가능성을 검토하는 단계입니다.
하지만 미국 케머러 프로젝트가 본격적인 상용화 단계로 넘어가고 있고 SK가 실증 단계부터 참여 범위를 넓히고 있다는 점을 고려하면, 향후 수년 동안 테라파워의 나트륨 원자로와 한국 원전 산업의 결합 여부는 국내 SMR 산업에서 중요한 관전 포인트가 될 가능성이 높습니다.
결국 이번 합의의 본질은 한 문장으로 정리할 수 있습니다.
“SK가 테라파워에 투자한 기업에서, 나트륨 SMR의 글로벌 사업화 파트너로 이동하기 시작했다.”
향후 케머러 1호기의 건설 진행 상황과 후속 상용 프로젝트, 국내 기업들의 공급망 참여 여부가 구체화된다면 ‘K-나트륨’이 단순한 협력 구상을 넘어 새로운 원전 수출 모델로 발전할 수 있을지도 더욱 명확해질 것으로 보입니다.
