Oklo가 SPAC상장하며 SMR을 전문으로 하는 상장회사는 2개가 되었습니다.
투자관점에서 간략히 시장을 정리해보려고 합니다.
1. 시가총액 : 약 2조원
상장되어 있는 뉴스케일파워와 오클로는 시총 약 2조원 수준입니다.
아직 상업용 원자로를 생산하지 못한 상황에서 가능성만으로 시총 2조원으로 평가받고 있습니다.
2. 규제 및 허가 (NRC : Nuclear Regulatory Commission)
승인절차는 Design Certification, Combined License Application(COLA) 두가지가 있습니다.
COLA는 Design Certification까지 포함된 개념으로 보통 3~5년이 걸립니다.
NuScale은 Design Certification을 먼저 받는 전략을 택했습니다.
표준화된 설계를 여러 프로젝트에 적용하고, 리스크를 최소화하며, 시장에서 신뢰성을 확보하기 위한 전략적인 결정이었습니다.
NuScale의 기술이 처음부터 상업화 가능성이 높은 대규모 프로젝트에 적용될 계획이었기 때문에, Design Certification을 먼저 받는 전략을 취했습니다.
Design Certification은 설계 자체에 대한 규제 승인을 의미하므로 이후 COLA 과정에서 설계에 대한 추가적인 검토가 필요가 없습니다.
그래서 NuScale 인허가 측면에서 가장 앞서있다고 평가를 받고 있기도 합니다.
| 회사 | 날짜 | 신청 종류 |
| Oklo | 2020년 3월 | Combined License Application (COLA) |
| NuScale | 2016년 12월 | Design Certification 신청 |
| NuScale | 2020년 9월 | Design Certification 승인 |
| X-Energy | 2021년 3월 | Combined License Application (COLA) |
| Oklo | 2022년 1월 | COLA Rejection |
| TerraPower | 2023년 3월 | Combined License Application (COLA) |
| NuScale | 2024년 1월 | Combined License Application (COLA) |
3. 제품 특성
NuScale은 기존 원자력발전소와 비슷한 기술을 사용하기 때문에 물을 감속재 및 열교환 매체로 사용하고 있습니다.
반면에 Oklo와 TerraPower는 나트륨을 냉각재 쓰는 고속 원자로입니다.
투자비는 MW당 약 200억원으로 일반 가스발전보다 약 10배 이상 투자비는 비쌉니다.
(Oklo의 투자비는 IR자료에서 가져왔는데 다른 곳과 비교하니 조금 차이가 나서 확인이 필요해보이긴 합니다)
| 회사 | 제품명 | 용량 (MW) |
원자료 종류 | 투자비 (Mil. $) |
단위 투자비 (Mil $/MW) |
필요부지 (Acre) |
| Oklo | Aurora | 15 | Fast Breeder Reactor | 70 | 4.7 | 2 |
| NuScale | VOYGR | 77 | Light Water Reactor | 1400 | 18.2 | 35 |
| TerraPower | Natrium | 345 | Fast Breeder Reactor | 4000 | 11.6 | 50 |
| X-Energy | Xe-100 | 80 | High Temperature Gas-Cooled Reactor |
1200 | 15.0 | 10 |
4. LWR(경수로) vs. FBR(고속 원자로)
NuScale과 Oklo/TerraPower 원자로 특성을 정리해봤습니다.
| LWR (경수로) | FBR (고속 원자로) | |
| 기술 | - 경수(일반 물)를 냉각재 및 감속재로 사용 | - 고속 중성자를 사용하여 연료를 태움 |
| - 주로 저농축 우라늄(LEU) 연료 사용 | - 우라늄-238을 플루토늄-239로 변환하여 연료로 사용 | |
| - 중성자 감속을 통해 핵분열 반응 조절 | - 냉각재로 액체 금속(주로 나트륨) 사용 | |
| 장점 | - 널리 검증된 기술로 안전성 및 신뢰성 높음 | - 연료 효율성 높고, 자원 활용 극대화 가능 |
| - 연료 공급 및 폐연료 처리 기술 확립 | - 폐기물 양 및 방사성 독성 감소 | |
| - 대규모 상업적 발전소로 많이 사용 | - 우라늄-238을 플루토늄-239로 변환하여 재사용 가능 | |
| 단점 | - 사용 후 연료의 방사성 폐기물 양이 많음 | - 기술적 복잡성과 초기 건설 비용이 높음 |
| - 연료 재처리 및 재사용 어려움 | - 액체 금속 냉각재 사용으로 인한 안전성 및 유지보수 문제 | |
| - 우라늄-235 자원 고갈 우려 | - 플루토늄 사용으로 인한 핵확산 위험 관리 필요 |
Oklo의 문제인식은 사용후핵연료 이슈로도 보입니다.
자연에 존재하는 우라늄은 99.3%가 우라늄(238)이고 0.7%만이 핵연료로 사용할 수 있는 우라늄(235)입니다.
경수로 원자로에서는 우라늄(235)를 3~5% 수준으로 농축한 것을 사용합니다.
약 4년이 지나면 우라늄(235)가 1% 이내로 줄어들면 핵분열이 불가능해서 그대로 핵 폐기물장으로 보내집니다.
연료의 95%인 우라늄(238)은 그냥 쓰지도 않고 핵 폐기물장으로 보내지는 것입니다.
5. 연료의 재사용 : 플로토늄239 생성
연료를 재처리해서 사용한다는 것은 95%의 우라늄(238)을 핵분열이 가능한 플로토늄(239)로 변환하여 다시 사용하는 컨셉입니다.
우라늄(235)는 속도가 낮은 "열중성자"와 잘 반응해서 핵분열합니다.
한편 우라늄(238)은 열중성자와 거의 반응하지 않고 속도가 높은 "고속중성자"와 반응은 하는데, 핵분열은 하지 않고 중성자를 흡수해서 우라늄(239)로 변화하게 됩니다.
이 후 두번의 베타붕괴를 거치면서 플로토늄(239)로 변화합니다. (중성자 흡수 후 약 2일 후에 플로토늄이 됩니다)
우라늄(235)를 사용하는 경수로는 감속재/냉각재로 물을 사용하는 이유는 물의 수소가 중성자와 부딪치며 중성자의 속도를 줄여서 에너지가 낮은 열중성자를 만들게 됩니다.
따라서 고속중성자가 필요한 고속원자로에서는 냉각재로 나트륨을 쓰는데 나트륨은 중성자 대비 질량이 커서 중성자의 속도가 별로 줄어들지 않기 때문입니다.
(벽에 공을 던진다고 생각해 보면 이해가 쉽습니다)
6. Summary
이번 자료를 준비하며 ChatGPT를 많이 사용했습니다.
ChatGPT는 뉴스케일파워를 최우선으로 추천했습니다.
최근 우라늄 가격이 계속 오르고 있고 핵폐기물에 대한 이슈는 해결할 수가 없기 때문에 연료를 재활용할 수 있는 Oklo에 대해서도 관심을 갖을 필요가 있어 보입니다.
송전선로 이슈 및 분산전원 관점에서도 용량이 적은 Oklo의 Aurora가 산업내에 다양하게 활용될 수 있을 것 같습니다.
기술개발이 주요 과제일 수 있겠으나 장기적으로 사회 문제 해결 측면에서는 Okla가 더 긍정적으로 보이긴 합니다.
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