미국, 원전 용량 4배 확대 목표…우라늄 공급 부족과 해외 의존도가 관건

미국이 2050년까지 원자력 발전소 용량을 현재의 4배 수준으로 끌어올리겠다는 목표를 추진하고 있다. 이 과정에서 전 세계적인 우라늄 수요 증가와 미국의 높은 해외 의존도가 원전 확대 계획의 주요 변수로 떠오르고 있다.

원전 확대 목표와 한미 간 기술 협력 논의

영상에서는 미국이 2050년까지 원자력 발전 용량을 현재의 4배로 늘리는 목표를 가지고 있다고 설명한다. 이와 관련해 한국이 대형 원전 8기를 건설하는 데 약 1,200억 달러를 투자하고, 그중 약 60%를 원자력 분야에 투자하는 방안이 논의되고 있다.

원자로 모델을 둘러싼 입장 차이도 존재한다. 한국은 한국형 원자로인 'APR 1400'을 최대한 반영하고자 하는 반면, 미국은 웨스팅하우스의 'AP 1000' 모델을 중심으로 건설할 것을 요구하고 있다. 영상에서는 한국이 노력하더라도 'APR 1400'이 2기 정도, 'AP 1000'이 6기 정도 포함되는 것이 최선의 시나리오가 될 수 있다는 전망이 제시되었다.

사용후핵연료 재처리 기술에 대한 논의도 이어지고 있다. 미국은 전통적인 습식 재처리 방식 외에도 한국이 꾸준히 개발해 온 '파이로 프로세싱(Pyro-processing)' 등 새로운 기술에 대한 한국의 투자를 기대하는 분위기다. 다만 재처리는 플루토늄 추출을 통한 핵무기 전용 가능성 때문에 정치적으로 매우 민감한 사안이다.

전 세계적 우라늄 공급 부족과 미국의 수급 구조

원전 확대의 주요 과제는 우라늄 공급이다. 2025년 기준 전 세계 우라늄 생산량은 약 6만 2,642톤인 반면, 수요는 6만 8,000톤을 상회한다. 연간 약 6,200~6,300톤 규모의 공급 부족이 발생하는 상황이다. 현재는 비축된 우라늄을 사용해 대응하고 있으나, 미국이 원전 용량을 4배로 늘릴 경우 공급 문제는 더욱 심화될 수 있다.

미국의 우라늄 수급 구조는 해외 의존도가 높다. 미국은 전 세계 원자력 발전량의 약 30%를 차지하지만, 보유한 우라늄 매장량은 전 세계의 1%에 불과하다. 수입 비중은 캐나다(32%), 카자흐스탄(28%), 호주(15%) 순이며, 미국 자체 생산량은 전체의 약 7% 수준이다. 특히 러시아로부터의 수입은 우크라이나 전쟁 이후 금지 조치가 내려졌으며, 2028년 1월 1일부터는 러시아산 수입이 완전히 금지될 예정이다.

미국의 우라늄 채굴 재개와 ISR 기술 활용

미국은 자국 내 우라늄 탐사와 채굴 활동을 다시 늘리고 있다. 2013년 이후 급감했던 시추 활동은 2022년 이후 증가세로 돌아섰으며, 2024년과 2025년을 비교하면 탐사 시추를 포함한 전체 시추 길이는 전년 대비 약 66% 증가했다. 2020년 2만 1,000파운드 수준까지 떨어졌던 미국 내 우라늄 생산량은 2025년 138만 파운드까지 회복되었으나, 이는 2014년 생산량과 비교하면 여전히 3분의 1에도 미치지 못하는 수준이다. 이에 따라 우라늄 탐사 및 채굴 관련 투자 비용도 2024년 1억 6,000만 달러에서 2025년 2억 3,000만 달러로 늘어났다.

미국의 주요 채굴 방식은 'ISR(In-Situ Leaching, 제자리 침출)' 방식이 주를 이룬다. 이는 지하의 우라늄 층에 용액을 주입해 우라늄을 액상 상태로 녹여낸 뒤 시추공을 통해 회수하는 방식이다. 현재 미국 내 가동 중인 9곳의 우라늄 채굴 시설 중 7곳이 이 방식을 사용한다. 와이오밍주와 텍사스주가 핵심 지역이며, 유타주에서는 광석을 직접 캐내는 정광 채굴 방식이 병행된다.

미국은 대형 원전뿐만 아니라 차세대 원자력 기술 개발에도 투자하고 있다. 특히 사용후핵연료 처리와 같은 신기술 분야에서는 정부 주도 방식에서 벗어나 스타트업과 민간 기업이 주도적으로 연구 개발을 할 수 있도록 지원하는 생태계를 구축하고 있다.