전세계 상용화 위해서 연구단계
전북서 연구과제 핵심수행 목표
연구개발 넘어서 상용화가 관건

전북도와 정치권이 핵융합 발전 연구시설 유치에 사활을 걸면서 차세대 에너지 기술로 떠오른 ‘핵융합 발전’의 실체가 무엇인지에 대한 궁금증이 증폭되고 있다.

4일 과학기술정보통신부와 국가핵융합연구소, 전북특별자치도 등에 따르면 핵융합 발전은 말 그대로 핵융합을 활용해 전력을 생산하는 기술로 아직 상용화 단계는 아니다.

일명 인공태양이라고 불리는 핵융합은 인류가 현실적으로 구현 가능한 가장 이상적인 발전 방식으로 평가된다. 지구 온난화를 대처하기 위한 탄소 중립과 막대한 전기를 필요로 하는 AI 시대에 모두 대응할 수 있기 때문이다.

기술 상용화에만 성공한다면 환경오염 논란이 있는 화력 발전소와 방사능 유출 위험이 우려되는 원자력 발전소들을 완전히 대체할 수 있다는 기대감도 있다.

핵분열 방식을 통해 에너지를 만들어 내는 원자력 발전소와 달리 핵융합 발전은 사고 발생 시 문제가 되는 핵물질의 연쇄 반응, 즉 핵폭발과 아무런 관련이 없어 폭발 사고 발생 위험이 전혀 없다. 

고준위 방사성 폐기물이  없고, 나머지 중저준위 방폐물의 발생량도 많지 않다.

핵융합이 인공태양으로 불리는 이유는 핵융합 발전이 태양이 에너지를 만드는 방식으로 에너지를 만드는 것과 비슷해서다. 

태양 속 아주 가벼운 수소의 동위원소들은 엄청난 압력과 온도 속에서 서로 부딪혀 하나의 무거운 원자인 헬륨으로 합쳐지는데, 이때 질량의 일부가 에너지로 바뀌는 게 핵심이다.

경제적으로 낙후되온 전북이나 전남 등이 핵융합 즉 인공태양 발전에 눈독을 들이는 것도 에너지가 경제 패권을 결정하는 시대에 핵융합 연구와 발전, 여기에 계통연계까지 이뤄지면 기존의 산업지도를 바꿀 수 있다는 기대심리가 작용한 것이다.

이와 관련 도와 군산시는 2009년부터 한국핵융합에너지연구원의 전신인 국가핵융합연구소와 협약을 체결했다.

2012년에는 플라즈마기술연구소를 개소하며 핵융합 연구의 기반을 마련했다. 이후에도 연구시설 유치를 위한 인프라 구축과 입지 여건 개선에 지속적으로 노력해 왔다. 실제로 플라즈마는 핵융합과 굉장히 관련이 깊은 분야다.

핵융합 연구의 핵심이자 최대 난제는 ‘플라즈마’를 안정적으로 유지하는 것이다. 원자핵과 전자가 분리되어 자유롭게 움직일 수 있는 플라즈마 상태에서만 원자핵들이 서로 융합해 에너지를 방출하는 핵융합 반응이 일어날 수 있어서다.

미국 등 주요 패권국과 기업들 역시 AI 산업이 확대되면서 급증하는 전력수요를 충족시키기 위해 차세대 에너지인 핵융합에 주목하고 있다.

마이크로소프트(MS) 공동창업자 빌 게이츠는 “중국이 세계 국가들의 투자 합계보다 두 배나 많이 투자하고 있다“고 밝히기도 했다.

실리콘밸리 유명 벤처캐피털(VC) ‘코슬라벤처스’의 창업자인 비노드 코슬라는 미국 샌프란시스코에서 열린 테크크런치 디스럽트2025 행사 기조연설을 통해 AI 전력난을 해소할 기술로 핵융합 발전을 꼽았다.

미국 타임지는 현지시간으로 지난달 30일 “AI 모델 훈련과 데이터센터 운영에 필요한 전력량이 폭발적으로 늘어나면서 글로벌 테크 기업들이 핵융합 기술에 대규모 투자를 시작했다”고 보도하기도 했다.

우리 정부는 ”‘꿈의 에너지’라고 불리는 핵융합의 핵심기술을 10년 내 확보하겠다”는 로드맵을 지난달 22일 발표했다.

전북특별자치도는 정부 기조에 대응하기 위해 김관영 지사, 김의겸 새만금개발청장, 강임준 군산시장, 유희열 전 과기부 차관을 공동위원장으로 하는 ‘핵융합 연구시설 유치위원회 100인’을 발족하고 상임유치위원회를 중심으로 본격 유치 활동에 나선다는 방침이다.

김윤정 기자

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