마이크로원자로(MMR)의 개념 및 특징

아래 내용은 공개된 보도자료와 연구기관 보고서 등을 종합해 정리한 ‘마이크로원자로(Micro Modular Reactor, 이하 MMR)’의 국내외 개발 현황과 특징, 그리고 관련 기업 동향에 대한 분석입니다. 주로 소형모듈원전(SMR)보다 더 작은 출력(통상 20MW 이하)을 지닌 초소형 원자로를 중심으로 살펴보았습니다.


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1. 마이크로원자로(MMR)의 개념 및 특징

1. 개념

MMR은 소형모듈원전(SMR)보다도 훨씬 작은 출력을 갖는 초소형 원자로로, 대략 1MW~20MW 범위의 전력을 생산하는 것을 목표로 개발되고 있습니다.

소규모 전력망(off-grid) 지역 혹은 전력 계통 연결이 어려운 외곽지∙오지∙해상∙수중 지역 등에 전력을 공급하거나, 공정열∙담수화∙난방 등에 활용하기 용이합니다.



2. 특징

소형화: 대형 트럭으로도 운송이 가능할 정도로 설계되어, 짧은 기간 내 설치와 철거가 용이합니다.

높은 이동성: 모듈형 설계를 통해 해상, 육상 등 다양한 장소로 이동∙배치할 수 있습니다.

낮은 출력: 대개 수MW~20MW 이하로, 분산 전원(Distributed Energy Resource) 역할을 수행할 수 있습니다.

안전성: 단순화된 설계와 피동적(受動的) 안전장치를 적용하여, 과열 시 자동으로 출력이 감소하도록 설계됩니다. 운영 인력도 최소화가 가능합니다.

다양한 적용 가능성: 군부대, 연구기지, 광산∙정유 시설, 극지∙오지 등과 같이 전기·열 공급이 쉽지 않은 지역에서 활용 가치가 높습니다.




(참고: [2], [12], [14])


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2. 국내외 주요 개발 현황

2.1 미국 주도의 개발

1. 정부 지원 프로젝트

미국 에너지부(DOE)와 국방부(DOD)는 극지·외곽지역 군사기지 등에 독립전원으로 쓸 수 있는 초소형 원자로 개발을 적극 지원하고 있습니다.

10여 개 기업이 MMR 연구∙개발에 참여하고 있으며, 시제품 제작∙실증단계에 돌입한 곳도 있습니다.

방위사업 분야에서는 이동∙설치가 용이한 초소형 원자로가 유용할 것으로 기대합니다.



2. 주요 미국 기업

나노뉴클리어에너지(Nano Nuclear Energy): 시간당 최대 10MW를 생산하는 MMR 개발 중. 정부 지원과 민간투자를 함께 받고 있습니다.

웨스팅하우스(Westinghouse): 전통적인 대형원전 기업이지만, 소형(또는 초소형) 사업 다각화를 위해 MMR ‘eVinci’ 프로젝트를 추진하고 있습니다.

USNC(Ultra Safe Nuclear Corporation): 한국 기업(현대엔지니어링 등)과 협력해 MMR 시제품을 공동 개발하고 있습니다.

Oklo, HolosGen, BWX Technologies, General Atomics 등도 소규모∙마이크로 원자로를 별도로 연구 중인 것으로 알려져 있습니다.




(참고: [2], [8], [12], [14], [17])

2.2 일본의 참여

미쓰비시중공업(MHI): 트럭으로 운송 가능한 500kW급 MMR을 개발하고 있으며, 2030년대 상용화를 목표로 하고 있습니다.

안전성∙신뢰성이 중요한 원전 분야에서 일본 기업들이 갖는 제조∙정비 노하우를 적용하여, 극소형 원자력 발전소 시장 창출에 나서고 있습니다.


(참고: [12])

2.3 한국의 움직임

1. 현대엔지니어링

한국원자력연구원, 미국 USNC와 협력하여 MMR 관련 기술개발 및 건설을 추진하고 있습니다.

극지·해외 오지에서의 독립 전원 수요, 혹은 국내 특정 산업단지 내 공정열 수요 등에 대응하기 위해 실증을 검토 중입니다.



2. 한국원자력연구원(KAERI)

과거부터 소형로(MMR 포함) 연구를 진행해왔으며, 미국·캐나다·유럽 등 국제협력 프로젝트에도 참여하고 있습니다.



3. 기타 국내 기업

두산에너빌리티(구. 두산중공업) 등도 SMR 분야에 적극적으로 참여 중이며, 향후 MMR으로의 스펙트럼 확대 가능성이 있습니다.

방산업체(한화, LIG넥스원 등) 또한 군용 독립전원 시장성이 부각되면 협력에 참여할 여지가 있습니다.




(참고: [1], [2], [8], [12], [17])


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3. 시장 전망과 과제

1. 차세대 분산에너지원으로 각광

전력망 연결이 까다로운 지역에 소규모 원전을 배치함으로써, 디젤발전기 등에 의존하던 고비용·고탄소 전력의 대안을 제시할 수 있습니다.

탄소중립∙에너지전환 기조 강화로 인해, 무탄소 분산 전원의 가치가 커지고 있습니다.



2. 2030년대 상용화 목표

다수의 기업이 “2030년대 초반 ~ 중반” 상용화를 공언했습니다.

상용화 시점을 앞당기기 위해선 시제품 제작 및 실증 연구가 적극 추진되어야 하며, 규제기관의 허가 프로세스 역시 간소화∙정비가 필요합니다.



3. 해결해야 할 과제

기술적 과제: 초소형 원자로의 열관리, 핵연료 안전성, 원격∙자동운전 등 핵심기술 완성도가 중요합니다.

규제 및 법·제도 정비: 원자로 안전 규제에 대한 요구사항이 높은 반면, 소형로는 대형원전과 다른 특성을 지니므로, 별도의 표준∙인허가 틀이 마련되어야 합니다.

경제성: 규모의 경제가 작아 초기 투자비가 높을 수 있으므로, 일괄 제작∙표준화 등 비용 절감 전략이 필요합니다.

사회적 수용성: 지역 주민∙시민단체 등의 원자력에 대한 우려를 해소해야 하며, MMR이 갖는 낮은 출력∙안전장치∙폐기물 처리 방안 등에 대한 투명한 정보 공개가 중요합니다.




(참고: [2], [8], [12], [14], [17], [21])


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4. 주요 기업·기관 정리

MMR을 직접적으로 개발 중이거나, 관련 기술 및 사업에 참여하는 대표 기업·기관은 아래와 같습니다. (굵은 표시가 텍스트에서 명시된 주요 사례)

1. 미국

나노뉴클리어에너지(Nano Nuclear Energy)

웨스팅하우스(Westinghouse)

USNC(Ultra Safe Nuclear Corporation)

Oklo, HolosGen, BWX Technologies, General Atomics 등



2. 일본

미쓰비시중공업(Mitsubishi Heavy Industries, MHI)



3. 한국

현대엔지니어링(Hyundai Engineering)

한국원자력연구원(KAERI)

두산에너빌리티(전 SMR 중심이지만, 향후 확장 가능성)

한화, LIG넥스원 등 방산 기업(향후 군용 MMR 시장 가능성)



4. 기타

(SMR 위주) NuScale, TerraPower, GE-Hitachi, Rolls-Royce 등은 주로 50~300MW급 SMR에 집중하고 있으나, 일부 기술이 더 미니aturized되어 MMR로 이어질 가능성도 존재합니다.





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5. 결론 및 시사점

MMR은 전통적 대형원전의 한계를 극복할 새로운 분산형 에너지원으로 주목받고 있습니다. 특히 전력망 인프라가 부족한 지역과 극한 환경에서 경제적∙안정적 전력 공급이 가능하다는 점이 강점입니다.

다만, 아직은 기술 실증과 규제 정비가 필요한 단계이므로, 2030년대 초반~중반 상용화를 목표로 각국 정부 및 기업들이 협력을 확대하고 있습니다.

국내에서는 현대엔지니어링과 KAERI, 미국의 USNC 간 협력이 대표 사례이며, 향후 오염물질 저감과 탈탄소∙에너지 안보를 위한 다양한 R&D가 계속 늘어날 전망입니다.

경제성, 안전성, 사회적 수용성을 동시에 확보하는 것이 상업화를 위한 핵심 과제이므로, 단순히 기술 개발뿐 아니라 제도 정비(인허가 기준 마련), 비용 절감(모듈화∙표준화), 홍보∙소통 전략 등 종합적인 접근이 요구됩니다.



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참고 및 인용

[1] i-SMR 추진 일정···2025년까지 설계 완료, 2030년대 상용화 - 헬로디디

[2] NTIS > 이슈로보는R&D - 초소형모듈원전(MMR)

[3] '빌 게이츠 설립' 테라파워, 미국 첫 소형원자로 6월 착공 예정 - 연합뉴스

[4] [PDF] 주요 동향(2) : ICT - KISTEP

[5] MS, 차세대 에너지원 '소형원자로' 활용해 AI 구동한다 - 연합뉴스

[6] 티타늄 전문 티엔아이, '마이크로우라너스와 SMR 공동 개발 추진' - 한국경제

[7] [에너지전환 팩트체크] ⑪ 소형모듈원전(SMR)이 기존 발전소를 대체할 수 있을까? - 뉴스톱

[8] SMR 넘어 초소형원자로 개발 본격화 - 전기신문

[9] 원전업계, 신년 해외시장 확보에 총력…"차세대 기술개발 집중" - 네이트뉴스

[10] [PDF] SMR 개 발 및 사 업 화 현 황 파 악 위 한 Reuters ... - 에너지경제연구원

[11] [PDF] 중국의 SMR 및 선진 원자로 개발 현황 - 에너지경제연구원

[12] 소형모듈원전(SMR)보다 더 작은 MMR까지 개발 - 임팩트온

[13] 다원시스, 日 헬리컬퓨전과 상업용 핵융합 원자로 개발 맞손 - 헬로티

[14] [PDF] 미국의 초소형원자로(Micro-reactor) 개발 현황 - 한국원자력연구원(KAERI)

[15] [PDF] 제4세대 원자로 개발 동향 - KDB미래전략연구소

[16] 구름 위 현자의 2025년 전망 "SMR부터 디지털의 재발견" [AWS 리인벤트 2024] - 이코노빌

[17] [PDF] SMR 업계의 국내외 동향과 정책 제언 - 서울대학교 NIFTEP

[18] [사설] 소형모듈원자로(SMR) 기술경쟁 시대 열렸다 - 스카이데일리

[19] 인공지능 시대, 에너지 전쟁 구원투수 될 소형원자로 SMR - 조선비즈

[20] 소형모듈원자로(SMR) 산업기반시설 경주냐 창원이냐 정부는 선택하라 - 경주신문

[21] [PDF] 소형모듈원전(SMR)의 도전과제와 국내외 동향 - 에너지경제연구원

[22] [글로벌] 메타, 원자력 발전 개발 추진...2030년대 초 활용 목표 - 테크M


以上.