미국에 100조 베팅한 일본, SMR 시장 먹는다?
📺 원본 영상: 미국에 100조 베팅한 일본, SMR 시장 먹는다? (언더스탠딩 김상훈 기자) 🎙️ 채널: 언더스탠딩 : 세상의 모든 지식 📅 정리 일자: 2026-06-18 ⚠️ Note: 본 리포트는 영상의 음성을 텍스트로 변환(STT)하여 정리한 것입니다. 화면에 표시된 자료(차트, 코드, 슬라이드 등)는 포함되지 않을 수 있습니다.
개요
일본이 미국에 5,500억 달러를 투자하겠다는 협정을 체결한 가운데, 그 핵심 포지션 중 하나로 SMR(소형 모듈 원전, Small Modular Reactor)이 부상했다. 총 투자액의 약 12%에 해당하는 650억 달러(우리 돈 약 100조 원)가 SMR 프로젝트 두 곳에 집중 투입될 예정이며, 이는 단순한 재정 지원이 아니라 후쿠시마(Fukushima) 사고 이후 15년간 붕괴된 일본 원전 산업의 부활을 위한 전략적 포석이다. 에너지 전문 기자 김상훈 기자(언더스탠딩)는 이 결정 뒤에 숨겨진 역사적 맥락과, 미국에서 막 열리기 시작한 ‘SMR 초도기(First-of-a-Kind) 시장’을 둘러싼 국제 각축전, 그리고 한국이 이 흐름에서 무엇을 잃거나 얻을 수 있는지를 심층 분석했다.
잠든 원전 강국의 부활 전략: 후쿠시마 이전의 일본
일본은 원래 프랑스에 버금가는 세계적인 원전 강국이었다. 2011년 후쿠시마 사고 이전을 기준으로, 미국(96기), 프랑스(72기)에 이어 일본이 62기를 건설한 세계 3위의 원전 국가였다. 우리나라(약 32기)의 두 배에 달하는 규모다.
일본의 원전 경쟁력은 단순한 수치를 넘어선다. 1980년대에 이미 원전 자립을 이룩했고, 핵무기 비보유국 중에서 유일하게 핵 재처리 권리를 확보한 나라이기도 하다. 이 재처리 권리는 미국과의 정면 대결 끝에 쟁취해 낸 것이다. 1980년대 Carter 행정부는 “비확산 조약에 따라 핵무기 비보유국은 재처리 기술을 가질 수 없다”고 강경하게 반대했지만, 일본은 끝까지 밀어붙여 결국 권리를 확보했다. 강연자에 따르면, 이는 미일 관계에서 일본이 사실상 미국에 정면으로 맞선 드문 사례로 꼽힌다. 이 탄탄한 생태계를 떠받친 것은 히타치(Hitachi), 도시바(Toshiba), 미쓰비시 중공업(Mitsubishi Heavy Industries) 같은 굴지의 민간 제조 대기업들이었으며, 이들은 단순한 부품 공급사가 아니라 일본 원전 산업 전체의 중추였다.
도시바의 몰락: 웨스팅하우스 인수와 제국의 붕괴
2011년 후쿠시마 원전 사고는 이 모든 구조를 단번에 뒤흔들었다. 당시 가동 중이던 56기의 원전이 일제히 멈췄고, 원전 관련 일감이 증발하면서 히타치, 미쓰비시 중공업 등 주요 제조사들은 직격탄을 맞았다. 15년이 지난 현재 일본은 그 중 13기를 재가동하는 데 그치고 있으며, 원전 산업 생태계 자체가 거의 무너진 상태다.
이 중 가장 극적인 사례는 도시바의 몰락이다. 도시바는 한때 일본 전자산업의 간판이었을 뿐 아니라, 2006년 미국의 Westinghouse(웨스팅하우스)를 인수하며 글로벌 원전 기술을 보유한 기업으로 도약한 상태였다. 당시 후쿠시마 사고 직전 도시바의 원전 사업 매출은 5조~6조 엔 규모로, 전체 매출의 약 10%를 차지했다. 그러나 엎친 데 덮친 격이었다. 후쿠시마 사고 이후 전 세계가 원전 안전 규제를 한꺼번에 강화하면서, 웨스팅하우스가 미국에서 건설 중이던 원전 4기(Vogtle 3·4호기, VC Summer 2·3호기)의 비용이 눈덩이처럼 불어났다. 설계 변경으로 공기(工期)가 늘어났고, 공기가 늘어나니 비용도 폭발적으로 증가했다. 웨스팅하우스는 결국 파산 신청을 했다.
국내 일감도 사라지고, 해외 사업의 핵심인 웨스팅하우스마저 무너지자, 도시바는 2015년 분식 회계 스캔들에 이어 2017년 웨스팅하우스를 파산 처리했다. 이후 도시바는 PC사업, 가전사업, 반도체 사업을 잇달아 매각했으며, 반도체 부문은 SK하이닉스가 참여한 컨소시엄에 넘어가 현재 일본 시총 1위 기업 ‘키옥시아(Kioxia)‘가 되었다. 도시바의 몰락은 곧 일본 원전 산업 생태계 붕괴의 상징이 됐다.
해외 수주 전략의 반복된 실패: 15년간의 교훈
후쿠시마 사고 이후 일본은 해외 원전 수주로 생태계를 유지하려 했다. 2010년대 들어 베트남의 닌투언(Ninh Thuan) 원전 프로젝트에 뛰어들었지만, 강화된 안전 규제로 건설 비용이 치솟으면서 일본 기업들 스스로 발을 뺐고, 베트남도 2016년 계획을 백지화했다. 도시바는 영국의 무어사이드(Moorside) 원전 사업을 추진하다 웨스팅하우스 파산으로 실패했고, 히타치는 영국 와일파(Wylfa) 원전 프로젝트에서 영국 규제당국의 까다로운 요구 조건을 감당하지 못하고 철수했다.
결국 핵심 문제는 경제성이었다. 후쿠시마 이후 전 세계가 안전 규제를 강화하면서 원전 건설 비용이 폭등했고, 이는 수요 감소와 함께 원전 산업을 악순환의 늪에 빠뜨렸다. 의도했든 의도하지 않았든, 자국 내 원전 가동이 중단된 공백을 해외 수주로 메우려는 전략은 15년 동안 사실상 실패로 끝났다.
💡 [영상 참조] 강연자는 이 대목에서 한국 문재인 정부의 탈원전 정책과 일본의 사례를 비교하며, “해외 수주로 원전 생태계를 유지할 수 있다”는 논리의 허점을 지적한다. 일본처럼 사고가 난 것도 아닌데 원전을 끄고 해외 수주에 의존하는 것이 얼마나 불안정한 전략인지를 일본의 실패 사례가 잘 보여준다는 것이다. 상세 내용은 원본 영상을 확인하세요.
2022년의 전환점: 미국 시장에서 새 활로를 찾다
전략 실패가 반복되던 2022년, 일본 경제산업성(METI)이 의뢰한 보고서에서 중요한 발견이 있었다. 원전 종주국인 미국이 정작 원전의 핵심 설비(주기기)를 스스로 제조할 수 없다는 사실이었다. 강연자에 따르면, 현재 원전의 중요 설비를 자국 기술과 부품으로 100% 제조할 수 있는 국가는 중국, 러시아, 한국, 일본 정도에 불과하다. 이 보고서를 계기로 “우리가 미국 시장에서 원전을 지을 수 있다”는 발상이 구체화되기 시작했다.
이 흐름에서 일본은 두 가지 중요한 사전 투자를 단행했다. 첫 번째는 IHI(이시카와지마하리마 중공업, Ishikawajima-Harima Heavy Industries)가 미국의 뉴스케일(NuScale)에 출자한 것이다. 두 번째는 히타치가 미국의 GE Vernova와 합작사인 ‘GE Vernova Hitachi’를 설립하고, 이 회사를 통해 BWRX-300 SMR을 공동 개발하기 시작한 것이다. 또한 일본 정부는 자국 내에 SMR 연구 실증로를 건설해 민간기업들에게 트랙 레코드를 만들어주는 디딤돌 역할까지 했다. 현재 전 세계에서 상업 운전 중인 SMR은 중국, 러시아, 그리고 일본(연구 실증로)까지 단 3기뿐인데, 이 사전 투자의 성격이 바로 그런 포석이었다.
이러한 포석이 트럼프 2기 행정부의 원전 르네상스 정책과 맞물리며 급물살을 탔다. 트럼프 행정부는 현재 96기인 미국 원전을 2050년까지 400GW로 늘리고 2030년까지 최소 10기를 착공하겠다는 행정명령에 서명했다. 더불어 기존에 수년이 걸리던 원전 인허가 절차를 18개월 이내에 완료하도록 대폭 단축했다. 바로 이 환경에서 일본의 5,500억 달러 대미 투자 협정이 체결된 것이다.
일본의 100조 포석: 투자 구조 해부
01:57 - 일본 5500억 달러 투자 협정 슬라이드 - 전력 분야 4000억 달러 중 SMR 항목 표시
5,500억 달러 중 73%에 해당하는 약 4,000억 달러가 전력 분야에 배정되었으며, 그 안에서 SMR이 눈에 띄는 비중을 차지한다. 이미 확정된 두 건의 투자 계획을 보면, 2차 발표(2025년 3월)에서는 GE Vernova Hitachi가 개발 중인 BWRX-300 SMR을 3GW 규모로 건설하는 프로젝트에 400억 달러 투자가 발표되었다. 3차 발표(2025년 6월 예정)에서는 뉴스케일이 개발하는 SMR을 6GW 규모로 건설하는 프로젝트에 250억 달러 투자가 예고되어 있다. 웨스팅하우스 SMR에 대한 투자 계획도 별도로 거론되고 있으나 시기는 미확정이다.
이 두 프로젝트만 합산해도 약 650억 달러, 우리 돈으로 100조 원에 달하며, 이는 전체 투자액의 약 12%에 해당한다. 구조는 민자고속도로 방식과 유사하다. 일본 측이 SMR을 직접 소유하는 것이 아니라, SMR을 건설·운영하는 프로젝트 회사에 지분 투자를 하는 방식이다. 투자 지분에 따라 배당을 받거나 생산 전기 판매 수익을 분배받는 구조다.
SMR 춘추전국시대: 127개 모델과 4강의 경쟁
현재 SMR 시장은 그야말로 춘추전국시대다. 2025년 2월 기준으로 전 세계에서 개발 중인 SMR 모델은 127종에 달하며, 그 중 개념 설계(Conceptual Design) 단계에 진입한 것만 74종이다. 대형 원전의 경우 설계 표준이 명확하게 정해져 있어 미국 설계 인증을 받은 기업이 전 세계를 통틀어 Westinghouse와 한국 한수원 두 곳뿐인 데 반해, SMR은 아직 이런 표준이 존재하지 않는다. 누가 이 표준을 먼저 확립하느냐에 따라 차세대 원전 시장의 판도가 결정되기 때문에, 전 세계 수많은 기업들이 앞다퉈 뛰어들고 있는 것이다.
22:58 - 전 세계 SMR 74종을 냉각 방식별(경수로형 24개, 가스냉각형 약 20개 등)로 분류한 차트
이 중 실제로 가장 빠른 속도를 내고 있는 4개 업체의 현황을 정리하면 다음과 같다.
| 업체 | 방식 | 주요 현황 |
|---|---|---|
| 뉴스케일(NuScale) | 경수로형 | 미국 최초 설계 인증 획득, TVA와 72기 공급 계약 |
| GE Vernova Hitachi | 경수로형(BWRX-300) | 캐나다에서 이미 착공, 서방 진영 최초 상업용 SMR 유력 |
| TerraPower | 나트륨 냉각형 | TVA와 계약, 설계 인증 완료 전 착공 진행 중 |
| X-energy | 고온가스로형(XE-100) | TVA와 계약 |
45:33 - 가장 빠르게 진행 중인 4개 SMR 업체(뉴스케일, BWRX-300, TerraPower, X-energy) 현황 비교
이 4강 중에서도 뉴스케일과 BWRX-300은 이미 수십 년간 검증된 경수로 방식이기 때문에, 인허가 완료 후 착공부터 완공까지 3~4년이면 가능하다는 것이 전문가들의 판단이다. 반면 TerraPower(나트륨 냉각)와 X-energy(고온가스로)는 전례 없는 방식이라 완공 이후 운영 허가까지의 불확실성이 상대적으로 크다. 경수로형이 가장 빨리 상업 가동에 도달할 가능성이 높은 이유다.
💡 핵심 투자 전략: 초도기(First-of-a-Kind) 시장 선점
원리(Logic)
원전처럼 복잡한 대형 설비는 처음 짓는 ‘초도기’와 이후 양산 단계에서 비용 구조가 극적으로 달라진다. 초도기에서 시행착오를 거치며 노하우를 쌓고 공급망을 확립하면, 이후 건설 단위당 비용이 급격히 하락하는 ‘학습 곡선(Learning Curve)’ 효과가 발생한다.
31:53 - SMR 초도기에서 양산 단계로 갈수록 기당 건설 비용이 하강하는 학습 곡선(Learning Curve) 그래프
한국이 현재 세계에서 가장 저렴하게 원전을 짓는 이유가 바로 이것이다. 한국은 UAE 바라카(Barakah) 원전으로 3.5세대 대형 원전의 초도기를 성공적으로 완수한 유일한 나라다. 프랑스(EDF)와 미국(Westinghouse)은 동일한 3.5세대 원전을 짓다가 각각 구제금융을 받거나 파산했다. 초도기에서 성공하면 규모의 경제를 통해 비용을 계속 낮출 수 있고, 이것이 후속 수출 시장에서의 가격 경쟁력으로 직결된다.
실행 방법(How-to)
일본의 전략은 미국 SMR 프로젝트에 대규모 지분 투자를 통해 의사결정권을 확보하고, 이를 통해 일본 기업들이 핵심 부품 공급을 우선적으로 수주하는 구조를 만드는 것이다. 강연자에 따르면, 일·미 투자 협정에는 “일본이 투자한 프로젝트에서는 일본 기업들이 우선적으로 납품한다. 그게 불가능할 경우에만 다른 나라 제품을 쓴다”는 조건이 포함되어 있다고 한다. IHI는 뉴스케일에 출자했고, 일본 정부는 GE Vernova Hitachi 프로젝트의 시행사(EPC 회사)에 직접 투자하는 방식을 취했다.
주의 사항(Risk)
초도기는 본질적으로 리스크가 크다. 비용이 예상을 초과할 수 있고, 기술적 문제가 발생할 수 있으며, 예상보다 훨씬 오랜 시간이 소요될 수 있다. Westinghouse의 파산 자체가 3.5세대 원전 초도기에서 발생한 비용 초과의 결과였음을 기억할 필요가 있다. SMR이 검증된 경수로 방식이라 하더라도, ‘소형화된 모듈형 원전’의 초도기를 경제적으로 완수한 전례는 서방 진영에서 아직 없다.
두산에너빌리티의 TSMC 포지션: 대체 불가 제조 역량
지금 당장의 시장에서 가장 주목받는 한국 기업은 두산에너빌리티다. 뉴스케일의 SMR 모듈(원자로 격납 용기 등 핵심 주기기)을 처음부터 뉴스케일과 함께 설계 단계에서 협력하며 제조 파트너로 자리 잡았다. 강연자는 이를 반도체 업계의 TSMC에 비유했다. 설계(팹리스)와 제조(파운드리)가 분리된 구조에서, 압도적인 제조 기술력으로 대체 불가능한 위치를 점하고 있다는 뜻이다.
36:50 - 경수로형 SMR 모델별 비교 슬라이드 - 두산에너빌리티 경쟁 우위 구간 표시
뉴스케일 방식의 경수로형 SMR 핵심 주기기는 두산에너빌리티를 따라올 기업이 현재로서는 없다는 것이 업계의 평가다. 강연자가 뉴스케일 측에 정통한 인사에게 직접 확인한 바에 따르면, “IHI가 투자했더라도 두산에너빌리티 대신 일본 기업이 주기기를 납품하기는 어려울 것”이라는 답변을 받았다고 한다. 뉴스케일의 설계 자체가 두산에너빌리티가 제조할 수 있는 방식으로 처음부터 최적화되어 있기 때문이다. 강연자는 이를 “TSMC가 제조 기술력으로 팹리스 설계의 파운드리 파트너로 고착화된 것”과 같은 구조라고 설명했다.
그러나 이 우위는 경수로형 SMR에 한정된다. BWRX-300이나 TerraPower(나트륨 냉각), X-energy(고온가스로) 같은 다른 방식의 SMR은 경수로와는 전혀 다른 제조 기술을 요구하며, 두산에너빌리티가 이 모든 모델에 같은 수준의 우위를 가지고 있지는 않다. 즉, 경수로형 시장이 최종 승자가 될 경우 한국이 유리하지만, 다른 방식이 부상하면 판도가 달라질 수 있다.
한국의 딜레마: 나눠 먹느냐 독점하느냐
이 상황이 한국에게 던지는 질문은 명확하다. 두산에너빌리티의 기술력은 경수로형 SMR에서 압도적이지만, 일본이 투자를 통해 의사결정권을 가져가면 그 기술력이 충분히 발휘될 수 있을지가 불확실해진다는 것이다.
구조적으로 보면 이렇다. 뉴스케일은 직접 시행(EPC)에 나섰다가 실패한 뒤, 별도의 프로젝트 시행사를 만들어 운영을 맡겼다. 강연자는 이 회사를 ‘엔트라원(Entra One)[영문명 불확실]‘으로 소개했으며, 일본 정부가 투자한 것은 바로 이 시행사다. 시행사가 어떤 기업에 주기기 납품을 맡길지를 결정하는 구조이기 때문에, 일본 정부의 입김이 공급망 결정에 직접 반영될 여지가 생긴다.
BWRX-300의 경우도 마찬가지다. 현재 주기기 제조는 미국의 BWXT라는 전문 기업이 담당하고 있으며, 히타치는 GE Vernova와의 합작을 통해 시공사 역할을 하면서 동시에 BWXT로부터 제조 기술을 어깨너머로 배우려 하고 있다. 히타치는 아직 뉴스케일 방식의 주기기를 만들 능력이 없지만, 초도기 시장에 참여하면서 역량을 쌓겠다는 전략이다.
한국이 미국 대형 원전 시장에 직접 진출하지 못하는 구조적 제약도 있다. 미국 내 원전 설계 인증을 받은 기업은 전 세계에서 Westinghouse와 한수원(KHNP, 한국수력원자력) 두 곳뿐이다. 그러나 한수원과 Westinghouse 간의 기존 계약에 따르면, 미국과 유럽 시장은 Westinghouse의 영역으로, 한수원이 독자적으로 진출할 수 없다. 이 때문에 대형 원전이 아닌 SMR 쪽에서 한국의 참여 경로를 찾아야 하는 상황이기도 하다.
강연자는 이 상황을 이렇게 정리했다. “두산에너빌리티가 압도적인 기술력과 생산 캐파를 가지고 있어 엄청나게 소외될 것 같지는 않다. 그러나 우리가 적극적으로 초도기 시장에 진출해서 이 시장을 다 먹을 수 있는데, 굳이 일본과 나눠 먹게 되면 나중에 뒤집어질 수 있는 것 아니냐는 생각도 든다.” 기술 우위에 안주하지 않고, 시장 진입과 투자 측면에서도 적극성을 보여야 한다는 메시지다.
데이터 센터와 SMR: 요강에서 화장실로
AI 데이터 센터의 전력 수요 폭증이 SMR 수요의 핵심 촉매 역할을 하고 있지만, 시간의 간극이 존재한다. 데이터 센터의 전력 수요는 ‘지금 당장’이고, SMR 완공까지는 아직 수년이 걸린다. 이 공백을 메우는 방식에서 Elon Musk의 Colossus 데이터 센터가 흥미로운 사례를 제시했다.
Musk는 대형 가스 발전소를 짓는 대신, 이미 공장에서 양산된 소형 가스 발전기 수백 대를 트레일러에 실어 현장에 배치했다. 대형 가스 발전소는 건설에 수년이 걸리고 인허가도 필요하지만, 소형 가스 발전기를 구매해서 배치하는 것은 인허가 없이 수개월 내에 가능하다. 강연자는 이를 “화장실이 필요한데 시간이 없으니 요강 10개를 갖다 놓는 것”에 비유했다. 규제 차이를 활용하고, 나중에 발생할 수 있는 벌금도 전력 공급으로 얻는 이익에 비하면 감내할 수 있다는 계산이다.
그러나 이 임시 방편은 지금 당장 운영이 필요한 데이터 센터에만 통한다. 지금부터 3~4년 뒤 완공되는 데이터 센터에는, 마침 착공 가능한 경수로형 SMR이 훨씬 깔끔한 해답이 된다. 결국 가스 발전기가 지금 당장의 공백을 메우고, SMR이 중장기 솔루션으로 자리잡는 2단계 구도가 자연스럽게 형성되고 있다. 이것이 SMR 시장이 단기 과열이 아닌 구조적 성장 경로에 있다고 볼 수 있는 근거다.
마무리: 초도기 시장에서의 위치가 10년 뒤를 결정한다
SMR은 이제 ‘언제 오냐’가 아니라 ‘누가 주도권을 쥐냐’의 문제로 진입했다. 미국의 인허가 환경이 빠르게 개선되고 있고, 경수로형 SMR에 한해서는 착공 후 3~4년이면 완공이 가능하다는 기술적 평가가 나온다. 일본은 이 초도기 시장을 선점하기 위해 100조 원에 달하는 베팅을 감행했다. 그 전략의 배경에는 후쿠시마 이후 15년간의 공백과 산업 생태계 붕괴라는 절박함이 있다.
한국은 두산에너빌리티라는 세계 최고 수준의 주기기 제조 역량을 보유하고 있고, 3.5세대 대형 원전 초도기를 유일하게 성공시킨 국가다. 그러나 기술 우위가 시장 우위로 자동 전환되지는 않는다. 반도체 장비 분야에서 기술력에도 불구하고 공급망 진입에 어려움을 겪은 사례처럼, 에너지 분야에서도 초기 투자와 시장 진입 타이밍이 장기적인 경쟁력을 결정한다. 일본과의 관계가 경쟁이 되느냐 협력이 되느냐에 따라, 한국 원전 산업이 다음 10년을 어떻게 그리느냐가 달라질 것이다.
📚 출처 및 참고
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 원본 영상 | 미국에 100조 베팅한 일본, SMR 시장 먹는다? |
| 채널 | 언더스탠딩 : 세상의 모든 지식 |
| 출연 | 김상훈 기자 (에너지 전문 기자) |
| 리포트 작성 | 2026-06-18 |
| 작성 방식 | YouTube 영상 STT 변환 후 에디팅 |
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