섭씨 1억도 견뎌라…AI시대 차세대 에너지 '인공 태양' 뜬다 [팩플]

인공지능(AI)·전기차 시대의 폭증하는 전력 수요에 대응하기 위한 차세대 에너지로 핵융합 발전이 주목 받고 있다. 미국과 중국, 유럽이 상용화 경쟁을 벌이는 상황에서 한국은 글로벌 핵융합 발전 프로젝트에 동참하며 지분 확보에 나서고 있다.

대전 유성구 한국핵융합에너지연구원 특수실험동 내 핵융합 연구장치 '케이스타(KSTAR)'. 뉴스1

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무슨 일이야

한국핵융합에너지연구원과 국내 1호 핵융합 스타트업 인애이블퓨전은 8일 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈 파르나스 호텔에서 ‘퓨전 인더스트리 데이’를 열고 핵융합 에너지 상용화 방안에 대해 논의했다. 이번 행사에는 프랑스에서 세계 최대 규모로 건설 중인 국제핵융합실험로(ITER) 프로젝트의 피에르토 바라바스키 사무총장, 빌 게이츠가 투자한 미국 핵융합 스타트업 커먼웰스 퓨전 시스템(CFS)의 브랜든 소르봄 공동 창업자 등 글로벌 인사들도 참석했다.

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핵융합 발전, 왜 중요해?

핵융합 발전은 태양과 동일한 원리로 전력을 생산해 지상의 ‘인공 태양’으로도 불린다. 작은 원자핵들이 모여 더 무거운 원자핵으로 융합될 때 발생하는 막대한 에너지를 이용하는 방식이다. 핵분열 방식인 기존 원자력 발전보다 에너지 효율은 7배나 높은데, 원자력 발전보다 방사성 폐기물도 적고 안전한 편이다.

하지만 이를 상용화하기 위해선 만만찮은 기술적 한계를 극복해야 한다. 특히 핵융합 연쇄반응을 일으키는 1억도(°C)의 플라스마(이온화된 기체)를 안정적으로 유지할 수 있어야 한다. 초고온의 플라스마는 태양보다도 온도가 높아 극한의 환경을 견딜 수 있는 인프라와 재료 개발이 필수적이다. 바라바스키 사무총장은 “핵융합 발전을 가동할 수 있는 기반 기술은 확보했지만, 이를 경제성 있는 수준으로 끌어올리는 것이 관건”이라고 말했다.

이경수 인애이블퓨전 이사회 의장이 8일 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈 파르나스 호텔에서 열린 ‘퓨전 인더스트리 데이’에서 핵융합 에너지 상용화 방안을 발표하고 있다. 사진 인애이블퓨전

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한국이 노리는 지점은?

현재 미국과 중국은 2027년 세계 최초로 핵융합 발전소를 완공하기 위한 경쟁을 벌이고 있다. 미국 스타트업 CFS는 가장 작고 단순한 소형 핵융합로 스파크(SPARC)를, 중국은 대규모 국비 지원을 통해 ‘버닝 플라스마 실험 초전도 토카막(BEST)’이라 이름 붙인 새 핵융합로를 건설 중이다.

2007년 독자 기술로 핵융합 연구장치 케이스타(KSTAR) 구축을 완료한 한국은 2040년 독자적인 상용화를 목표로 하고 있다. 프랑스에 건설 중인 ITER 프로젝트에 참여하는 등 국제 협력에도 적극적이다. 바라바스키 사무총장은 “세계 수준의 원전 기술을 보유한 한국은 핵융합 분야에서도 고품질의 부품 제작 등 크게 기여하고 있다”며 “한국을 비롯한 주요국의 핵융합 노하우을 모아 상용화를 앞당기기 위해 노력하고 있다”고 말했다. 이경수 인애이블퓨전 이사회 의장은 “핵융합 분야도 우주 발사체 분야의 성공 사례를 참고해야 한다”며 ”스페이스X 같은 민간 기업이 기술 개발을 주도하고, 정부가 이를 뒷받침하는 민관협력모델(PPP)을 키워야 한다”고 강조했다.

강광우 기자 kang.kwangwoo@joongang.co.kr