지속가능성(Sustainability)
원자력 에너지: 누가, 무엇을, 어디서, 언제, 왜?
2026년 1월 12일
핵심 요약(Key takeaways)
오늘날 상업용 원자력 에너지는 원자로 내부에서 생성되며, 대형 우라늄 원자를 더 작은 원자로 쪼개는 핵분열(fission) 방식에 의해 생산됨. 현재 원자력 발전량에서는 미국이 가장 큰 원전 보유국이지만, 신규 원자로 건설을 주도하는 국가는 중국으로, 현재 15개의 원전이 개발 중임.
BofA 글로벌 리서치에 따르면, 원자력 에너지는 최근 전력 수요 급증 속에서 여러 측면에서 “재발견”되고 있음. 다른 에너지원과 비교할 때 안정적인 기저전력 공급이 가능하고, 탄소 발자국이 작으며, 에너지 투자 대비 수익률(EROI)이 높다는 장점이 있음.
본 보고서는 원자력 에너지에 대한 다섯 가지 핵심 질문에 대해 심층적으로 다룸: 누가 원자력을 생산하는가? 원자력이란 무엇인가? 원자력 발전소는 어디에 위치하는가? 원자력 수요는 언제 본격적으로 증가하는가? 왜 원자력인가?
#1 누가 원자력 에너지를 생산하는가?
현재 미국은 세계에서 가장 큰 원자력 발전소 운영 규모를 보유하고 있음. 미국, 중국, 프랑스를 합치면 연간 1,500테라와트시(TWh) 이상의 원자력을 생산하며, 이는 전 세계 원자력 발전량의 58%에 해당함(도표 1). 그러나 세계 다른 국가들도 이를 따라잡으려는 움직임을 보이고 있음.
도표 1: 2024년 기준, 중국·프랑스·미국은 연간 1,500TWh 이상의 원자력을 생산
세계원자력협회(WNA)와 BofA 글로벌 리서치에 따르면, 2023년 5월 기준 전 세계에는 437기의 원자로가 가동 중이었음. 당시 추가로 60기는 건설 중이었고, 17개국에서 100기가 계획 단계에 있었으며, 31개국에서 325기가 제안 단계에 있었음. 이들 원자로가 모두 현실화될 경우, 전 세계 원자력 발전소 수는 900기를 초과하며 두 배 이상 증가하게 됨.
미국이 현재 가장 큰 원자력 발전소 보유국이긴 하지만, BofA 글로벌 리서치에 따르면 현재 원자로 건설을 주도하는 국가는 중국으로, 15개의 신규 원전이 개발 중임. 한편 캐나다와 호주 같은 국가들은 우라늄과 같은 핵심 원자재 공급국으로서 필수적인 역할을 수행함.
#2 원자력이란 무엇인가?
상업화된 원자력 에너지는 원자로 내부에서 발생하는 핵분열을 통해 생성됨. 핵분열 과정에서 대형 우라늄 원자는 더 작은 원자로 쪼개지며, 이 과정에서 발생한 열이 물을 끓여 증기를 만들고, 이 증기가 터빈을 돌려 전기를 생산함.
한편, 핵융합(fusion)이라는 또 다른 형태의 원자력 에너지도 있음. 이는 가벼운 원자핵을 결합해 에너지를 방출하는 방식으로, 핵분열보다 더 깨끗하고 강력한 대안으로 연구되고 있으나, BofA 글로벌 리서치에 따르면 아직 상업화 단계에는 이르지 못했음.
우라늄: 원자력 에너지의 첫 번째 구성 요소
우라늄은 핵분열을 통한 원자력 발전의 주 연료로 사용되는 자연 발생 원소임. 일부 추정에 따르면 지각에는 약 35조 톤의 우라늄이 존재하지만, 전 세계에 고르게 분포되어 있지는 않음. 현재 전 세계 우라늄 생산량의 약 3분의 2는 카자흐스탄, 캐나다, 호주 세 나라에서 생산됨(도표 2). 호주는 약 170만 톤의 매장량을 보유하고 있으며, 이는 전 세계 확인된 우라늄 매장량의 약 30%에 해당함. 미국은 우라늄 수요의 약 64%를 이 세 나라로부터 수입함.
채굴된 우라늄의 99%는 원자력 발전에 사용되며, 이는 전 세계 전력 생산의 약 10%에 해당함. 따라서 BofA 글로벌 리서치에 따르면 우라늄 수요는 글로벌 전력 수요에 의해 결정되며, 이는 당해 연도 연료 수요와 재고 축적이라는 두 가지 요소로 구성됨. 2030년대까지 전력 수요 급증으로 총수요는 증가하는 반면 공급은 감소해, 우라늄 시장의 수급 불균형이 나타날 것으로 전망됨(도표 3).
원자력 연료 사이클(The nuclear fuel cycle)
우라늄은 원자로에서 사용되기 전에 여러 공정을 거쳐야 하며, 이를 원자력 연료 사이클이라 부름. 먼저 채굴과 ...
