[이준기의 과·알·세]`청정에너지` 핵융합, 15년후 실현 기대감 ↑

민간주도 기술패권 경쟁 가속화
美·英·日 등 상용화 움직임 분주
5년새 관련스타트업 40곳 이상으로

한국핵융합에너지연구원 내 초전도핵융합연구장치(KSTAR) 전경. 핵융합연 제공

한국핵융합에너지연구원 내 토카막 방식의 초전도핵융합연구장치 내부 모습. 핵융합연 제공

장밋빛 미래 청사진으로 여겨졌던 핵융합에너지를 실현하기 위한 주요국과 기업들이 움직임이 빨라지고 있다. 핵융합 선도국들의 지속적인 연구개발과 민간 기업들의 발빠른 기술혁신, 국제핵융합실험로(ITER) 기반의 국제협력 확대 등을 통해 핵융합 상용화 시점이 당초 2050년대에서 2040년대 또는 2030년 후반에 실현될 수 있다는 기대감이 커지고 있다.

전문가들은 탄소중립과 AI혁명으로 촉발된 미래 전력 수요를 대비해 미래 청정에너지원으로 주목받고 있는 핵융합 상용화 한층 앞당겨지고, 민간 주도의 핵융합 생태계 성장 속에서 핵융합에너지 기술패권 경쟁이 더욱 가열될 것으로 전망했다.

핵융합 선도국인 미국은 지난 2022년 세계 최초로 레이저를 활용한 핵융합 점화에 잇따라 성공하면서 핵융합에너지 실현에 한 발 앞서는 등 국가 차원의 핵융합 상용화에 투자를 아끼지 않고 있다. 특히 미국의 경우 글로벌 빅테크 기업들이 핵융합 스타트업에 거액을 투자하면서 민간 주도의 핵융합 생태계로 넓혀가고 있는 게 가장 큰 특징이다. 재사용발사체 개발을 통해 민간 주도의 뉴스페이스 시대를 연 스페이스X처럼 핵융합 상용화 역시 민간 기업의 기술혁신을 통해 실현하고, 그 시기를 앞당기겠다는 전략적인 행보로 풀이된다.

이경수 인애이블퓨전 이사회 의장은 "스페이스X가 민간 주도의 우주시대를 열었던 것처럼 핵융합 상용화는 오롯이 기업이 할 수 밖에 없는 영역"이라며 "민관 협력에 바탕한 기업 주도의 핵융합 생태계가 활성화되고,기술 고도화 추세에 비춰볼 때 핵융합 상용화 시기는 2040년대로 앞당겨질 가능성이 크다"고 예상했다.

최근 들어 글로벌 핵융합 산업 생태계가 민간 주도로 전환되고 있음이 뚜렷하게 나타나고 있다. 핵융합산업협회(FIA)에 따르면 최근 5년간 핵융합 스타트업이 40개 이상으로 급증했으며, 주요국인 미국과 영국뿐 아니라 독일, 프랑스, 일본 등에서 민간 중심으로 창업이 빠르게 늘어나고 있다. 전 세계적으로 핵융합 스타트업이 투자받은 금액만 62억달러(한화 8조원)에 달한다.

실제, MS 창업자인 "핵융합에너지가 산업혁명보다 더 중요한 역할을 할 수 있다"며 소형 핵융합발전소 건설을 목표로 하는 커먼웰스 퓨전 시스템즈(CFS)에 대규모 투자를 진행했고, 샘 올트먼 오픈AI 의장도 "AI 기술의 막대한 에너지 수요를 해결하기 위해 핵융합에너지가 돌파구가 될 것"이라고 강조하며 핵융합 스타트업 헬레온에너지에 투자했다. 아마존 창업자인 제프 베이조스은 이들보다 앞서 캐나다에 있는 제너럴 퓨전에 투자하는 등 핵융합의 큰 손 역할을 하고 있다.

영국은 핵융합 상용화에 국가적 역량을 집중하고 있다. 현존하는 세계 최대 규모의 핵융합연구장치(JET)로 1983년 첫 플라즈마를 발생시킨 것을 시작으로, 지난 2월 핵융합에너지 생성 기록을 세우며 40년 간 임무를 마쳤다. 영국은 JET를 대체할 세계 최초의 핵융합 실증로 'STEP'을 2040년 완공을 목표로 부지 선정을 작업을 마쳤으며, 핵융합 상용화에 필수적인 핵융합 재료 연구시설과 삼중수소 저장시스템 등에 투자를 확대하고 있다.

일본은 최근 핵융합 발전의 실증 목표 시기를 2030년대로 제시하는 등 핵융합 상용화를 위해 ITER와 핵융합 연구개발을 지속적으로 추진하고 있다. 우리나라를 포함한 미국, 일본, 러시아 등 7개국이 공동 프로젝트로 추진하는 ITER는 당초보다 완공 시점이 2025년에서 2034년으로 미뤄졌지만, 민간의 기술개발 역량이 지속적으로 높아지면 그 간격을 메울 수 있을 것으로 예상된다.

우리나라도 지난 22일 정부 차원의 '핵융합에너지 실현 가속화 전략'을 통해 민간기업 협력으로 핵융합 상용화를 앞당기기 위한 도전적 목표를 제시했다.

남용운 핵융합연 KSTAR 연구본부장은 "한국은 2050년까지 핵융합에너지를 실증할 계획이었지만, 주요 부품 등의 기술 발전과 국내 핵융합 스타트업, 국내 제조기업의 제조 역량 강화 등이 더해지면 2040년대로 앞당길 수 있다"고 말했다.

bongchu@dt.co.kr