미래에셋증권 웹진(2026년 4월) 첫 페이지

당사는 2024년부터 2050년까지 약 444GW의 대형원전 증설을 전망합니다. 현재 에너지 전망 기관들은 2050년까지 시나리오별로 277~796GW의 대형원전 증설을 전망하고 있습니다. 해당 값들의 평균은 467GW이나 시나리오별로 현실성을 고려해 비중을 조정할 필요가 있습니다. 탄소중립 시나리오(NZE, NZS)와 공약 달성 시나리오(APS) 등은 전망보다는 산업의 가능성을 제시하는 프레임워크의 성격이 강합니다. 보수적인 시나리오에 일부 가중치를 부과해 약 444GW의 증설을 전망합니다.

지역별로 예상되는 시장 규모는?

지역별로 살펴보면 중국은 2050년까지 약 163.7GW의 대형원전을 증설하며 글로벌 증설의 약 36.9%를 차지할 것으로 전망합니다. 중국 정부는 탄소중립 목표 달성과 안정적인 전력 공급을 위해 원전을 적극적으로 확대 중입니다. 현재 약 25GW 규모의 신규 원전을 건설 중이며 2025년까지 70GW, 2030년까지 120GW를 목표하고 있습니다. 정부에서 발표하는 14차 5개년 계획에 따르면 중국은 2035년까지 약 200GW의 원전 설비 용량을 목표로 하고 있어 지속적인 신규 프로젝트 발표가 예상됩니다.

인도는 2050년까지 약 61.6GW의 대형원전을 증설하며 글로벌 증설의 약 13.9%를 차지할 것으로 전망합니다. 인도는 도시화, 산업화와 인구 증가로 인해 안정적 전력 수급이 시급합니다. 이 과정에서 정부는 석탄 의존도를 낮추고 청정에너지 비중을 확대하기 위해 적극적으로 원전을 확대하고 있습니다. 특히 인도는 기술 개발을 통해 자국 내 원전 생태계를 육성하고 있어 해외 공급망에 구애받지 않고 조속히 프로젝트들을 추진할 수 있을 것으로 예상됩니다.

중동은 사우디아라비아와 아랍에미리트를 중심으로 대형원전 증설을 예상합니다. 해당 국가들은 석유 의존도를 낮추고 에너지 믹스를 다변화하기 위해 원전 투자를 확대하고 있으며 인구 성장과 산업 발전에 따른 전력 수요 증가가 주요하게 작용할 것으로 분석합니다. 아랍에미리트는 이미 바라카 원전 1~4호를 통해 원전 사업을 본격적으로 개시했으며, 사우디아라비아는 2026년 중으로 두와이힌 신규 원전 입찰을 목표로 하고 있습니다.

미국은 2050년까지 약 19.9GW의 대형원전을 증설하며 글로벌 증설의 약 4.5%를 차지할 것으로 전망합니다. 미국은 원전 시장에서 가장 주목받는 지역으로 트럼프의 행정명령에 힘입어 다수의 원전 프로젝트가 동시다발적으로 진행 중입니다. 대표적으로 페르미 아메리카 4기, VC Summer 2기 등이 본계약을 앞두고 있으며 국가차원에서 2030년까지 대형원전 10기 착공을 목표로 하고 있습니다. 행정명령에 따른 인허가 절차 간소화와 데이터센터 전력 수요 등으로 추가적인 전망치 상향 가능성도 높습니다.

당사는 2024년부터 2050년까지 약 97GW의 SMR 증설을 전망합니다. 해당 수치는 IEA, IAEA와 BNEF의 전망치를 평균해 산출했습니다. 97GW는 대형원전(704GW)과 비교해 증설 규모가 적은 편입니다. 하지만 기관들을 막론하고 SMR 증설 전망치가 연도별로 거듭해서 상향되고 있습니다. SMR의 본격적인 상업 가동이 2028년부터 개시되는 점을 고려할 때 SMR 증설 전망치는 추가 상향될 가능성이 높을 것으로 판단합니다.

지역별로 예상되는 시장 규모는?

지역별로 살펴보면 미국은 2050년까지 약 150GW의 SMR 증설이 예상됩니다. 미국은 빅테크들과 SMR 기업들 간의 파트너십이 활발하게 발전되고 있는 만큼, 데이터센터발 전력 수요가 주요하게 작용할 것으로 분석합니다. 이에 더해 트럼프 행정부는 행정명령을 통해 SMR 인허가 절차를 간소화하고 에너지부의 보조금을 통해 차세대 원자로 개발을 지원하고 있습니다.

정부 지원과 데이터센터발 전력 수요가 맞물리며 2030년부터 본격적인 상용화가 기대됩니다. 중국은 2050년까지 약 150GW의 SMR 증설이 예상됩니다. 중국은 재생에너지를 통해 빠르게 전력 공급을 확대하고 있는 만큼, SMR을 활용해 비전력 에너지를 조달할 것으로 보입니다. 실제로 현재 운영 중인 파일럿 단계 SMR들은 지역난방, 해수 담수화, 산업 증기 생산 등 전력 외 목적으로 활용되고 있습니다.

추가로 중국은 SMR을 재생에너지의 보완전력으로 활용할 것으로 예상됩니다. 중국은 세계 최대 규모의 태양광·풍력 설비를 보유하고 있습니다. 탈석탄 정책에 따라 기존 기저전력원이 축소되면 재생에너지의 간헐성으로 전력 계통의 변동성이 확대될 수밖에 없습니다. 중국은 SMR의 부하추종운전을 통해 간헐성이 발생하는 시점에 부족한 전력을 충당할 것으로 예상됩니다.

대형원전 줄게, SMR 다오

SMR 산업은 대형원전과 달리 미국이 주도할 것으로 분석합니다. 현재 개발되고 있는 SMR 노형 73개 중 27개는 미국, 4개는 중국 기업에 의해 개발되고 있습니다. 미국형 노형이 월등히 많은 만큼 선택지 측면에서 미국이 우위를 점할 것으로 예상됩니다. 더불어 SMR은 단순한 전력 수요 대응보다는 데이터센터의 On-site 발전원, 산업용 열 생산 등 부가적인 활용처에 목적을 두고 있습니다. 이 같은 수요는 주로 미국과 서방 국가에서 중점적으로 발생하고 있어 중국과 러시아산 노형이 배제될 가능성이 높습니다.

IEA의 자료에서도 유사한 결론이 도출됩니다. IEA에 따르면 신규 SMR 발전소 중 미국의 노형을 채택하는 프로젝트의 비중은 2025~2030년 35%에서 2040년까지 약 44%로 확대될 예정입니다. 반면 러시아 비중은 29%에서 10%대 이하로, 중국은 38%에서 24% 수준으로 감소할 것으로 전망됩니다. 현재 러시아와 중국의 비중이 높은 이유는 아직까지 상업화된 프로젝트 수가 적어 모수가 낮기 때문입니다. 향후 서방권의 SMR 프로젝트들이 본격적으로 착공되면 미국과 기타 지역의 점유율이 확대될 것으로 분석합니다.

우라늄 시장의 연대기: 후쿠시마부터 러우전쟁까지

2011년 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 글로벌 우라늄 수요는 급격히 위축됐습니다. 일본과 독일의 원전 폐쇄와 미국 내 다수의 원전이 조기 폐로 되며 시장은 장기간 공급 과잉 상태에 놓였습니다. 해당 기간 우라늄 현물가격은 2011년 약 $60/lb 수준에서 꾸준히 하락해 2016~2019년에는 $20/lb를 기록했습니다. 수익성이 악화되면서 주요 광산들이 가동을 중단하거나 신규 프로젝트를 보류했고, 카메코와 카자톰프롬 등 대형 생산자들도 감산 기조를 유지했습니다.

하지만 2020년 이후 시장 구조가 급변했습니다. 코로나 팬데믹으로 인한 생산 차질과 물류 지연으로 공급량이 급감했고 2022년 러시아의 우크라이나 침공으로 촉발된 에너지 안보 위기와 주요국의 탈탄소 정책 강화가 맞물리면서 원전의 다시 주목받기 시작했습니다. 해당 시기부터 우라늄 가격은 상승세로 전환해 2024년 1월 $106/lb로 5년래 최고치를 경신했으며, 장기 계약 가격은 $80/lb 부근에서 안정세를 보이고 있습니다.

단기적으로는 균형이나 점차 수급 불균형 전망

현재 우라늄 수급은 단기적으로 균형 상태에 근접해 있습니다. 2021년을 기점으로 캐나다, 호주, 나미비아를 중심으로 생산량이 점진적으로 회복됐고, 팬데믹 기간 중단됐던 주요 광산들이 재가동되면서 공급이 안정됐습니다. WNA에 따르면 최근 2025년 기준 광산에서 생산된 우라늄은 원전 수요의 약 90%를 충당하고 있으며, 잔여분은 재고 및 2차 공급으로 보완되고 있습니다. 카메코 등 주요 생산기업들도 장기 계약 가격이 $80 수준에서 유지되고 있다는 점을 근거로 "수급이 안정적으로 맞춰져 있다"고 평가하고 있습니다.

다만 이러한 균형은 일시적일 것으로 판단합니다. 수요 측면에서는 글로벌 원전 증설과 노후 원전의 수명 연장, 유틸리티사들의 연료 재비축 움직임이 맞물리며 향후 우라늄 소비가 구조적으로 확대될 것으로 분석합니다. 공급 측면에서는 러시아산 우라늄 수입 제한과 주요 광산의 증산 지연, 신규 프로젝트의 투자 부진 등으로 단기간 내 공급 여력이 크게 늘기 어려운 상황입니다. 종합하면 중장기적으로 수요 증가 속도가 공급 조정보다 빠르게 진행되며, 수요 우위 국면으로 전환될 가능성이 높을 것으로 예상합니다.

긍정적인 우라늄 수요

수요 강세 요인 1) 글로벌 원전 증설 가속화 글로벌 원전 증설은 향후 우라늄 수요를 끌어 올릴 핵심 요인입니다. 전술한 대로 1GW 규모의 원전을 가동하기 위해서는 연간 약 150tU의 우라늄이 필요합니다. 즉 원전 증설에 따라 우라늄 소비량도 비례적으로 증가할 전망입니다. 현재 에너지 전망 기관들은 2050년까지 저수요 시나리오의 경우 574GW, 고수요 시나리오의 경우 900GW의 원전 설비용량을 전망하고 있습니다. 관련해 글로벌 우라늄 수요는 적게는 90,000tU에서 많게는 142,000tU로 증가할 것으로 예상됩니다.

수요 강세 요인 2) SMR은 동일 용량 기준 더 많은 우라늄을 요구 최근 부상하고 있는 SMR도 우라늄 수요 증가의 주요 성장축으로 작용할 전망입니다. 현재 개발되고 있는 SMR 중 상당수는 고효율 연료 설계와 장주기 운전을 위해 고순도 저농축 우라늄(HALEU)을 연료로 채택할 것으로 예상됩니다. HALEU는 기존 저농축 우라늄(LEU) 대비 더 많은 농축 공정을 거쳐야 하기에 생산 과정에서 기존 핵연료 대비 20% 많은 우라늄이 요구됩니다. 더불어 SMR은 대형원전과 달리 연료 교체가 없는 장주기 운전을 목표합니다.

장주기 운영은 연료 교체가 필요 없지만 초기 장전 시점에 보다 많은 핵연료를 필요로 합니다. 또한 신규 원전은 동일량의 전력을 생산하더라도 기존 원전 대비 더 많은 연료를 요구합니다. 원전은 초기 장전 시 원자로 내 핵연료를 완전히 채워야 합니다. 통상적으로 가동 중인 원전은 연간 약 150tU의 우라늄을 소비하지만, 신규 원전은 가동 초기 핵연료 장전을 위해 약 300~450tU의 우라늄을 요구합니다. 이 같은 초기 연료 장전 수요는 원전들의 상업 운전을 개시하는 시점에 단기적인 수요 급증을 유발할 것으로 예상합니다. 현재 전 세계적으로 60기 이상의 신규 원전이 건설 중이며, 10년 내 가동 예정인 프로젝트를 100기 이상입니다.

수요 강세 요인 3) 유틸리티사들의 연료 재비축 움직임 유틸리티사들의 우라늄 재고 비축 수요 또한 수요 강세 요인입니다. 유틸리티사들은 2010년부터 2015년까지 글로벌 원전 폐쇄 및 가동률 하락에 따라 지속적인 우라늄 가격 약세를 점쳤습니다. 향후 저가 우라늄을 구매할 수 있을 것이라는 기대로 신규 구매 계약을 체결하기보다는 기존에 비축하던 우라늄 재고를 선제적으로 사용했습니다. 이에 따라 기존 30개월 이상의 우라늄 재고는 점진적으로 소진되며 2024년에 들어 23개월까지 하락했습니다.

하지만 최근 들어 원전 증설에 대한 기대가 강해지며 유틸리티사들의 우라늄 재비축 수요가 증가하고 있습니다. 미국의 경우 러시아산 농축 우라늄 수입 제한에 대비해 유틸리티사들이 카메코, Orano, Kaztomprom과 장기 계약을 재개하고 있습니다. 유럽 역시 단계적으로 러시아산 우라늄 수입을 축소하기 위해 우라늄 재고를 확대하고 있습니다. 과거와 유사하게 30개월 수준의 재고를 비축하기 위해서는 향후 연평균 1,300만 파운드의 U₃O₈를 추가로 비축해야 하며 이는 전체 핵연료 수요의 7%에 달합니다.

유틸리티사들의 재비축 움직임은 단기적으로 가수요를 유발할 예정입니다. 향후 필요한 물량을 선제적으로 구매함에 따라 단기 수요가 앞당겨지고 이에 따라 생산자 입장에서는 장기 계약 물량이 조기에 소진될 가능성이 높습니다. BNEF는 재비축 사이클이 본격화되는 2026년에서 2028년 사이 수급 불균형이 발생할 가능성을 높게 점치고 있습니다.

비탄력적인 우라늄 공급

가격은 올랐지만 상업 생산까지는 추가 요건 필요 공급 측면에서는 우라늄 가격이 상승한 점은 고무적이나 실질적인 생산을 독려하기 위해서는 추가 요건이 충족되어야 합니다. 최근 몇 년간 우라늄 가격이 빠르게 상승하면서 다수의 매장지가 경제성을 확보하게 됐습니다. 전 세계적으로 확인된 우라늄 매장량은 약 8백만 톤으로 이중 약 75%는 우라늄 가격이 $60/lb 이상일 경우 경제성이 있는 것으로 평가됩니다. 2023년 기준 전 세계 우라늄 사용량이 약 6만 톤임을 감안하면, 추가적인 탐사가 이루어지지 않더라도 약 100년 이상 사용할 수 있는 자원이 확보된 셈입니다.

다만 이러한 자원이 실제 생산으로 이어지기 위해서는 추가 요건이 충족되어야 합니다. 호주의 Olympic Dam 광산에는 글로벌 우라늄 자원의 약 17%가 매장돼 있으나, 우라늄이 구리의 Co-product 형태로 생산되기 때문에 수요 변화에 따라 생산량을 탄력적으로 조정하기 어렵습니다. 나이지리아, 탄자니아, 나미비아 등 아프리카 국가들은 정치적 불안정성과 기술 부족으로 상업 생산까지 상당한 시간이 소요될 전망입니다. 중국과 러시아는 상당량의 우라늄을 보유하고 있지만 자국 내 대규모 원전 설비를 운영 중으로 자체적인 수요가 높습니다.

주요 생산국의 증산 제약과 프로젝트 지연 주요 광산기업들의 증산 제약 역시 우라늄 시장의 공급을 제한할 것으로 분석합니다. 2021년 이후 우라늄 가격이 가파르게 상승하면서 우라늄 생산 기업 다수가 공급량을 빠르게 확대했으나 추가적인 생산능력을 확충하는 과정에서 어려움이 따르고 있습니다. 우라늄 최대 생산 기업인 카자톰프롬은 황산 공급 부족과 기술 인력 제약을 이유로 2026년 생산량을 기존 계획 대비 10% 감축했습니다. 카메코는 McArthur River 광산 개발 지연으로 2025년 생산량 목표를 기존 2,240만 파운드에서 2,000만 파운드로 하향했습니다.

신규 프로젝트들의 진척 속도도 기대에 미치지 못하고 있습니다. 아프리카의 Husab, Langer Heinrich, Rossing 광산은 기술적·환경적 요인으로 생산이 지연되고 있습니다. White Mesa, Smith-Ranch-Highland 등 북미 Restart 프로젝트들은 상업 가동까지 최소 3~4년이 필요할 전망입니다. BNEF에 따르면 글로벌 신규 광산의 손익분기점은 $65~$85/lb 수준으로 현재 장기 계약 가격이 손익분기점 상단에 부합하나 규제 승인, 인프라 투자, 운송 비용 등을 감안하면 실질적인 투자는 여전히 제한적일 것으로 분석합니다.

우라늄 생산에 더해 우라늄 변환 및 농축 능력의 중요성이 높아질 전망입니다. 광산에서 채굴된 우라늄 원광을 원전 연료로 사용하기 위해서는 정련→변환→농축→성형 과정을 거쳐야 합니다. 각 과정에서는 특화된 설비가 요구되는데 현재 전 세계 변환 및 농축설비 절반 이상이 중국과 러시아에 의해 운영되고 있습니다. 독자적인 핵에너지 공급망을 구축하기 위해서는 우라늄 변환 및 농축설비 확보가 시급합니다.

더불어 SMR이 본격적으로 증설되면서 농축설비에 대한 수요가 급증할 것으로 예상합니다. 고속중성자로, 고온가스로 등 차세대 SMR은 발전과정에서 기존 경수로보다 농축도가 높은 핵연료를 필요로 합니다. 기존 경수로 연료의 농축도가 3~5% 내외였다면 앞으로는 5~20% 수준의 고순도 연료가 필요할 예정입니다. 현재까지 상업적으로 HALEU를 생산할 수 있는 국가는 러시아가 유일하며 미국과 유럽은 아직 시범 생산 단계에 머물러 있습니다.

우라늄 변환설비 2028년부터 본격적인 쇼티지 전망

WNA에 따르면 글로벌 우라늄 변환설비는 2028년을 기점으로 본격적인 공급부족이 발생할 전망입니다. 우라늄 변환설비 가동률은 2021년 80% 수준에서 지속적으로 상승해 현재는 90%를 상회하고 있습니다. 2028년부터는 우라늄 변환 수요가 생산능력을 초과해 추가 설비 도입이 필요합니다. 현재까지 발표된 증설을 고려하면 WNA의 Base 시나리오 기준 2040년에는 약 30,000tU의 변환설비 공급 부족이 예상됩니다. High 시나리오에서는 부족 규모가 80,000~90,000tU에 달할 것으로 이를 충족하기 위해서는 변환설비 용량이 두 배 이상 확대되어야 합니다.

글로벌 우라늄 농축설비는 4개 사가 독점

농축설비의 경우 상황은 더욱 심각합니다. 현재 글로벌 우라늄 농축 시장은 Rosatom, Urenco, Orano, CNNC 등 4개 사가 독점하고 있습니다. 이 중 러시아와 중국의 점유율은 각각 46%와 10.5%로 전체 시장의 절반을 차지하고 있습니다. WNA에 따르면 2030년까지 예상되는 농축설비 증설 역시 상당 부분 CNNC가 차지할 예정입니다. 서방 국가들이 선호하는 Orano와 Urenco는 2030년까지 농축 능력이 역성장할 것으로 전망됩니다.

미국과 유럽은 센트러스 에너지와 Urenco를 중심으로 농축 역량 확대에 나서고 있으나 아직까지는 파일럿 단계에 머물러 있습니다. 센트러스 에너지의 연간 생산량은 농축 우라늄 생산량은 900kg으로 상업적 원전 운영에 활용하기에는 부족한 규모입니다. 향후 신규 플랜트를 착공하더라도 실제 생산까지는 최소 5~7년 이상이 소요될 것으로 예상됩니다. 반면, 신규 원전 가공과 노후 원전의 재가동이 동시에 늘어나면서 2030년대 초반부터 농축 역량이 수요를 크게 하회할 전망입니다. WNA는 Base Case 시나리오에서 2034년경 농축 우라늄 공급이 수요를 하회할 것으로, High Case 시나리오에서는 2029년부 농축설비 쇼티지가 발생할 것으로 예상하고 있습니다.

러시아와 헤어질 결심

더불어 미국은 러시아산 우라늄 수입을 단계적으로 축소할 계획입니다. 현재 미국은 자국 원전에 필요한 우라늄 농축설비의 상당량을 러시아에 의존하고 있습니다. 1990년대에는 자국에서 필요 농축설비의 80%를 조달했지만 2000년대에 들어서면서 빠르게 러시아에 시장을 내어주며 2024년 기준 약 20%의 농축 우라늄을 러시아로부터 조달하고 있습니다.

하지만 러시아의 우크라이나 침공 이후, 에너지 안보가 전략적 우선순위로 부상하면서 상황이 급변했습니다. 보다 세부적으로 미국은 2024년 5월 '러시아산 우라늄 수입 금지법'을 제정 및 발효했습니다. 해당 법안은 2024년 8월 11일부터 시행돼 러시아 또는 러시아 국영기업이 생산한 농축 및 천연 우라늄의 수입을 금지합니다. 해당 법안은 현재 연료 공급 차질을 방지하기 위해 2028년 1월 1일까지 일부 유예된 상태입니다.

기존 러시아의 농축설비를 대체하기 위해 미국은 필요 우라늄의 20% 수준에 대해 대체 공급처를 확보해야 합니다. 만약 이를 자체적인 공급망을 통해 조달할 경우 기존 보유한 농축설비를 두 배 이상 확대해야 합니다. 현재 미국의 센트러스 에너지와 Urenco가 농축설비를 증설 중이나, 상업 규모의 생산 체제를 갖추기까지는 3년 이상의 시간이 필요합니다. 센트러스 에너지는 테네시주에서 원심분리기 제조 라인을 증설하고 있지만 해당 설비들이 공장에 설치돼 운영되는 시점은 2028년 이후로 예상됩니다. Urenco USA 또한 뉴멕시코주 Eunice의 가스 원심분리기를 단계적으로 확장하고 있으나, 프로젝트 완공 시점은 2027년 이후로 추정됩니다.

우라늄 밸류체인은 천연 우라늄을 핵연료로 가공하는 과정으로 크게 채굴→제련 및 정광화→변환→농축→연료제조 등 다섯 단계로 구분됩니다. 첫 번째 단계는 정련 과정으로 광산에서 채굴된 우라늄광을 황산이나 알칼리 용액으로 용해해 운송이 용이한 옐로케이크(U₃O₈) 형태로 가공해야 합니다. 두 번째 단계는 변환으로 고체 형태의 옐로케이크를 농축이 가능한 기체 상태의 육불화우라늄으로 변환해야 합니다. 세 번째 단계는 농축 과정으로 기체 형태의 육불화우라늄을 원심분리기를 통해 U-235와 U-238로 분리해야 합니다. 농축 단계에서 얻어진 U-235는 재변환 과정을 통해 고체 형태인 이산화우라늄으로 가공됩니다. 최종적으로 이산화우라늄은 성형 과정을 통해 펠릿 형태의 연료봉으로 조립됩니다. 완성된 연료봉은 원자로에 장전돼 핵분열 반응을 통해 전력을 생산합니다.

미국에 상장된 주요 우라늄 밸류체인 기업으로는 UEC, Energy Fuels, 카메코, 센트러스 에너지, 오클로 등이 있습니다. UEC와 Energy Fuels는 우라늄 채굴 기업으로 우라늄 탐사·채굴·트레이딩을 주요 사업으로 영위하고 있습니다. 카메코는 위 공정과 더불어 농축된 우라늄을 구매해 핵연료를 생산합니다. 센트러스 에너지는 투자가 가능한 미국 유일의 우라늄 농축 기업으로 LEU와 HALEU를 생산 및 판매합니다. 오클로는 SMR 및 핵연료 제작 기업으로 사용 후 핵연료를 활용해 핵연료를 생산합니다.