우라늄 확보 전쟁: 미국의 고민과 한국 원전의 연료 공급망

 

AI 데이터센터와 전기차가 늘면서 전력 수요가 빠르게 커지고 있습니다. 탄소를 거의 배출하지 않으면서 24시간 안정적으로 전기를 만드는 원자력이 다시 주목받는 이유입니다. 그런데 원전을 많이 짓는다고 문제가 끝나지는 않습니다. 원전의 연료인 우라늄을 안정적으로 확보할 수 있느냐가 또 하나의 과제입니다.

 

이번 글에서는 먼저 유튜브 「지구본 뉴스룸」에서 다룬 미국의 우라늄 확보 노력을 정리합니다. 이어서 우리나라는 우라늄을 어떻게 확보하고 있고, 1년에 얼마나 쓰고 있는지 국내 현황을 살펴보겠습니다.

 

1. 세계 우라늄 시장: 쓰는 양보다 캐는 양이 적습니다

 

구분	수치	비고
전 세계 연간 우라늄 수요	약 68,900톤(tU)	세계원자력협회(WNA), 2026년 9월 기준
전 세계 연간 생산량	약 62,600톤	영상 자료 기준
연간 부족분	약 5,000~6,000톤	기존 비축분과 해체된 핵무기 원료로 메움

 

중국을 비롯해 원전을 새로 짓는 나라가 늘면서 수요는 계속 커지고 있습니다. 반면 새 광산은 탐사부터 생산까지 10년 이상 걸리기 때문에 공급이 빠르게 늘지 않습니다. 그래서 우라늄은 구조적으로 공급이 부족한 원자재로 여겨집니다.

 

2. 미국: 원전 1위 국가인데 우라늄은 거의 수입합니다

가. 매장량과 발전량의 차이

• 미국은 2050년까지 원자력 발전 용량을 지금의 4배로 늘리는 목표를 세웠습니다.
• 미국은 세계 원자력 발전량의 약 30%를 차지하지만 우라늄 매장량은 세계의 약 1%에 불과합니다.
• 수입처는 캐나다(32%), 카자흐스탄(28%), 호주(15%) 순이고, 미국산 비중은 7% 정도입니다.
• 러시아산 우라늄 수입 금지의 유예 기간이 2027년 말에 끝나기 때문에 대체 공급처를 찾는 일이 급해졌습니다.

나. '우라늄 르네상스': 자국 생산을 다시 늘리고 있습니다

항목	2024년	2025년
탐사·채굴 투자액	1억 6,000만 달러	2억 3,000만 달러
탐사 시추 길이	기준	약 66% 증가

 

• ISR(현장 용액 침출) 방식: 땅을 크게 파헤치지 않고 광층에 용액을 넣어 우라늄을 녹여 회수합니다. 미국 내 채굴 시설 9곳 중 7곳이 이 방식을 씁니다(와이오밍, 텍사스, 유타 등).
• 해외 자원 외교: 미국 개발금융공사(DFC)는 니제르 '다사(Dasa) 프로젝트'를 추진하는 캐나다 기업 Global Atomic에 4억 1,400만 달러 규모의 금융 지원을 승인했습니다.
• 농축 역량 확대: Centrus Energy, Urenco, Orano USA 등에 농축 설비 확충과 HALEU(고순도 저농축 우라늄, 농축도 5~20%) 생산 투자를 독려하고 있습니다. HALEU는 차세대 원자로와 SMR에 필요한 연료입니다.

다. 남은 고민

1. 시차 문제: 원전과 SMR은 빠르게 지어지는데 연료 공급이 그 속도를 따라갈 수 있을지 불확실합니다.
2. 수익률 문제: 영상에서는 고금리 환경(미 국채 10년물 5% 수준)에서는 30~40년짜리 장기 프로젝트가 투자자가 원하는 수익률을 맞추기 어렵다고 지적합니다.
3. 정부 보증 부족: 인센티브 위주의 민간 시장 구조여서 민간 자본이 적극적으로 들어오지 않고 있습니다.

3. 한국: 원전 의존도는 높고 우라늄은 100% 수입합니다

가. 국내 원전 현황

구분	수치
가동 원전	26기 (설비용량 약 25.6GW)
건설 중 원전	4기 (새울 3·4호기, 신한울 3·4호기)
2025년 원자력 발전량	약 175.5TWh
전체 발전량 중 원자력 비중	31.0% (세계 평균 약 9%)
연간 우라늄 소요량	약 4,700톤(tU), 세계 수요의 약 7%

출처: 세계원자력협회(WNA), 한국전력 전력통계

 

우리나라 전기의 약 3분의 1이 원자력에서 나옵니다. 석탄(28.7%)과 LNG(27.4%)보다 높은 제1의 발전원입니다. 2009년 연간 소요량이 약 4,000톤이었으니 15년 사이 20% 가까이 늘었습니다. APR1400 노형인 새울 3호기는 2026년 하반기 상업운전을 목표로 하고 있고, 새울 4호기는 2027년 3월이 목표입니다. 2025년 11월에는 원자력안전위원회가 고리 2호기의 계속운전을 승인했습니다. 앞으로 우라늄 수요는 더 늘어날 수밖에 없습니다.

나. 국내 매장량이 없어 전량 수입합니다

국내에는 경제성 있는 우라늄 광산이 없어 천연우라늄 전량을 해외에서 들여옵니다. 원전 연료는 다음 4단계를 거쳐 만들어지는데, 우리나라가 직접 할 수 있는 단계는 마지막 하나뿐입니다.

 

단계	내용	한국의 처리 방식
① 채광·정련	광석에서 우라늄 정광(옐로케이크) 생산	해외 구매, 해외 광산 지분 투자
② 변환	정광을 기체(UF₆)로 변환	해외 위탁
③ 농축	U-235 비율을 3~5%로 높임	해외 위탁 (국내 시설 없음)
④ 재변환·성형	연료봉·연료집합체로 가공	국내 생산 (한전원자력연료)

 

일본은 자국 내에 농축 시설을 갖추고 있지만, 우리나라는 한·미 원자력협정의 제약 등으로 농축 시설이 없습니다. 그래서 우라늄 원광 확보뿐 아니라 '농축 서비스'를 어디서 받느냐도 중요한 공급망 문제가 됩니다.

다. 러시아 의존도를 낮추는 것이 핵심 과제입니다

한국은 그동안 프랑스, 러시아, 영국, 중국 4개국에서 농축우라늄을 들여왔습니다. 그런데 2019~2023년 수입한 농축우라늄 중 러시아산이 34%였습니다. 업계에서는 앞으로 중국산 비중이 커지면 러시아·중국 두 나라 비중이 최대 70%까지 높아질 수 있다는 우려도 나옵니다. 이에 한국수력원자력(한수원)은 공급처 다변화에 나섰습니다.

 

시기	내용
2025년 2월	미국 Centrus Energy와 농축우라늄 장기 공급계약 체결 (공급 기간 2031~2040년). 13년 만의 미국산 도입으로 공급국이 5개국으로 늘어남
2026년 9월	프랑스 Orano와 우라늄 농축 협력 의향서(LOI) 체결 (양국 정상 임석)

 

해외 자원개발도 꾸준히 시도해 왔습니다. 2009년 카자흐스탄 국영 원자력기업과 공동 광산 개발 MOU를 맺었고, 같은 해 한전은 니제르 이모라렌 우라늄 광산 지분을 인수했습니다. 다만 해외 광산 사업은 현지 정세와 우라늄 가격 변동 때문에 기대만큼 성과를 내지 못한 경우가 많습니다. 지금은 장기계약과 공급처 다변화가 우리나라 우라늄 확보의 중심입니다.

 

4. 미국과 한국 비교

구분	미국	한국
원자력 발전 비중	약 19%	31.0%
우라늄 매장량	세계의 약 1%	사실상 없음
자국산 우라늄 비중	약 7%	0%
농축 시설	있음 (확충 중)	없음
핵심 전략	자국 채굴 부활, 농축 역량 확대	장기계약, 공급처 다변화, 서방 농축 협력

 

미국은 땅이라도 팔 수 있지만 한국은 그럴 수도 없습니다. 원전 의존도는 미국보다 높은데 연료 공급망은 전적으로 해외에 기대고 있어 에너지 안보 측면에서 더 취약한 구조입니다.

 

5. 시사점: 한·미 원자력 협력을 어떻게 활용할까

 

영상에서는 한국이 미국에 대형원전 8기(약 1,200억 달러 규모) 투자를 논의 중이라고 전합니다. 이 과정에서 APR1400과 AP1000 중 어떤 노형을 지을지, 파이로프로세싱(건식 재처리) 협력을 어떻게 할지도 함께 협상하고 있습니다. 이 협상을 단순한 '대미 투자'로 끝내지 않으려면 다음과 같은 전략이 필요해 보입니다.

1. 농축 역량 확보 협상: 대미 투자의 대가로 한·미 원자력협정상 농축 관련 권한을 넓히거나 미국 내 농축 사업에 지분 참여를 추진할 수 있습니다.
2. 서방 공급망에 참여: Centrus, Orano 같은 서방 농축사와의 장기계약을 늘리면 러시아·중국 의존도를 구조적으로 낮출 수 있습니다.
3. 기자재·연료 수출 기회: 두산에너빌리티의 주기기, 한전원자력연료의 연료 성형 기술은 미국 원전 확대 과정에서 수출 기회가 될 수 있습니다.
4. 전략 비축 확대: 우라늄은 부피 대비 에너지 밀도가 매우 높아 비축이 쉬운 자원입니다. 공급 차질에 대비해 비축 물량을 늘리는 것도 현실적인 대안입니다.

마무리

 

원전 경쟁은 이제 '누가 더 많이 짓느냐'에서 '누가 연료를 안정적으로 확보하느냐'로 넘어가고 있습니다. 세계 1위 원전 국가인 미국도 우라늄 때문에 고민하고 있습니다. 전기의 31%를 원자력에 의존하면서 우라늄을 전량 수입하는 우리나라에는 더 무거운 과제입니다. 투자 관점에서도 우라늄 공급 부족 구조, 서방 농축 기업(Centrus 등)의 성장, 국내 원전 기자재 기업의 수출 기회는 계속 지켜볼 만한 주제입니다. 다만 원자재와 개별 종목 투자는 가격 변동성이 크므로 충분히 검토한 뒤 판단하시기 바랍니다.