두산에너빌리티 DL이앤씨 등 국내 기업이 컨소시엄을 구성해 미국 3대 소형모듈원전(SMR) 기업인 엑스에너지(X-Energy)에 1억3000만달러를 투자(예상 지분율 약 5%)하기로 한 것으로 12일 파악됐다. 원전 설계에 강한 미국과 시공·제작 능력이 우수한 한국이 손잡은 ‘한·미 원전 동맹’이 속도를 내고 있다.

이번 투자는 국내 사모펀드 운용사 웨일인베스트먼트가 펀드를 조성하고 여기에 두산에너빌리티 DL이앤씨 등이 전략적투자자(SI)로, 한국수출입은행 등이 재무적투자자(FI)로 참여하는 구조다. SI와 FI 투자 비중은 각각 30%, 70% 수준으로 알려졌다. 엑스에너지는 내년 1분기 미국 증시 상장을 준비하고 있다. 두산에너빌리티는 주기기 제작, DL이앤씨는 엑스에너지 SMR의 설계·조달·시공(EPC)을 맡을 가능성이 큰 것으로 알려졌다.

SMR은 출력이 대형 상업원전의 5분의 1 수준(300㎿ 이하)인 차세대 소형 원전이다. 소형 냉각시스템과 증기발생기 등 주요 기기를 하나의 용기로 모듈화해 안전성이 높고 입지 선정이 비교적 자유롭다. 2035년까지 세계 SMR 시장이 630조원 규모로 성장할 것이라는 전망도 나온다.

국내 기업은 상용화 속도가 가장 빠른 미국 SMR 기업과의 협력을 강화하고 있다. 특히 이번 투자로 한국은 미국 에너지부가 지원하는 3대 SMR 기업인 뉴스케일파워, 테라파워, 엑스에너지에 모두 지분 참여하게 됐다. 뉴스케일파워는 두산에너빌리티 삼성물산 GS에너지가 최소 1억7400만달러, 테라파워는 SK그룹과 한국조선해양이 2억8000만달러를 투자했다. 윤석열 대통령과 조 바이든 미국 대통령도 지난 5월 한·미 정상회담에서 “원자력 협력을 더욱 확대하겠다”며 “SMR 개발과 전 세계 배치를 가속화할 것”이라고 했다.

업계 관계자는 “초기 SMR 시장은 미국 정부의 지원을 받는 이들 3개사가 주도할 가능성이 크다”며 “한·미 SMR 동맹은 국내 원전 생태계에 활력을 줄 것”이라고 말했다.

이지훈/김익환 기자 lizi@hankyung.com