미국을 포함한 서구권의 우라늄 광산 업체들에 대한 투자를 위한 산업리서치

우라늄 채굴 101

1. 채광(mining): 광산의 종류에 따라 노천 채굴, 갱도 채굴, ISR(In-Situ Recovery) 등의 채광법들이 있음.

2. 정련(milling): 채광된 우라늄은 정련 과정을 거쳐 노란 분말 형태의 U3O8(혹은 yellow cake)으로 만들어짐. 통상적으로 채광 업체들은 yellow cake 상태의 우라늄을 판매.

3. 변환(conversion): U3O8은 다시 한 번 농축을 위해 약 섭씨 57도에서 기화하는 UF6로 변환됨.

4. 농축(enrichment): 원자력 발전에 쓰이기 위해서는 5% 정도의 U-235 동위원소가 필요. 하지만 자연 상태의 우라늄은 보통 0.71~2% 정도의 U-235를 함유하고 있음. 따라서 원심분리기를 활용한 농축 과정이 필요. 이 때 필요한 분리작업량을 SWU(Separative Work Unit)로 표기. 농축 정도에 따라 다음과 같이 분류:

   • LEU (Low-Enriched Uranium): 통상적으로 경수로에 쓰이며, U-235 함량은 2~5%

   • HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium): SMR (Small Modular Reactor)이라 불리는 소형 모듈 원자로에 쓰이며, U-235 함량은 5~20%

   • HEU (High-Enriched Uranium): 잠수함이나 항공모함 등의 운용을 위한 해군 원자로나 무기에 사용되며, U-235 함량은 90% 이상

5. 핵연료 제조(fuel fabrication): UF6를 다시 UO2 분말 형태로 재변환 후 원자로에 탑재 가능한 형태의 핵원료로 성형/가공.

[출처: 우라늄의 일생]

서방 공급망의 수요 불균형

증가하는 서방 내 생산 수요

• 기후변화에 맞서 탄소중립 에너지원으로의 신속한 전환에 있어 원자력 발전이 대두됨. 특히 신재생 에너지 중 규모가 가장 큰 태양광 및 풍력 발전의 가장 큰 단점으로 지적되는 불안정한 기저부하(baseload) 문제를 해결할 수 있음.

• 지정학적 긴장 속에서 서방, 특히 유럽은 러시아의 석유 공급 중단에 의한 전기요금 폭등을 경험하며 에너지 자립의 중요성을 통감함. 2022년 기준 EUP (Enriched Uranium Product: 연료로 사용 가능한 수준으로 농축된 우라늄)의 38%를 공급하는 러시아에 대한 의존을 줄이는 것은 앞으로 생존의 문제가 될것. 또한 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 제재는 현재 우라늄 채광량에서 압도적 1위를 차지하고 있는 카자흐스탄의 Kazatomprom(2022년 기준 43%)이 기존에 사용하던 러시아의 상트페테르부르크를 통한 운송을 어렵게 만들고 있으며, 동구권 국가들(러시아와 중국)에 대한 공급을 증가시킬 동기를 제공하고 있음. 실제로 Kazatomprom은 캐나다의 Cameco와의 JV(Joint Venture)를 통해 개발/운용 중인 서구향 광산에서의 생산을 줄이고 러시아향 광산에서의 생산량을 증가시키는 행보를 보이는 중.

• AI를 위한 데이타 센터에 필요한 전력을 공급하기 위한 에너지원으로써 원자력 발전이 빅테크 기업들로부터 각광을 받는 중이며 빌 게이츠와 워런 버핏 등도 일찍이 SMR에 투자함. 참고로 Uranium Insider(이하 UI)에 의하면 SMR은 2035년까지 200Mlbs 이상의 우라늄 수요 증가를 가져올 것으로 예상됨에도 불구하고 널리 통용되는 우라늄 수요 예측치에 포함되어 있지 않다고 함.

• 현재 전세계적으로 440개의 원전이 가동중인 가운데, 300개가 넘는 원전이 건설 중 혹은 제안된 상황. 특히 중국의 경우 향후 15년 동안 150개 가량의 원전을 건설할 계획.

• 미국 정부의 지원: IRA를 통한 $700M의 HALEU 개발 지원금 및 $15/MWh의 원자력 발전 세제 혜택, $6B의 원전 가동 지원금 등

산재한 공급망 이슈들

• 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 원전에 대한 반감이 거세졌으며 이는 원전의 수명연장 중단과 이에 반응한 광산업체들의 광산 개발 중단으로 ...