[원전 강국의 빈칸, 우라늄 농축 ③] 한국도 우라늄을 농축해야 할까…‘핵연료 자립’의 값은 얼마인가

국내 경수로 연간 농축 수요 292만3천 SWU…세계 생산능력의 4%대
프랑스 250만 SWU 증설에 17억유로, 美 신규 공장은 50억달러
농축권 확보와 공장 건설은 별개…‘전량 국산화’보다 선택권 확보가 관건

한국이 미국과 협상을 통해 우라늄 농축 권한을 넓힌다면 다음 질문은 자연스럽게 이어진다.

그렇다면 우리도 농축공장을 지어야 할까.

결론부터 말하면 간단하지 않다. 우라늄 농축은 원전연료 안보와 직결되지만, 시설 하나를 새로 만드는 데 수조원이 들어가는 자본집약 산업이기 때문이다.

한국이 농축할 수 있는 권한을 갖는 것과 실제로 국내에 상업용 농축시설을 짓는 것은 따로 판단해야 할 문제다.

프랑스 남부 트리카스탱에 있는 오라노의 조르주 베스Ⅱ 우라늄 농축시설. 오라노는 17억유로 이상을 투입해 이 시설의 생산능력을 250만 SWU 늘리는 증설사업을 진행하고 있다. 오라노 제공.

한국이 필요한 농축량은 얼마나 될까

한수원이 공개한 2025년 원전연료 소요량을 보면 국내 경수로 20기에 필요한 연간 농축역무는 292만3천 SWU다.

SWU는 ‘분리작업단위’로, 우라늄-235의 농도를 높이는 데 들어가는 농축 작업량을 나타내는 단위다.

세계원자력협회가 집계한 2025년 세계 농축능력은 연간 약 6천807만6천 SWU다. 이를 기준으로 보면 한국의 연간 수요는 세계 전체 농축능력의 약 4.3% 수준이다.

결코 작은 시장은 아니다.

그러나 이 물량을 모두 국내에서 생산하려면 그에 맞는 농축설비가 필요하다.

농축공장 하나 짓는 데 얼마가 들까

비교할 만한 사례가 프랑스와 미국에 있다.

프랑스 오라노는 트리카스탱의 조르주 베스Ⅱ 농축공장 생산능력을 연간 250만 SWU 늘리는 사업에 약 17억유로를 투입하고 있다.

기존 공장에 새로운 모듈 4개를 추가하는 증설사업인데도 17억유로가 들어간다. 증설이 완료되면 현재 750만 SWU인 생산능력이 약 1천만 SWU까지 늘어난다.

250만 SWU는 한국의 연간 농축수요 292만3천 SWU의 약 86%에 해당한다.

하지만 한국처럼 처음부터 신규 상업시설을 건설한다고 가정하면 비용은 더 커질 수 있다.

오라노가 미국 테네시주 오크리지에 추진하는 신규 농축시설 ‘프로젝트 IKE’가 좋은 비교 대상이다. 초기 생산능력은 연간 400만 SWU, 사업비는 약 50억달러다. 미국 정부도 이 사업에 9억달러를 지원하기로 했다.

한국의 현재 연간 농축수요가 이 시설 초기 생산능력의 약 73% 수준이다.

물론 미국과 한국의 건설비와 규제, 인건비, 기술도입 조건이 달라 50억달러를 그대로 한국의 예상 건설비로 볼 수는 없다.

다만 국가 규모의 상업용 농축시설을 새로 갖추려면 ‘수조원대 투자’가 필요할 수 있다는 점은 가늠할 수 있다.

프랑스 오라노가 미국 테네시주 오크리지에 추진 중인 우라늄 농축시설 ‘프로젝트 IKE’ 조감도. 초기 생산능력은 연 400만 SWU, 사업비는 약 50억달러 규모다. 오라노 제공.

해외에서 사오는 비용도 싸지만은 않다

그렇다고 해외에 계속 맡기는 비용이 고정돼 있는 것도 아니다.

세계원자력협회에 따르면 농축서비스 가격은 후쿠시마 사고 이후 공급과잉으로 2016년 한때 SWU당 60달러 수준까지 떨어졌지만, 이후 공급망 불안과 원전 확대 움직임이 겹치면서 2026년 6월 말에는 평균 약 200달러/SWU 수준까지 올라왔다.

이를 한수원이 공개한 연간 농축수요 292만3천 SWU에 단순 적용하면 약 5억8천만달러 규모다.

다만 이 수치는 시장가격을 적용한 단순 환산일 뿐 한수원의 실제 연간 구매비용은 아니다. 한수원은 농축역무를 통상 장기계약으로 확보하기 때문에 계약 시점과 기간, 공급조건에 따라 실제 가격은 달라진다.

문제는 가격보다도 공급자가 많지 않다는 데 있다.

세계 상업용 농축시장은 러시아 로사톰과 우렌코, 프랑스 오라노, 중국 CNNC 등이 대부분을 차지한다. 농축시설은 기술과 안보 문제, 막대한 초기투자 때문에 신규 사업자가 쉽게 들어오기 어려운 시장이다.

일본도 농축하지만 대부분은 해외에서 가져온다

‘핵연료 자립’이 반드시 농축우라늄 100% 국산화를 뜻하는 것도 아니다.

일본은 아오모리현 롯카쇼에 상업용 우라늄 농축공장을 갖고 있다. 현재 허가 생산능력은 연간 45만 SWU이며 장기적으로 150만 SWU까지 확대할 계획이다.

그런데도 일본은 필요한 농축서비스 대부분을 여전히 해외에서 조달한다.

브라질도 자체 원심분리 기술을 이용해 농축시설을 단계적으로 확대하고 있지만 해외 농축서비스를 병행하고 있다.

이들 사례를 보면 ‘자립’의 의미를 조금 다르게 볼 필요가 있다.

모든 물량을 국내에서 생산하지 않더라도 일정 수준의 자체 농축능력을 보유하면서 부족한 물량은 해외에서 조달하는 방식도 가능하다.

일본 아오모리현 롯카쇼무라의 일본원연(JNFL) 핵연료주기 시설. 이곳에는 일본의 상업용 우라늄 농축공장이 있으며, 현재 허가 생산능력은 연 45만 SWU다. JNFL 제공.

한국이 선택할 수 있는 세 가지 길

한국의 선택지는 크게 세 방향으로 나뉜다.

하나는 현재처럼 프랑스와 미국, 영국 등 공급국을 넓히면서 장기계약으로 농축우라늄을 확보하는 방법이다.

또 하나는 해외 농축기업과 지분투자나 공동사업을 확대하는 방식이다. 한수원은 이미 오라노 농축공장 운영회사 지분 2.5%를 가지고 있고, 농축선매권도 확보하고 있다. 미국 센트루스와도 농축시설 투자와 공급 확대 협력을 진행 중이다.

마지막은 일정 규모의 국내 농축능력을 갖추는 것이다.

이 경우 공급망 위기 때 최소한의 자체 대응능력을 확보할 수 있고 향후 SMR용 핵연료 등 차세대 원전시장에서도 선택지가 넓어진다.

반면 시설 건설비와 운영비, 농축기술 확보, IAEA 안전조치, 보안시설, 입지와 주민 수용성 문제까지 풀어야 한다.

공장을 한번 지으면 수십 년 동안 안정적인 주문이 이어져야 경제성도 확보할 수 있다.

농축권부터 확보하고, 공장은 그다음 문제다

현재 한국 정부가 미국과 협상하고 있는 것도 우선은 ‘농축공장을 어디에 지을 것인가’가 아니라 평화적·상업적 농축 역량을 행사할 수 있는 제도적 권한을 넓히는 문제다.

지난해 경주 한미 정상회담을 계기로 미국이 한국의 민간 우라늄 농축으로 이어지는 절차를 지지한다고 밝힌 뒤 올해 6월 한미 후속협상이 시작됐다. 다만 8월 말까지 두 번째 협의 일정은 확정되지 않은 것으로 전해졌다.

바로 그 와중에 한수원은 프랑스 오라노와 우라늄 농축 장기협력에 나섰다.

한쪽에서는 직접 농축할 수 있는 권한을 확보하기 위한 협상을 하고, 다른 한쪽에서는 해외 농축물량을 장기간 확보하는 계약망을 넓히고 있는 것이다.

모순처럼 보이지만 원전연료 안보에서는 오히려 두 가지가 함께 필요할 수 있다.

농축권을 얻었다고 당장 국내에 수조원을 들여 공장을 지을 필요는 없다. 반대로 해외 공급망이 안정적이라는 이유만으로 자체 농축 가능성을 영원히 닫아둘 이유도 없다.

한국이 앞으로 결정해야 할 것은 ‘농축을 할 것이냐, 말 것이냐’라는 두 가지 선택만은 아니다.

국내에서 얼마만큼을 확보하고, 해외에서 얼마만큼을 조달할 것인지가 실제 문제다.

경주에 본사를 둔 한수원이 프랑스와 미국의 농축기업을 찾아 움직이고, 지난해 경주 한미 정상회담에서 농축 문제가 양국 정상 간 의제로 올라간 이유도 결국 여기에 있다.

원전 강국의 마지막 빈칸을 반드시 100% 국내 생산으로 채울 필요는 없다.

다만 필요할 때 그 빈칸을 스스로 채울 수 있는 선택권을 갖느냐는 다른 문제다.