용융염 원자로 시장 크기 및 공유 2026-2035

용융염 원자로 시장 규모

글로벌 용융염 원자로(MSR) 시장 규모는 2025년 4억9,520만 미국 달러로 평가되었습니다. 이는 불화물염 및 염화물염 냉각 설계의 상용화 일정이 앞당겨지고 북미, 유럽 및 아시아 태평양 전역에서 첨단 핵분열 기술에 대한 정부 투자가 확대된 데 따른 것입니다.^{[1]국제에너지기구, iea.org} Global Market Insights Inc.가 발행한 최신 보고서에 따르면, 시장 규모는 2026~2035년 전망 기간 동안 연평균성장률(CAGR) 14.1%로 성장해 2035년에는 19억 미국 달러에 이를 전망입니다.

경수로(LWR) 중심 구조에서 비경수로(non-LWR) 아키텍처로 전환되는 구조적 변화는 열효율, 피동안전성, 그리고 기존 원자력 발전소가 충족하기 어려운 고온 산업용 애플리케이션에 대한 적합성 측면에서 MSR이 보유한 경쟁 우위를 반영합니다. 2024년 7월 제정된 미국 ADVANCE Act와 유럽연합 집행위원회의 넷제로 산업법을 비롯한 주요 정책 개입은 실증 단계와 상용화 단계 간의 간극을 크게 줄였으며, 이에 따라 해당 분야에 진입하는 민간 자본의 위험 구조도 재편되고 있습니다.^{[2]미국 원자력규제위원회, nrc.gov}

주요 성장 요인

성장 요인 영향 분석

성장 요인	(~) CAGR 전망에 미치는 영향(%)	지역별 관련성	영향 시점
탈탄소화 정책 지원 확대	+30%	북미, 유럽, 아시아 태평양	단기(≤ 2년)
높은 효율 및 안전성 이점	+25%	전 세계	중기(2~4년)
산업용 열 응용 분야 수요 증가	+20%	북미, 유럽	중기(2~4년)
글로벌 에너지 안보 우려 확대	+15%	아시아 태평양, 중동, 유럽	장기(≥ 4년)

탈탄소화 정책 지원 확대

각국의 기후 프레임워크는 첨단 원자로에 대한 직접 조달 의무와 연구개발 공동 투자로 구체화되고 있습니다. 미국 에너지부(의 Advanced Reactor Demonstration Program)는 비경수로 설계에 30억 미국 달러를 초과하는 비용분담형 자금을 배정했으며, 용융염 원자로(MSR) 개발 기업들이 주요 수혜 대상에 포함되었습니다. 2024년 7월 법제화된 ADVANCE Act는 원자력규제위원회(Nuclear Regulatory Commission)의 위험정보 기반 인허가 개혁을 도입했으며, 비경수로 신청자의 사전 신청 심사 기간을 약 25% 단축했습니다.

유럽에서는 유럽연합 집행위원회의 넷제로산업법(Net Zero Industry Act)이 첨단 원자력을 전략적 기술 분야로 지정해 적격 MSR 프로젝트 개발 기업이 EU 주권기금(EU Sovereignty Fund)의 금융 메커니즘에 접근할 수 있도록 했습니다.^{[3]유럽연합 집행위원회, ec.europa.eu 번역:} 이러한 프레임워크는 종합적으로 자본 위험 프로파일을 낮추고 해당 부문에서 투자 가능한 프로젝트의 범위를 확대하고 있습니다.

높은 효율 및 안전성 이점

용융염 원자로는 액체 연료 또는 냉각재를 사용하고 대기압에 가까운 압력에서 작동하므로, 가압 경수로(LWR) 설계에 내재된 냉각재 상실 사고 위험을 제거합니다. 300~350°C인 기존 경수로와 비교해 600~750°C의 작동 온도는 45~50%의 열역학적 효율을 달성하며, 이는 현재 원전의 33~34%를 웃도는 수준입니다.^{[4]OECD 원자력기구, oecd-nea.org 번역:}

이러한 효율 차이는 직접적인 상업적 의미를 갖습니다. 2025년에 형성된 산업용 열 가격을 기준으로 MSR급 고온 열은 철강, 시멘트 및 화학 제품 생산 기업의 탈탄소화 비용을 대체 저탄소 열원보다 약 15~20% 낮출 수 있습니다. 동결 플러그 수동 배출 메커니즘을 비롯한 수동안전 특성은 보험사의 위험 수용 요건을 추가로 완화해 프로젝트 금융 협의를 용이하게 했습니다.

산업용 열 응용 분야 수요 증가

산업 공정 열은 전 세계 최종 에너지 소비의 약 20%를 차지하며, 이 수요의 약 3분의 2는 400°C를 초과하는 온도를 필요로 합니다. 이는 MSR이 제공할 수 있는 범위이지만 경수로 또는 대부분의 재생에너지 대체 기술로는 충족하기 어려운 수준입니다. 철강 부문만 해도 연간 1,400TWh를 초과하는 고온 열을 소비하고 있으며, MSR 개발 기업들은 상용화 전 공급 협의를 통해 이러한 수요에 적극적으로 대응하고 있습니다.^{[5]세계원자력협회, world-nuclear.org 번역:}

OECD 회원국 전반에서 탄소 가격 책정 메커니즘이 성숙함에 따라 고온 산업 탈탄소화 비용이 상승할 전망이며, 이에 따라 MSR은 천연가스 연소 공정 열을 대체하는 비용 경쟁력 있는 방안으로 점차 부상할 것입니다. Terrestrial Energy의 IMSR-400은 400~600°C 범위의 전용 공정 열 공급 계약을 체결하기 위해 북미 산업 고객들과 사전 FEED 논의를 진행하고 있습니다.

글로벌 에너지 안보 우려 증가

2022~2024년 동안 발생한 지정학적 혼란으로 여러 주요 경제국에서 에너지 수입 의존도를 재평가하게 되었으며, 이에 따라 MSR을 비롯한 안정적인 자국 내 전력원이 전략적 우선순위로 부상했습니다. 일본 정부의 GX(녹색 전환) 전략은 첨단 원자로 개발을 국가 안보의 필수 과제로 지정했으며, 경제산업성(METI)은 2025 회계연도에 첨단 원자력 연구개발(R&D)에 1,500억 엔을 배정했습니다.^{[6]IEEE Spectrum, ieee.org 번역:}

영국의 Great British Nuclear 이니셔티브는 첨단 원자력을 우선 기술로 지정했으며, 2050년까지 최대 24GW의 신규 원자력 발전 용량을 확보한다는 정책 목표를 제시했습니다.^{[7]영국 정부, gov.uk 번역:} 중동 전역에서는 사우디아라비아의 국가 원자력 에너지 프로젝트가 Vision 2030의 전력 다변화 프로그램의 일환으로 첨단 원자로 도입을 위한 범위 설정 연구를 시작했으며, 평가 대상 원자로 설계 중 하나로 MSR도 포함되어 있습니다.

주요 과제

제약 요인 영향 분석

과제	CAGR 전망에 미치는 영향(약, %)	지역별 관련성	영향 기간
규제 승인 및 인허가 지연	-10%	북미, 유럽, 캐나다	단기(2년 이하)
높은 초기 개발 자본 비용	-8%	글로벌	중기(2~4년)

최근의 개혁 노력에도 불구하고 MSR 설계의 규제 승인 절차는 단기 상용화를 가로막는 가장 중대한 병목 요인으로 남아 있습니다. NRC의 비경수로(non-LWR) 설계를 대상으로 한 기술 포괄적 심사 절차는 여전히 수년에 걸친 사전 신청 협의를 요구하며, 일반적으로 최초 규제 신청부터 건설 승인까지 8~12년이 소요됩니다. 캐나다에서는 CNSC의 첨단 원자로 공급자 설계 검토 절차에 아직 MSR 전용 규제 경로가 포함되어 있지 않아, 각 개발업체가 기본 원칙에 기반한 새로운 안전성 입증 자료를 마련해야 합니다.^{[8]캐나다 원자력안전위원회, nuclearsafety.gc.ca}

이로 인한 2차 효과는 자본의 전환입니다. 장기화된 인허가 일정에 대응하는 투자자는 복리로 적용되는 할인율에 직면하게 되며, 이에 따라 상당히 높은 내부수익률(IRR) 기준을 요구받게 됩니다. 그 결과 초기 단계 프로젝트 개발업체가 이용할 수 있는 자금 조달 풀이 축소됩니다.

높은 초기 개발 자본 비용

최초 실증형(FOAK) 용융염 원자로(MSR) 실증 플랜트는 성숙한 원자력 또는 기존 에너지 기술과 크게 다른 자본비용 구조를 갖습니다. 상용화 이전 단계의 MSR 시스템은 FOAK 기준으로 단위당 15억~25억 미국 달러의 비용이 소요될 것으로 추정됩니다. 이는 비반복 엔지니어링 비용, 신규 소재 인증 요건, 고온 합금 및 특수 염 처리 장비를 위한 표준화된 공급망의 부재를 반영합니다.

OECD 원자력기구(NEA)의 분석에 따르면, 후속 호기형(NOAK) 첨단 원자로의 비용은 공급망이 성숙하고 여러 호기에 걸쳐 인허가 비용이 상각되면서 FOAK 대비 40~60% 감소할 수 있습니다. 이러한 전환이 이루어질 때까지 MSR 개발업체는 상용화 격차를 해소하기 위해 지속적인 정부 공동투자에 구조적으로 의존할 수밖에 없습니다.

용융염 원자로 시장 동향

첨단 원자력에 대한 투자 증가

에너지 안보와 탈탄소화 목표가 일관된 국가 정책 체계로 결집하면서, 2022~2025년 동안 첨단 원자력 기술에 대한 정부 주도 투자는 구조적 전환점에 도달했습니다. 미국 에너지부(DOE)의 첨단 원자로 실증 프로그램(ARDP)은 비경수로(non-LWR) 실증 사업에 30억 미국 달러를 초과하는 비용분담 방식의 자금을 투입했으며, Kairos Power는 ARDP 위험 저감 지원을 확보해 자사의 Hermes 불화물 냉각 고온 원자로(FHR)를 위한 엔지니어링 및 미국 원자력규제위원회(NRC) 인허가 절차에 자금을 조달했습니다.^{[9]미국 에너지부, energy.gov} 이후 Kairos는 계획된 상업용 FHR 원자로군에서 전력을 공급받기 위해 Google과 전력구매계약을 체결했으며, 이는 전 세계적으로 최초의 유틸리티 규모 MSR 전력 인수 계약 중 하나입니다.

2026년 1분기에 12개국의 첨단 원자로 프로젝트 책임자 85명을 대상으로 실시한 당사의 1차 조사에서 74%는 현재 개발 일정의 주요 촉진 요인으로 정부 공동투자를 꼽았습니다. 이는 2030년 이후까지 시장 확장 속도가 민관 금융 구조에 의해 결정될 것임을 보여줍니다. 더욱 중요한 변화는 민간 투자가 이제 기술 실증이 아니라 규제 이정표를 기준으로 움직이고 있다는 점입니다. 이는 자본시장이 초기 형성 단계에 있는 프로젝트 금융 자산군으로 MSR을 다루기 시작했음을 의미합니다.

이러한 기술 위험의 재평가는 해당 부문이 실증에서 상용 배치로 전환하기 위한 필수 전제조건이며, 현재 시장 사이클에서 가장 중요한 구조적 변화 중 하나입니다. 데이터에 따르면 2035년 이전에 2~3개의 개발업체가 상용화 기준을 통과할 가능성이 있으며, 이에 따라 현재의 분산된 경쟁 구도가 크게 재편될 전망입니다.

청정 기저부하 에너지 수요 증가

변동성 재생에너지의 구조적 한계, 즉 장주기 에너지 저장 없이 대규모로 안정적이고 급전 가능한 발전 용량을 확보하기 어렵다는 점이 MSR의 상업적 중요성을 전문 연구 분야를 넘어 확대하고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)의 「세계 에너지 전망 2025」는 선진국이 2040년까지 1,500GW를 초과하는 추가 안정적 저탄소 발전 용량을 필요로 할 것으로 추정했으며, 첨단 원자력을 풍력과 태양광만으로는 대체할 수 없는 핵심 기여원으로 지정했습니다. MSR은 높은 열역학적 효율, 연료 유연성 및 수동안전성을 결합해 이러한 안정적 발전 용량의 격차에 직접 대응합니다.

구체적인 상업화 사례로는 Terrestrial Energy와 Ontario Power Generation의 협력을 들 수 있습니다. IMSR-400은 기존 경수로(LWR) 부지와의 공동 입지를 통해 기저부하 용량을 제공하고, 원자로 개보수에 따른 가동 중단 기간에도 전력을 공급하는 방안을 평가받고 있습니다. 이를 통해 새로운 송전망을 구축하지 않고도 추가적인 전력망 수요에 대응할 수 있습니다. OECD 원자력기구(NEA)는 반복 제작 기준에서 첨단 원자력 기술의 균등화 발전비용(LCOE)이 80~120미국 달러/MWh로 추정되며, 공급 확실성을 조정한 기준에서 해상풍력과 경쟁할 수 있고 탄소 가격이 적용되는 시장에서는 피크 발전용 가스보다 훨씬 낮을 것으로 전망합니다.

근본적인 성장 요인은 구조적입니다. OECD 전력시장에서 석탄발전소 폐쇄가 가속화되고 배터리 저장 비용으로는 전력망 규모에서 여러 날 동안 안정적인 용량을 제공하기에 아직 충분하지 않은 상황에서, MSR은 장기 연구 옵션에서 탄소 감축 목표와 공급 신뢰성 의무를 보유한 전력회사에 필요한 단기 조달 수단으로 역할이 전환되고 있습니다.

모듈형 원자로 도입으로의 전환

현장에서 맞춤형으로 건설하는 방식이 아니라 공장에서 제작한 원자로 모듈을 현장에서 조립하는 모듈형 도입 모델이 상업적 traction을 확보하고 있습니다. 이는 MSR 개발업체들이 대규모 맞춤형 원자력 건설에서 발생해 온 비용 초과와 일정 지연 패턴을 극복하려는 움직임과 맞물려 있습니다. Kairos Power의 상업용 KP-FHR은 140 MWe 규모의 모듈 단위로 설계되어 전력회사의 조달 주기에 맞춘 단계적 용량 증설을 가능하게 하며, 의사결정 단위별 자본 투입도 줄입니다.

Copenhagen Atomics의 토륨 연료 기반 MSR 설계는 단위당 공장 제작 리드타임이 36개월 미만인 100MW 모듈형을 목표로 합니다. 이러한 일정 기준이 검증될 경우 원자력 프로젝트 제공 경제성에 획기적인 변화를 가져올 수 있습니다. IEEE Spectrum은 2024년 분석에서 다중 유닛 도입이 확대됨에 따라 장비, 교육 및 공급망 투자 비용이 분산되면서 모듈화가 후속 유닛마다 첨단 원자로 초도 제작 엔지니어링 비용을 20~30% 낮출 수 있다고 추정했습니다.

ADVANCE Act는 표준화된 설계 심사를 허용하는 조항을 통해 NRC의 승인을 받은 모듈형 설계를 각 부지별 전체 범위 심사 주기 없이 여러 부지에 복제할 수 있도록 하여, 원자로 fleet이 확대될수록 유닛당 인허가 비용을 낮춥니다. 표준화된 공장 제작과 간소화된 연속 인허가를 결합하는 방식은 2030~2040년 기간에 MSR이 기존 발전 기술과 비용 측면에서 동등한 수준에 도달할 수 있도록 하는 가장 지속적인 구조적 경로입니다.

용융염 원자로 시장 분석

원자로 유형별

열중성자 용융염 원자로(TMSR)

열중성자 용융염 원자로 부문은 2025년 MSR 시장의 42%를 차지해 가장 큰 비중을 보유하고 있으며, 2035년까지 연평균성장률(CAGR) 16.8%로 확대될 전망입니다. 이는 모든 원자로 유형 부문 가운데 가장 높은 성장률입니다. TMSR은 불화물 기반 염 시스템, 일반적으로 FLiBe(플루오린화리튬-플루오린화베릴륨)를 사용해 열중성자를 감속하고 연료를 운반하며, 600~700°C의 운전 온도와 대기압에 가까운 압력에서 작동합니다. 이러한 구성은 전 세계적으로 가장 활발한 첨단 상용화 활동을 유치해 왔습니다.

Kairos Power의 KP-FHR은 FLiBe로 냉각되는 고체 TRISO 페블 연료를 사용하며, 미국 테네시주 오크리지에 건설되는 35 MWth 규모의 Hermes 실증 원자로에 대해 NRC의 건설 승인을 받았습니다. 이는 40여 년 만에 미국에서 발급된 최초의 비경수로(LWR) 건설 허가입니다.중국의 TMSR-LF1은 간쑤성 상하이응용물리연구소가 개발한 2 MWth급 액체 연료 실험용 원자로로, 2024년에 초기 운전 시험 단계를 완료하면서 세계에서 운전 중인 액체 연료 MSR 시스템 중 하나가 되었습니다.^{[10]국제원자력기구, iaea.org 번역:} 세계 최대 경제권 두 곳에서 진행되는 이러한 병행 프로그램은 전망 기간에 진입하는 TMSR이 상업적으로 가장 우세한 MSR 설계라는 점을 확인해 줍니다.

고속 용융염 원자로(FMSR)

고속 용융염 원자로 부문은 2025년 전 세계 MSR 시장 점유율의 28%를 차지했으며, 2035년까지 연평균성장률(CAGR) 12.2%로 성장할 전망입니다. FMSR은 일반적으로 염화나트륨 또는 염화마그네슘 혼합물을 사용하는 염화물염 시스템을 기반으로 고속 중성자 스펙트럼에서 운전되며, 열중성자 설계에 비해 악티나이드 변환 효율을 높이고 폐기물 부피를 줄일 수 있습니다. DOE가 ARDP를 통해 공동 자금을 지원한 TerraPower의 용융염화물 고속 원자로(MCFR)는 전 세계에서 가장 진전된 FMSR 프로그램으로 평가됩니다. 이 원자로의 핵심 기술적 특징은 재처리한 사용후핵연료를 주요 투입 원료로 활용할 수 있다는 점입니다.

Elysium Industries도 발전과 함께 폐기물 변환을 추진하는 독자적인 중성자 경제성 최적화 기술을 적용한 용융염화물 원자로를 개발하고 있습니다. Argonne National Laboratory와 Oak Ridge National Laboratory에서 진행 중인 소재 적격성 평가 프로그램은 FMSR 상용화를 역사적으로 제약해 온 핵심 기술 요인인 염화물 화학 환경의 부식 관리 격차를 체계적으로 줄이고 있습니다. FMSR 부문의 12.2% 연평균성장률은 발전과 원자력 폐기물 관리의 결합이라는 이중 상업적 가치를 반영하며, 통합 연료주기 솔루션을 모색하는 시장에서 이러한 가치 제안은 정책적 프리미엄을 확보하고 있습니다.

용융염 증식로(MSBR)

용융염 증식로 부문은 2025년 18%의 시장 점유율을 기록했으며, 연평균성장률 10.8%로 성장할 전망입니다. 이는 정의된 원자로 유형 가운데 가장 낮은 성장률입니다. MSBR은 소비하는 양보다 더 많은 핵분열성 물질, 일반적으로 토륨-232에서 유래한 우라늄-233을 생산하며, 전 세계적으로 우라늄보다 약 3~4배 풍부한 토륨 매장량을 활용해 장기적인 연료주기 지속가능성을 제공합니다. Flibe Energy와 Thorizon은 주요 상업용 MSBR 개발 기업이며, Thorizon은 Th100 모듈형 MSBR 설계에 대해 네덜란드 원자력 안전 및 방사선방호청과 공식 규제 협의를 진행하는 단계로 나아가고 있습니다.

이 부문의 상대적으로 낮은 성장률은 규제 개발 경로가 장기화되는 데 따른 것입니다. 토륨 기반 연료주기는 기존 규제 안전성 평가 자료에 포함되지 않은 새로운 소재 적격성 평가 데이터와 방사화학적 처리 검증을 필요로 합니다. 특히 인도와 브라질처럼 토착 토륨 매장량이 풍부한 국가에서 증식 능력이 지니는 장기적 전략 가치는 전망 기간 동안 이 부문에 대한 기관의 연구개발 투자를 뒷받침합니다.

기타

기타 원자로 유형 부문은 2025년 시장 점유율의 12%를 차지하며, 연평균성장률 11.8%로 성장할 전망입니다. 이 범주에는 TMSR, FMSR 및 MSBR 분류에 포함되지 않는 하이브리드 설계와 초기 단계 설계가 포함됩니다. Moltex Energy의 Stable Salt Reactor-Wasteburner(SSR-W)는 기존 피복관 내부에 용융염을 담은 고정형 연료 집합체를 사용해 원자로 내 염 처리의 복잡성을 줄이면서 저압 운전의 이점을 유지합니다. SSR-W는 캐나다 원자력안전위원회와 사전 인허가 협의를 적극적으로 진행하는 단계에 들어섰습니다.

Saltfoss Energy와 Natura Resources는 오프그리드 및 원격 산업 환경에서 틈새 전력 및 열 응용 분야를 목표로 하는 소형 염냉각식 설계를 추가로 발전시키고 있습니다. 대체 용융염 원자로(MSR) 아키텍처에 대한 활발한 규제기관 협의는 설계 접근법의 다양성이 이 분야의 구조적 강점임을 보여줍니다. 이를 통해 여러 경로에서 상업화를 병행할 수 있으며, 단일 기술의 상업적 실현 가능성 입증 여부에 대한 업계의 의존도도 낮아집니다.

용도별

발전

발전은 2025년 용융염 원자로(MSR) 시장의 45%를 차지하는 지배적인 용도 부문이며, 2035년까지 연평균성장률(CAGR) 20.2%로 성장할 전망입니다. 이는 모든 용도 부문 가운데서도 가장 높은 성장률에 해당합니다. 이러한 성장 경로는 석탄 단계적 폐지와 경수로(LWR) 수명 연장 프로그램을 동시에 추진하는 시장에서 MSR이 기저부하 발전을 대체할 후보 기술로 자리 잡고 있음을 반영합니다. 업계 데이터에 따르면 2024년부터 2035년까지 전 세계 전력 수요는 50% 이상 증가할 전망이며, 첨단 원자력은 안정적으로 공급할 수 있고 필요에 따라 출력을 조절할 수 있는 저탄소 발전 용량을 통해 이러한 수요를 충족하는 데 핵심적으로 기여할 기술로 평가됩니다.

이 부문의 20.2% 연평균성장률은 전망 기간 동안 OECD 전력 시장 전반에서 기술 리스크 완화 이정표, 전력회사의 조달 활동 및 유리한 탄소 가격 동향이 맞물린 결과입니다.

연구개발

연구개발 부문은 2025년 시장 점유율 30%를 기록했습니다. 이는 대부분의 MSR 기술이 아직 상용화 전 단계에 있으며, 정부 지원 기관 연구 프로그램에 시장 가치가 집중되어 있음을 반영합니다. 이 부문은 연평균성장률 7.2%로 성장할 전망이며, 이는 모든 용도 부문 가운데 가장 낮은 수준입니다. 이러한 전망은 순수 연구 예산에서 프로젝트 개발 및 배치로 자본이 점진적으로 재배분되는 흐름과 일치합니다.

미국의 오크리지 국립연구소, 스위스의 파울 셰러 연구소, 네덜란드의 델프트 원자로 연구소를 비롯한 국가 연구소 프로그램은 전 세계적으로 MSR 인허가 신청의 기반이 되는 소재 적격성 평가, 염 화학 특성 분석 및 안전성 분석을 지속적으로 주도하고 있습니다. 연구개발 시장 점유율의 상대적인 둔화는 구조적으로 긍정적인 현상이며, 이는 이 분야가 과학 연구 지출 중심에서 엔지니어링 및 상업적 자본 투입 중심으로 성숙하고 있음을 의미합니다.

산업 공정 열

산업 공정 열은 가장 빠르게 성장하는 용도 부문으로, 2025년 시장 점유율 9%를 기반으로 2026년부터 2035년까지 연평균성장률 22.1%로 성장할 전망입니다. MSR은 600~900°C 범위의 고온 열을 높은 설비 이용률로 지속적으로 공급할 수 있어, 현재의 배터리 및 전력전자 비용 수준에서 전기화만으로는 경제적으로 충족하기 어려운 핵심 탈탄소화 격차를 해소할 수 있습니다. 전 세계적으로 철강, 시멘트 및 화학 부문은 400~900°C 범위에서 연간 2,100TWh를 초과하는 열 수요를 합산해 차지하며, 이 가운데 현재 저탄소 대안에서 공급되는 비중은 2% 미만입니다.

2025년 하반기에 북미와 유럽 전역의 산업 에너지 관리자 38명을 대상으로 실시한 인터뷰에 따르면, 67%는 MSR 개발업체가 600°C급 열 공급과 착수 지시 후 12개월 이내 설치 준비가 가능한 일정을 제시할 경우 조달 논의를 진행할 의향이 있다고 답했습니다. 이는 상용화 전 열 공급 프로그램을 보유한 개발업체에 중요한 상업적 신호입니다. 이 부문의 22.1% 연평균성장률은 산업 공정 열을 단기에서 중기적으로 상업적 역동성이 가장 높은 용도 부문으로 자리매김하게 합니다.

수소 생산

수소 생산 부문은 2025년 MSR 시장 규모의 6%를 차지했으며, 2035년까지 연평균성장률(CAGR) 21%로 성장할 전망입니다. MSR은 황-요오드(S-I) 사이클과 고온 증기 전기분해(HTSE)를 통한 열화학적 수소 생산에 기술적으로 적합합니다. 두 방식 모두 700~900°C의 연속적인 열 투입이 필요하며, 이는 MSR의 운전 범위 내에 충분히 포함됩니다. 미국 에너지부(DOE)와 아이다호 국립연구소(Idaho National Laboratory)가 공동으로 진행한 프로그램에서는 고온 열을 투입할 경우 HTSE 효율이 약 45%에 이르는 것으로 입증되었습니다. 이는 기존 알칼라인 또는 양성자 교환막(PEM) 전기분해의 25~30%보다 높은 수준입니다.

MSR과 수소 생산을 결합하면 하나의 플랜트 구성에서 급전 가능한 전력과 청정 수소를 함께 생산할 수 있어 프로젝트 경제성을 개선하고 수익 기반을 확대할 수 있습니다. Kairos Power와 Terrestrial Energy는 모두 이러한 특징을 상용 플랜트 설계 연구에 반영했습니다.

해양 및 해군 추진

해양 및 해군 추진 부문은 2025년 MSR 시장의 4%를 차지했으며, 2035년까지 연평균성장률 20.1%로 성장할 전망입니다. 미 해군은 첨단 수상 전투함에 적용할 수 있는 소형·고에너지 밀도 원자로 시스템에 관심을 보이고 있으며, 이에 따라 가압수형 해군 원자로에 비해 원자로 구획 설계의 구조적 요구사항을 줄일 수 있는 MSR의 저압 운전 특성이 다시 주목받고 있습니다. 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 염 냉각 소형 원자로에 대한 예비 설계 평가에 자금을 지원했으며, 상업용 선박 운영업체들은 장거리 화물선용 MSR 추진 시스템을 평가하고 있습니다. 연료비와 국제해사기구(IMO)의 2050년 배출 목표 준수 요건이 결합되면서 이러한 선박에 원자력 추진을 적용할 경제적 근거가 마련되고 있습니다.

Valar Atomics와 ThorCon International은 바지선 탑재형 및 선박 통합형 구성을 포함해 각각의 설계를 해양 배치 시나리오에 특화하는 개발업체입니다.

담수화

담수화 부문은 2025년 시장 점유율 3%로 정의된 용도 중 가장 작은 부문이며, 전망 CAGR은 3.7%로 모든 용도 중 가장 낮습니다. MSR 기반 담수화는 전력망 독립성과 고품질 공정 열이 경제성을 뒷받침하는 수자원 부족 및 탄화수소 수출 경제에서 상업적 관련성이 가장 높습니다. 이러한 지역에서는 원자로와 결합한 다중효용 증류 또는 다단 플래시 방식의 담수 생산이 비용 경쟁력을 확보할 수 있습니다. 사우디아라비아의 킹 압둘라 과학기술대학교는 첨단 원자로 결합형 담수화에 대한 타당성 평가를 발표했으며, 500°C를 초과하는 공정 열은 경수로(LWR) 기반 방식보다 효율 측면에서 유리한 것으로 나타났습니다.

기타

MSR 용도 시장의 나머지 3%는 지역난방, 합성연료 생산 및 우주 전력 시스템 용도를 포함하며, 연평균성장률 12%로 성장할 전망입니다. 북유럽 국가에서는 고온 열병합발전 구성을 통해 MSR의 높은 운전 온도를 활용하고, 한계 배출량을 거의 0에 가깝게 유지하면서 지역 에너지 네트워크에 열을 공급하는 지역난방 활용 사례가 평가되고 있습니다. 유럽연합 집행위원회의 Horizon Europe 프로그램은 첨단 원자력 열병합발전 연구 트랙에 따라 핀란드와 체코의 MSR 기반 지역 에너지 시스템에 대한 타당성 연구에 자금을 지원했습니다.

지역별

북미 용융염 원자로 시장

북미는 2025년 글로벌 MSR 시장의 50.5%를 차지하며, 2035년까지 연평균성장률 16.1%로 확대될 전망입니다. 번역된 HTML:

미국은 DOE ARDP와 오크리지의 이스트 테네시 테크놀로지 파크에서 진행 중인 Kairos Power의 35 MWth Hermes FHR 건설에 대한 NRC 허가를 통해 역내 지배력을 확보하고 있습니다. 이는 1970년대 이후 발급된 최초의 비경수로 건설 허가로, 첨단 원자로 산업 전체에 더 광범위한 의미를 갖는 규제상의 이정표입니다. 캐나다는 CNSC를 통해 실질적으로 기여하고 있으며, CNSC에는 Terrestrial Energy(IMSR-400)와 Moltex Energy(SSR-W)의 공급업체 설계 검토 신청이 진행 중입니다. 또한 캐나다 정부의 SMR 실행계획에 따른 첨단 원자로 개발 준비 지원금 9억7,000만 캐나다 달러가 이를 뒷받침하고 있습니다.

온타리오는 캐나다 MSR 개발의 주요 배치 지역으로 선정되었으며, Terrestrial Energy의 IMSR-400은 기존 전력 인프라와의 공동 배치를 위한 사전 FEED 평가를 받고 있습니다. 주요 신흥국으로 지정된 멕시코는 첨단 원자력 발전 용량 확대를 위해 Comisión Federal de Electricidad의 주도 아래 범위 설정 평가를 시작했습니다. 여기에는 예비 기술 평가가 진행 중인 원자로 설계 유형 가운데 MSR 설계도 포함되어 있으며, 이는 멕시코의 2030년 청정에너지 목표와 증가하는 기저부하 발전 수요를 반영합니다.

유럽 용융염 원자로 시장

유럽은 2025년 전 세계 MSR 시장의 12.5%를 차지했으며, 지역의 강력한 정책적 지원과 개발업체 기반 확대에 힘입어 16.1%의 연평균성장률(CAGR)을 기록했습니다. 유럽연합 집행위원회의 넷제로산업법(Net Zero Industry Act)은 MSR을 포함한 첨단 원자력을 전략적 기술 범주로 지정하여, 프로젝트 개발업체가 EU 주권기금의 금융 메커니즘에 접근하고 해당 법률의 전략적 프로젝트 지정에 따른 신속한 인허가 혜택을 받을 수 있도록 했습니다. 영국에서는 Great British Nuclear 이니셔티브가 2024년에 첨단 원자력 기술을 우선 검토 대상으로 선정하면서 MSR 공급업체 참여를 위한 규제 선례를 마련했습니다. Copenhagen Atomics와 Thorizon은 모두 영국 원자력규제청(Office for Nuclear Regulation)의 일반 설계 평가(Generic Design Assessment) 체계에 따라 영국 원자력규제청과 사전 협의를 진행하고 있습니다.

프랑스 원자력·대체에너지위원회(CEA)는 2035년까지 50 MWth급 MSR 실증로를 목표로 ISAC 프로그램을 추진하고 있으며, 4,000만 유로의 확정 연구개발(R&D) 자금은 프랑스 산업 공급망을 뒷받침하는 정부 지원 기반을 제공하고 있습니다. 독일과 네덜란드는 유럽 전역의 MSR 규제 신청을 직접 지원하는 소재 검증 및 용융염 화학 연구 프로그램을 운영하고 있습니다. 한편 2,000만 유로의 시리즈 A 자금 지원을 받은 Naarea의 XAMR 프로그램은 프랑스 산업 생태계에서 상업화에 가장 근접한 소형 MSR 개발 프로젝트입니다.

아시아 태평양 용융염 원자로 시장

아시아 태평양 지역은 2025년 전 세계 MSR 시장 가치의 29.3%를 차지했으며, 중국, 한국, 일본, 인도의 국가 주도 원자력 확대 프로그램에 힘입어 가장 빠르게 성장하는 지역 시장으로 평가됩니다. 중국과학원 산하 상하이응용물리연구소가 주도하는 중국의 TMSR 프로그램에서는 간쑤성 우웨이에서 TMSR-LF1 실험로가 가동 중입니다. 또한 중국의 에너지 제14차 5개년 계획에는 373 MWth급 상업 규모 후속 발전소인 TMSR-LF2가 포함되어 있으며, 이는 전 세계에서 상업 규모 MSR 프로젝트에 대해 정부가 승인한 최초의 사례입니다.

한국원자력연구원(KAERI)은 정부의 제10차 장기 전력수급 기본계획에 따라 염 화학 및 소재 연구 프로그램을 활발히 운영하고 있습니다.

용융염 원자로 시장 점유율

용융염 원자로 산업은 단일 기업이 지배적 지위를 차지하지 않는 분산된 경쟁 구조가 특징입니다. Kairos Power는 미국에서의 선도 진입자 지위를 바탕으로 2025년 추정 시장 점유율 10.5%로 선두를 차지하고 있습니다.NRC 인허가와 Hermes 원자로의 건설이 진행 중이라는 점은 후발 진입자가 비슷한 일정으로 재현하기 어려운 구조적 우위입니다. 상위 5개 기업인 Kairos Power, Terrestrial Energy, Moltex Energy, Copenhagen Atomics, TerraPower가 시장의 37%를 합산해 차지하고 있으며, 나머지 63%는 약 15개의 추가 개발 기업 및 기관 연구 프로그램에 분산되어 있습니다.

시장 집중도는 전통적인 산업 기준으로 낮은 수준이며, 이는 해당 산업이 아직 상용화 이전 단계에 있음을 반영합니다. 현재 단계에서 경쟁 점유율은 가동 중인 발전소에서 발생하는 매출보다 확보한 정부 자금 규모, 규제 마일스톤 달성 여부, 고객 참여 수준을 주로 측정합니다. 경쟁 구도에서 더욱 중요한 차별화 요소는 인허가 진척도입니다. NRC 또는 CNSC의 사전 신청 마일스톤을 통과한 기업은 전력 유틸리티의 조달 담당자와 민간 투자자에게 신뢰를 제공하는 구조적 우위를 확보하고 있습니다.

TerraPower는 MCFR 프로그램을 통해 차별화된 경쟁적 입지를 확보하고 있습니다. MCFR 프로그램은 발전과 함께 원자력 폐기물 처리를 동시에 다루는 독특한 접근 방식으로, 연방 및 주 정부 차원의 정책 이해관계자에게 TerraPower의 매력을 높이고 있습니다. Terrestrial Energy는 전력 유틸리티 고객 참여에서 가장 앞선 진척도를 달성했으며, 캐나다와 미국의 전력 유틸리티 운영 기업들과 진행 중인 FEED 이전 논의는 단기적으로 실현 가능한 상업 파이프라인을 구축하고 있습니다. Copenhagen Atomics는 유럽의 대표적인 경쟁 기업으로 자리매김했으며, 유럽연합(EU)의 정책적 순풍을 활용하는 동시에 유럽의 산업용 열 및 전력망 수급 균형 시장에 적합한 모듈형 설계 철학을 채택하고 있습니다.

MSR 업계에서 7명의 베테랑 전문가로 구성된 패널은 2025년 4분기 연구 기간에 논의를 진행했으며, 2026~2030년의 경쟁 구도는 원자로 설계의 우수성보다 규제 마일스톤의 순서, 전력 유틸리티와의 오프테이크 계약 체결 및 이행, 특수 합금과 염 처리 장비를 위한 초기 공급망 개발에 의해 결정될 것이라는 데 의견을 모았습니다. 패널은 현재 상위 5위에 포함된 기업 중 2~3개가 2035년 이전에 최초 상업 운전을 달성할 것으로 추정했으며, 다른 여러 기업은 통합되거나 틈새 응용 시장을 목표로 전략을 전환할 가능성이 있다고 평가했습니다.

2022년 이후 인수·합병(M&A) 및 전략적 파트너십 활동이 더욱 활발해졌습니다. Southern Company와 TerraPower의 MCFR 공동 개발 파트너십은 전력 유틸리티 규모의 운영 기업들이 상용화 전환에 앞서 기술 접근성을 확보하기 위해 지분과 연계된 참여에 나서고 있음을 보여줍니다. MSR 염 처리 및 사용후핵연료 재처리에 직접 적용 가능한 첨단 연료주기 개발에 Orano가 참여하면서, 프랑스의 원자력 서비스 기업인 Orano는 광범위한 MSR 개발 기업 생태계에서 공급망 참여 기업이자 신뢰할 수 있는 전략적 인수 주체로 자리매김하고 있습니다.

용융염 원자로 시장의 주요 기업

용융염 원자로 산업에서 활동하는 주요 기업은 다음과 같습니다: Alpha Tech Research Corp, China National Nuclear Corporation, Copenhagen Atomics, Elysium Industries, Flibe Energy, Kairos Power, Moltex Energy, Naarea, Natura Resources, Orano, Saltfoss Energy, Southern Company, Stellaria, TerraPower, Terrestrial Energy, ThorCon International, Thorium Tech Solution (TTS), Thorizon, Transatomic Power, Valar Atomics.

Kairos Power는 2025년 시장 점유율 10.5%를 기록한 MSR 부문의 상업화 선도 기업입니다. KP-FHR 플랫폼은 FLiBe 냉각재와 TRISO 구형 연료를 사용해 기존 연료 기술과 염 냉각 원자로 설계의 열적·안전성 이점을 결합합니다. 테네시주 오크리지에 건설 중인 35 MWth급 Hermes 실증 원자로는 2020년대 후반 최초 임계 도달 목표를 순조롭게 추진하고 있으며, 상업용 플릿 제품인 KP-X는 140 MWe 단위의 증분형 모듈로 설계되었습니다. Kairos는 Google과 전력 구매 계약을 체결했으며, 이는 전 세계적으로 MSR급 기술에 대해 체결된 최초의 확정적 상업용 전력 오프테이크 약정 중 하나입니다.

Terrestrial Energy는 약 195 MWe에 해당하는 출력을 목표로 유틸리티 규모의 전력 생산과 고온 공정열을 공급하는 400 MWth급 일체형 용융염 원자로 IMSR-400을 개발하고 있습니다. 이 회사는 캐나다 원자력안전위원회(CNSC) 공급자 설계 검토의 1단계를 완료했으며, 북미 전력 및 산업 부문의 파트너들과 사전 기본설계(FEED) 단계에 관한 협의를 진행하고 있습니다. IMSR-400은 1차 열교환기를 원자로 용기 내부에 배치하는 일체형 설계를 적용해 외부 염 순환 회로의 복잡성을 줄이고 유지보수 물류를 간소화합니다.

TerraPower는 Southern Company Services와 협력해 용융염화물 고속로(MCFR)를 개발하고 있으며, 미국 에너지부(DOE)의 첨단 원자로 실증 프로그램(ARDP)을 통한 공동 자금 지원을 받고 있습니다. MCFR의 고속 중성자 스펙트럼은 악티나이드 연소를 가능하게 하며, 장수명 핵폐기물을 수명이 더 짧은 방사성 동위원소로 전환하면서 전력을 생산합니다. 이는 에너지 생산과 핵폐기물 관리 정책 목표를 동시에 겨냥하는 이중 가치 제안입니다. TerraPower는 2025년 11월 MCFR에 대한 공식적인 미국 원자력규제위원회(NRC) 사전 신청 검토 요청서를 제출했으며, 이를 통해 염화물 기반 고속로에 대한 NRC의 기술 포괄적 인허가 체계를 개시했습니다.

Moltex Energy는 안정형 염 원자로-폐기물 연소기(SSR-W)를 개발하고 있습니다. SSR-W는 순환형 액체 연료 설계와 달리 고정형 용융염 연료 요소를 사용하며, 주요 원료는 재처리된 CANDU 원자로 사용후핵연료입니다. 이에 따라 SSR-W는 CANDU 원자로 부지에 축적된 사용후핵연료 문제를 직접 해결하는, 캐나다 원자력 시장 내에서 구체적인 가치 제안을 형성합니다. SSR-W는 2024년 10월 CNSC 공급자 설계 검토 1단계 평가에서 긍정적인 결과를 받았습니다.

Copenhagen Atomics는 유럽을 대표하는 MSR 개발 기업으로, 공장 제작을 기본 철학으로 삼고 36개월 이내의 원자로 모듈 납품 기간을 목표로 토륨 연료 기반 모듈형 원자로를 개발하고 있습니다. 이 회사의 상업 전략은 유럽의 산업용 열 및 청정 전력 시장을 중심으로 하며, 2026년 1월 유럽 전력 유틸리티 컨소시엄과 체결한 400 MW 규모의 MSR 산업용 열 시설 관련 전략적 파트너십은 최초로 체결한 상업적 협력 framework입니다.

Flibe Energy는 액체 불화물 토륨 원자로(LFTR) 개념에 주력하고 있습니다. LFTR은 MSBR의 변형으로, 작은 설치 면적과 원격 또는 이동식 배치에 적합한 특성으로 인해 미국 국방 및 정보기관의 관심을 받고 있습니다. 이 회사는 주로 정부 연구 계약을 기반으로 운영되며, 주류 유틸리티 시장을 벗어난 특수 용도를 대상으로 하고 있습니다.

Elysium Industries는 전력 생산과 핵폐기물 핵변환을 목표로 하는 용융염화물 원자로를 개발하고 있으며, 캐나다와 미국에서 초기 단계의 규제 협의를 진행하고 있습니다.

ThorCon International은 동남아시아의 도서 및 연안 시장에 바지선 탑재 방식으로 배치하도록 설계된 토륨 기반 모듈형 MSR을 개발하고 있으며, 인도네시아는 잠재적 배치를 위한 예비 부지 및 규제 범위 검토를 진행하고 있습니다.

Orano는 MSR 연료주기 운영의 핵심 요소인 염 처리 및 핵연료 재처리 역량을 바탕으로 전략적인 공급망 지위를 확보하고 있으며, MSR 생태계에서 공급망 파트너이자 잠재적인 전략적 인수 기업으로 자리매김하고 있습니다.

Southern Company는 New Nuclear Development 사업부를 통해 TerraPower의 MCFR 프로그램 공동 개발 파트너로서 유틸리티 부문의 전문성과 전력망 통합 역량을 제공하고 있으며, 첨단 원자력 상용화에서 유틸리티 기업과 개발 기업 간 협력 모델을 제시합니다.

Thorizon(네덜란드), Thorium Tech Solution / TTS(일본), Saltfoss Energy(덴마크), Stellaria는 유럽과 아시아에서 확대되고 있는 개발사 기반을 대표하며, 각 기업은 지역별 규제기관과의 협력 전략을 차별화한 설계 변형을 발전시키고 있습니다. Natura Resources, Alpha Tech Research Corp., Transatomic Power, Valar Atomics는 해상 추진, 동위원소 생산, 첨단 연료주기 연구 등 특정 응용 분야의 틈새시장에 집중하는 초기 단계 조직으로 시장 구도를 구성하고 있습니다.

당사가 2026년 1분기에 첨단 원자력 조달 및 개발 책임자 210명을 대상으로 실시한 조사에 따르면, 58%는 용융염 원자로(MSR) 기술 파트너십을 평가할 때 규제 마일스톤 달성을 가장 중요한 경쟁 차별화 요인으로 평가했습니다. 이는 설계 성능, 재무 건전성, 경영진의 실적보다 높은 순위입니다. 이러한 결과는 상용화 이전 MSR 시장에서 인허가 진전이 결정적이고 지속적인 경쟁 우위를 제공한다는 점을 보여줍니다.

용융염 원자로 산업 뉴스

• 2026년 5월: Kairos Power는 테네시주 오크리지의 Hermes 실증 원자로 부지에서 FLiBe 염 시스템 구성요소에 대한 최초 제조 적격성 검증을 완료했다고 발표했습니다. 또한 구조용 콘크리트 타설 마일스톤을 당초 예상 일정보다 앞서 달성했으며, 이는 광범위한 MSR 공급망의 소재 및 건설 관련 위험을 낮추는 중요한 계기가 되었습니다.
• 2026년 3월: 미국 에너지부는 첨단 원자로 실증 프로그램 2단계에 따라 9억 미국 달러를 추가 배정한다고 발표했습니다. 이에 따라 건설 준비 및 사전 인허가 단계에 있는 MSR 프로그램을 비롯해 비경수로 개발사도 자금 지원 대상에 포함되었습니다.
• 2025년 11월: TerraPower는 자사의 용융염화물 고속로(MCFR)에 대해 미국 원자력규제위원회(NRC)에 공식 사전 신청 검토 요청서를 제출했습니다. 이는 염화물 기반 고속로에 대한 NRC의 기술 포괄적 인허가 체계 평가를 개시한 것으로, NRC 역사상 이러한 유형의 첫 제출입니다.
• 2025년 9월: 캐나다 원자력안전위원회는 첨단 원자로 인허가를 위한 규제 지침을 개정해 발표했습니다. 여기에는 액체 연료형 용융염 원자로(MSR) 설계를 구체적으로 다룬 최초의 조항이 포함되었으며, Terrestrial Energy와 Moltex Energy가 제출한 활발한 공급업체 설계 검토 요청에 직접 대응한 조치입니다.
• 2025년 4월: Thorizon은 Th100 모듈형 용융염 증식로(MSBR)의 설계 개발 단계에 대해 네덜란드 연구위원회(NWO)와 산업계 공동 자금 지원 파트너로부터 총 1,500만 유로의 공동 보조금을 받았습니다. 이와 동시에 네덜란드 원자력안전·방사선방호청(ANVS)과의 공식 사전 협의도 시작되었습니다.
• 2024년 7월: Kairos Power는 East Tennessee Technology Park의 Hermes 원자로 부지에서 최초로 구조용 콘크리트 기초를 타설했습니다. 이는 1980년대 이후 미국에서 처음으로 실제 원자력 건설이 시작된 사례이며, 2023년 12월 발급된 NRC 건설 허가의 유효성을 입증했습니다.
• 2024년 1월: TerraPower와 Southern Company Services는 용융염화물 고속로의 초기 도입자 규제 협력 프로그램과 관련한 최초의 기술 문서를 미국 NRC에 제출했습니다. 이로써 NRC의 비경수로 규제 체계에 따라 최초의 염화물염 고속로 설계에 대한 NRC 검토가 공식적으로 시작되었습니다.

집중도 점수

용융염 원자로 시장의 집중도 점수는 10점 만점에 3점으로, 경쟁 구도가 매우 세분화되어 있음을 보여줍니다. 상위 5개 기업의 합산 시장 점유율은 37%에 불과하며, 단일 개발업체의 점유율도 10.5%를 넘지 않습니다. 이는 15개 이상의 조직이 여러 규제 관할권에서 서로 다른 원자로 설계를 개발하고 있는 상용화 이전 기술 부문의 특징과 일치합니다.

용융염 원자로 시장 조사 보고서는 다음 부문에 대해 2022년부터 2035년까지 “10억 미국 달러” 단위의 매출 기준 시장 추정 및 전망을 포함한 심층적인 산업 분석을 제공합니다.

시장, 원자로 유형별

• 열중성자 용융염 원자로(TMSR)
• 고속 용융염 원자로(FMSR)
• 용융염 증식로(MSBR)
• 기타

시장, 용도별

• 발전
• 산업 공정 열
• 수소 생산
• 담수화
• 연구개발
• 해양 및 해군 추진
• 기타

시장, 연료별

• 토륨 기반
• 우라늄 기반
• 플루토늄/혼합 산화물(MOX)

시장, 최종 용도별

• 전력 유틸리티 및 독립 발전 사업자(IPP)
• 정부 및 국방
• 산업 운영업체
• 연구기관 및 대학
• 기타

위 정보는 다음 지역 및 국가를 대상으로 제공됩니다.

• 북미
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 영국
  • 프랑스
  • 독일
• 아시아 태평양
  • 중국
  • 인도
  • 일본
  • 한국
• 기타 지역