[Science] 수소연료 1g으로 석탄 8t 에너지 뽑아낸다고?

욕조 절반 바닷물 속 중수소
노트북 배터리 리튬만으로
한 가정이 30년 쓸 전기 생산

"무한하고, 청정하고, 효율 높고, 안전하다." 핵융합 에너지 특징을 간단히 언급한 내용이다. 현존하는 어떤 에너지도 이런 강점을 모두 갖추지는 못했다. 인류가 1950년부터 잦은 실패를 거듭하면서도 핵융합 에너지 연구를 포기하지 못한 이유다. 핵융합 발전을 위해 필요한 '연료'는 중수소와 삼중수소다. 중수소는 바닷물에서 쉽게 얻을 수 있다. 바닷물 1ℓ에는 0.03g의 중수소가 들어 있다. 바닷물이 지구 면적의 71%를 차지하고 있다는 것을 따져봤을 때는 사실상 무한한 양이다. 반면 삼중수소는 자연 상태에서 흔하지 않지만 핵융합로에서는 리튬을 분리해서 생성이 가능하다. 리튬은 노트북이나 휴대폰 배터리에서 흔히 사용되는 재료로 비교적 풍부하게 매장돼 있는 자원 중 하나다.

발전 과정에서 이산화탄소 등 온실가스를 전혀 발생시키지 않는 청정에너지이면서도 풍력, 태양광 등 다른 신재생에너지와 달리 환경적 영향을 받지 않는다는 점도 장점이다.

에너지 효율성 면에서도 타 에너지에 비해 월등하다. 핵융합 연구는 태양의 무한한 에너지를 동경한 과학자들이 지구상에 '인공태양'을 만들기 위해 추진하고 있는 초거대 프로젝트다. 태양 에너지는 우리의 상상을 초월한다. 태양이 단 1초 동안 뿜어내는 에너지는 지구의 모든 인류가 100만년을 쓰고도 남을 정도로 막대하다. 핵융합 연료 1g은 석유 8t에 해당하는 에너지를 생산한다. 가정에서 쓰는 욕조 반 분량의 바닷물에서 추출할 수 있는 중수소와 노트북 배터리 하나에 들어가는 리튬양만으로도 한 가정이 30년간 사용할 수 있는 전기를 만들어낸다고 보면 된다. 핵융합은 원자력보다도 더 높은 효율을 자랑한다. 우라늄-235 1㎏이 핵분열을 할 때 내놓는 에너지가 200억㎉ 정도인 반면, 수소 1kg이 핵융합을 할 때 내놓는 에너지는 1500억㎉로 7배가 넘는다.

원자력 발전이 폭발·방사능 누출 등 대형 사고 우려가 있는 반면 핵융합은 폭발 위험이 없어 안전하다. 핵융합 에너지에서도 일부 폐기물이 발생하지만 중저준위 수준의 폐기물만 발생한다. 한국핵융합에너지연구원 측은 "중저준위 폐기물의 경우 수십 년 정도의 보관 과정을 거치면 자연 상태로 되돌려 보내도 문제가 없다"고 설명했다.

[이새봄 기자]

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