[CEO인사이트]'게임체인저'로 떠오른 '핵융합'…핵융합 독립을 향한 한국의 도전

KSTAR (출처： 연합뉴스)

기후 변화와 에너지 위기가 커지면서 태양처럼 깨끗하고 강력한 에너지를 만드는 '핵융합 발전'이 전 세계적으로 주목 받고 있습니다.

핵융합 기술은 지구에 '인공태양'을 만드는 일로 불릴 만큼 에너지 산업의 판도를 바꿀 '게임체인저'로 떠오르면서 우리나라도 경쟁 대열에 합류했습니다.

◇ '청정 에너지' 핵융합, 원자력보다 효율 7배 높아

핵융합은 태양이 에너지를 만드는 원리를 땅 위에서 그대로 구현하려는 기술입니다.

기존 원자력 발전보다 약 7배 이상 효율이 높고, 방사성 폐기물도 거의 없으며, 온실가스를 배출하지 않는 청정 에너지로 꼽힙니다.

또 폐기물과 탄소 배출이 없으며, 연료로 사용하는 중수소와 삼중수소는 바닷물에서 얻을 수 있어 사실상 무한한 전력 공급이 가능합니다.

◇ 한국의 인공태양 'KSTAR'

우리나라는 한국핵융합에너지연구원(KFE)을 중심으로 핵융합 연구를 이어오고 있습니다.

대표적인 장치가 KSTAR입니다.

지난 2007년 우리 기술로 만든 핵융합 연구장치로, '한국형 인공태양'이라고도 불립니다.

KSTAR는 지난해 1억℃의 초고온 플라스마 상태를 48초간 유지하는 데 성공하며, 세계적인 기술력을 입증했습니다.

연구진은 2026년까지 이 상태를 뛰어넘어 300초를 달성하는 것을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 인공지능(AI) 기반 실시간 제어 기술을 도입해 성능을 계속 높이고 있습니다.

◇ 한국형 소형핵융합로 개발 계획…핵융합 상용화 속도 낼까?

한편, 우리 정부는 '한국형 소형 핵융합로(Compact Pilot Device·CPD)' 건설 계획을 적극 검토하고 있습니다. 아직 구체적인 발표는 나오지 않았으나, 정부는 산학연 전문가 의견을 모아 소형 핵융합로 건설 계획을 내부적으로 검토하고 있는 것으로 알려졌습니다.

한국형 혁신 핵융합로(Compact Pilot Device·CPD)는 우리나라가 새롭게 개발 중인 차세대 핵융합 발전 장치입니다.

CPD는 기존 대형 핵융합로인 'K-DEMO'의 절반 크기의 소형 핵융합로로 개발될 계획이며, 300메가와트(MW)의 열출력을 가진 토카막 노형일 전망입니다.

소형 핵융합로 개발을 검토하는 배경에는 세계 최대 규모의 실험용 핵융합로 (ITER) 건설 지연과 KSTAR 성능에 대한 우려, 우리나라의 독자 기술을 기반으로 한 새로운 형태의 핵융합 장치가 필요하다는 지적 등이 작용했다는 분석입니다.

오영국 한국핵융합에너지연구원장은 지난 6월 대전 컨벤션센터(DCC)에서 열린 '한국 핵융합에너지 개발 포럼'에서 "CPD는 향후 상용화될 핵융합로 규모와 비슷해 핵융합에너지 실증에 중요한 의미가 있다"면서 "KSTAR에서 얻은 플라즈마 제어 지식을 CPD 연구에도 활용할 계획"이라고 말했습니다.

정부는 2030년까지 소형 핵융합로를 완성해 2040년부터는 운전에 들어간다는 구상입니다.


[ 이기연 연구원 / lee.giyeon@mktv.co.kr ]