고리원전 맞먹는 핵융합발전 2050년대 상업화 길 열린다

과기부, 실증로 기본개념 의결
원료확보·안전기준 등 담겨
글로벌 핵융합 경쟁 출사표

정부가 차세대 에너지원으로 떠오르는 핵융합 에너지 개발을 가속화하기 위한 연구개발 추진 목표와 방향을 공개했다. 이를 통해 2050년대를 목표로 하는 핵융합 발전을 이룩한다는 계획이다. 핵융합 에너지는 원자핵이 서로 충돌해 더 큰 원자핵을 형성하면서 방출되는 에너지로, 태양 등에서 에너지를 생성하는 것으로 알려졌다.

23일 과학기술정보통신부는 이종호 장관 주재로 제18차 국가핵융합위원회를 개최하고 '핵융합 실현을 위한 전력생산 실증로 기본 개념' 안건 등을 심의·의결했다고 밝혔다. 실증로는 기술적·경제적으로 실용 가능성이 충분하다는 것을 입증하기 위해 만드는 원자로인데, 상업로 전 단계로 간주된다. 과기정통부 관계자는 "상업화로 이어질 수 있는 실증로의 최적 운영 목표와 설계 기준을 제시했다"며 "장기적 관점에서 핵융합 연구개발 목표와 방향을 설정하는 의미가 있다"고 설명했다.

이번에 발표된 실증로 기본 개념에는 전기 출력 기준, 설계 기준, 관리 체계 등이 포함됐다. 최대 전기출력 500㎿e 이상이라는 목표와 함께 40년 넘는 설계수명, 안전기준 지진 7.0 이상 등이 담겼다. ㎿e는 발전소의 순간 최대출력을 나타내는 단위로, 국내에서 운영 중인 원자력발전소 중 고리 2호기는 설비용량이 650㎿e다. 이와 더불어 핵융합 발전 연료로 사용되는 삼중수소를 확보하기 위해 유효 자급률 1 이상을 유지하는 방안도 언급됐다.

정부는 실증로 기본 개념을 바탕으로 상반기 중 산학연 전문가가 참여하는 '실증로 설계 태스크포스(TF)'를 구성하고 '핵융합 전력생산 실증로'에 대한 단계적 설계에 착수한다. 아울러 핵융합과 관련해 상대적으로 연구개발이 제대로 이뤄지지 않고 있는 공백기술을 확보하기 위해 연내에 장기 연구개발 로드맵을 수립할 계획이다.

앞서 한국핵융합에너지연구원은 지난 22일 핵융합 연구장치인 'KSTAR(케이스타)'를 공개했다. KSTAR는 핵융합 반응이 일어나도록 1억도 이상의 초고온 플라스마를 만들고 강력한 자기장을 이용해 가두는 자기밀폐형 핵융합 장치다.

1995년 개발을 시작해 2007년 완공된 KSTAR는 2016년 세계 최초로 고성능 플라스마 운전을 1분 이상 지속한 데 이어 2020년 1억도 운전 20초, 2021년 1억도 운전 30초를 달성하며 세계 기록을 세우고 있다. 이어 2026년 1억도 운전 300초 지속 등 장시간 운전을 검증할 방침이다.

[강민호 기자]