돈 되는 '인공태양' 핵융합 에너지…민·관 협력으로 이룩

(서울=뉴스1) 윤주영 기자 = 별의 활동을 모방해 1억도 온도를 만들어내는 '인공태양' 핵융합에너지는 장점이 많다. 희귀 자원이 필요하지 않고 친환경적인 데다 원자력 발전과 비교 시 폐기물 문제로부터도 자유롭다.

다만 상용화엔 이르지 못해 각국서는 수익화를 목표로 연구개발(R&D)에 박차를 가하는 상황. 그간 공공 주도로 연구를 수행한 우리나라는 민간 역량까지 끌어모아 기술 주도권을 확보한다는 구상이다.

과학기술정보통신부는 이런 취지로 '제20차 국가핵융합위원회'를 개최해 '핵융합에너지 실현 가속화 전략'을 심의·의결했다고 22일 밝혔다.

앞서 이달 19일엔 과기정통부와 한국핵융합에너지연구원은 서울 광화문서 과학기자단을 초청 후 논의 흐름을 설명하기도 했다.

가속화 전략 핵심은 공공의 핵융합로 운용·설계 역량을 민간 역량과 결합해 시너지를 내는 것이다. 이른바 '퓨전 엔지니어링 혁신 프로젝트'다.

핵융합연은 초전도 연구용 핵융합 연구장치 'K-STAR'를 건설·운영했고 국제핵융합실험로 'ITER'에도 참여했다. ITER는 한국, 유럽연합(EU), 일본, 미국, 러시아, 중국, 인도 등 7개국서 참여한 국제 프로젝트다.

우리 기업들도 부품 단위서의 소재 개발 및 엔지니어링 역량은 어느 정도 입증했다. ITER 사업에 필요한 9개 품목 중 5개를 성공적으로 조달한 이력이 있다.

공공 노하우를 여기에 결합해 우리 기업이 디버터·증식 블랑켓 등 핵융합로 핵심 부품을 개발할 수 있도록 지원한다.

민관이 향후 목표로 할 것은 핵융합로의 '소형화'와 '디지털 트윈' 운용 고도화다.

핵융합로 소형화는 목표 발전량 대비 건설 비용을 최소화하는 게 골자다. 아직 수익성이 담보되지 못한 핵융합로 시장에 민간 건설사 등은 진입을 꺼렸다.

하지만 초전도자석 기술 등장으로 핵융합로 소형화 가능성이 커지면서 수익성 향상이 기대되는 중이다.

오영국 핵융합연 원장은 "핵융합로 내 플라스마는 시설 크기가 작을수록 진공장치 내벽과 충돌해 에너지 손실이 생기곤 했다"며 "초전도자석 자기장으로 플라스마를 제어하면 장치가 작아져도 이런 손실을 저감할 수 있다"고 설명했다.

이어 "각국서도 민관 공동으로 소형화 기술개발에 주력하는 중"이라며 "우리나라도 ITER 참여 경험 등을 활용해 여기에 필요한 다양한 R&D를 수행해야 한다"고 강조했다.

디지털 트윈도 핵융합로 운용 효율화에 필수적이다. 초고성능컴퓨팅 시뮬레이션을 통한 시운전을 통해 물리적 설계 오류를 줄여나가는 것이다. 핵융합연은 KSTAR 토카막 주장치 가상화 초기 개발도 완료한 상태다.

향후 정부는 핵융합로 기업이 국내외 시장에 안착할 수 있도록 지원한다.

'플러그-인' 프로그램을 도입해 민간 컨소시엄 개발 기술이 실제 핵융합로에 적용될 수 있도록 유도한다. 또 해외 시장 공략에 필요한 수출 지원도 병행할 계획이다.

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