[전력산업 세미나] 정용훈 교수 “AI 강국, 탈원전으로는 불가능”

▲정용훈 KAIST 원자력·양자공학과 교수가 15일 국회 의원회관 제6간담회실에서 열린 '2025 전력산업 세미나'서 주제발표를 하고 있다. 사진=유병욱 기자

인공지능(AI)과 디지털 전환 시대에 탈원전·탈가스 정책만으로는 국가 경쟁력을 유지하기 어렵다는 지적이 제기됐다.

정용훈 KAIST 원자력·양자공학과 교수는 15일 서울 여의도 국회의원회관에서 김소희 국민의힘 의원 주최, 에너지경제신문 주관으로 열린 '2025 전력산업 세미나'에서 “AI 산업은 결국 전력 산업"이라며 “값싸고 안정적인 무탄소 전력이 확보되지 않으면 AI 강국은 성립할 수 없다"고 강조했다.

정 교수는 이날 'AI 강국, 탈원전 정책으로 달성할 수 있나'라는 주제 발표에서 AI 데이터센터의 폭발적인 전력 수요를 수치로 제시했다. 최신 GPU 8장을 탑재한 AI 서버 한 대가 연간 소비하는 전력은 전기차 약 40만㎞ 주행에 해당하며, GPU 한 장은 국민 1명분 전력 사용량과 맞먹는다고 정 교수는 설명했다. 대규모 AI 서버 도입은 곧 국가 전체 전력 수요 구조를 바꾸는 문제라는 것이다.

그는 AI 산업의 존속 조건으로 전력 단가 kWh당 100원 이하, 24시간 무탄소 전원(Carbon Free 100)을 제시했다. 정 교수에 따르면 2024년 기준 전력시장 정산단가는 kWh당 원자력 66원, LNG 175원, 재생에너지 200원대 수준으로, “AI 전력은 100원을 넘는 순간 경제성이 사라진다"고 지적했다. 특히 원자력 발전 단가에는 해체비용과 사용후핵연료 관리 비용까지 포함돼 있다는 점을 강조하며 “현실적으로 100원 이하를 안정적으로 달성할 수 있는 전원은 원자력뿐"이라고 말했다.

미국 빅테크 기업들의 행보도 소개됐다. 아마존(AWS), 마이크로소프트, 구글 등은 기존 원전과 직접 전력구매계약(PPA)을 체결하거나 원전 인근에 데이터센터를 배치하며 AI 전력 확보에 나서고 있다. 정 교수는 “미국은 이미 시장에서 가용한 원전 전력을 사실상 선점하고 있다"며 “AI 시대의 경쟁은 반도체가 아니라 전력에서 갈린다"고 분석했다.

재생에너지 중심의 '장부상 RE100'에 대해서는 한계를 분명히 했다. 그는 “REC 거래나 인증서 구매로 맞추는 RE100은 실제 전력 공급 안정성과 탄소 감축, AI 산업 모두에 도움이 되지 않는다"며 “필요한 것은 24시간, 365일 무탄소 전력 공급이 가능한 시스템"이라고 말했다. 대규모 에너지저장장치(ESS)에 대해서도 “2050년 하루치 전력 저장에만 약 1000조원이 필요하다"며 현실성이 낮다고 지적했다.

정 교수는 대형 원전과 소형모듈원전(SMR)의 병행 전략을 제안했다. 대형 원전은 이미 경제성을 확보한 '버스'라면, SMR은 안전성과 유연성을 갖춘 '택시'에 비유하며 “SMR이 경쟁력을 가지려면 무인·자동화 운전 등 획기적 기술 혁신을 통해 비용을 낮춰야 한다"고 강조했다.

그는 장기적으로 2050년 원자력 발전 비중을 50~60% 수준으로 회복하고, 신규 원전 50~60GW(대형 원전과 SMR 포함)를 구축해야 AI·반도체·수소 산업을 동시에 뒷받침할 수 있다고 주장했다. 이를 위해 신규 부지 선정 재개, 원자력 전력구매계약 제도 마련, 고준위 방사성폐기물 처분장 확보가 병행돼야 한다고 덧붙였다.

정 교수는 “탈탄소는 목표일 뿐, 산업이 버틸 수 있는 전력 가격과 안정성이 먼저 설정돼야 한다"며 “이를 외면한 탈원전·탈가스 정책은 AI와 첨단 산업을 국내에서 키울 수 없게 만든다"고 말했다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr