기후에너지
- 미국 에너지장관 "15년 내 '핵융합' 전력 생산", 중국 재생에너지 공급망 대응
- 미국 정부가 차세대 에너지원으로 핵융합을 지목하고 여러 국가들과 협력해 상용화에 나섰다.중국이 독점적 지위를 누리고 있는 글로벌 재생에너지 공급망에 대응해 장기적으로 자국산 에너지 비중을 높이기 위해 새롭게 '핵융합'에 주목한 것으로 보인다.크리스 라이트 미국 에너지부 장관은 15일(현지시각) 블룸버그TV 인터뷰에서 '핵융합 에너지를 이용해 전기를 생산하는 것은 앞으로 10년 내에 가능할 것'이라고 강조했다.그는 '트럼프 행정부 임기 내에 핵융합 실현으로 가는 경로가 보이게 될 것'이라며 '핵융합 기반 상용 전력 생산은 8년 안에 가능할 수 있을 것이고 실현 시기까지 15년이 넘는 일은 거의 없을 것이라 본다'고 말했다.핵융합은 원자핵을 분열시켜 에너지를 만드는 핵분열과 달리 원자핵들이 결합하는 과정에서 발생하는 막대한 에너지를 활용하는 발전 방식이다. 핵분열과 달리 고준위 방사성 폐기물을 배출하지 않으며 발전 안정성이 매우 높아 사고 위험도 낮다.문제는 초고압 환경에서 섭씨 1억 도가 넘는 플라즈마 상태를 유지해야 하기 때문에 기술적 난도가 매우 높다는 점이다.이 때문에 커먼웰스 에너지, 헬리온 에너지 등 다양한 민간 기업들뿐 아니라 주요 선진국들이 참여하는 '국제핵융합실험로(ITER)' 등 다양한 프로젝트까지 십수년째 연구해 오고 있으나 아직 상용화까지 갈 길이 멀다는 평가를 받고 있다.특히 미국, 러시아, 중국, 한국, 일본 등 기술 선진국들이 참여하고 있는 ITER조차도 정상가동시기를 2039년 이후로 잡고 있다. 상용화는 그 다음 단계 프로젝트인 '시범발전소(DEMO)' 단계부터 순차적으로 추진하니 최소 2040년대까지는 가야 실현 가능한 셈이다.이와 같은 기술적 어려움에도 불구하고 미국 정부는 최근 들어 핵융합 조기 실현을 향한 강력한 의지를 내비치고 있다.앞서 라이트 장관은 11일(현지시각) BBC 인터뷰에서도 '인공지능(AI)과 미국 국립연구소 및 민간기업에서 진행되는 연구를 통해 우리는 향후 5년 안으로 핵융합 에너지를 다양한 방식으로 활용하는 방안을 모색할 수 있을 것'이라고 말했다.미국 정부가 이와 같은 입장을 견지하고 있는 이유는 재생에너지 공급망에서 독점적 지위를 누리고 있는 중국을 견제하기 위함인 것으로 보인다.라이트 장관은 '우리 정부는 유럽의 중국 재생에너지 기술 의존도와 관련해 심각한 우려를 갖고 있다'며 '중국이 유럽의 에너지 체계에서 무슨 일이 일어나고 있는지 통제할 수 있을 것으로 우려된다'고 지적했다.건설이 진행되고 있는 국제핵융합실험로(ITER) 내부 모습. <국제핵융합실험로>앞서 10일(현지시각) 미국 에너지부는 핵융합 기술 개발을 위한 '핵융합혁신연구엔진(FIRE)' 사업을 발표하고 1억2800만 달러(약 1800억 원)를 지원하기로 했다.라이트 장관은 '핵융합 에너지는 무한하고 신뢰할 수 있는 미국산 에너지를 제공할 잠재력이 있다'며 '이같은 프로그램은 혁신가들이 이를 실현하는 것에 필요한 도구, 인재, 파트너십을 확보할 수 있도록 지원할 것'이라고 강조했다.자국내 프로그램에 더해 미국은 해외에서도 기술동맹을 맺어 핵융합 상용화를 앞당기려고 하고 있다.14일(현지시각) 영국 정부는 미국과 맺은 신규 원자력발전소 협정문 '첨단 핵 에너지를 위한 대서양 파트너십'을 발표했다.협정문에는 소형모듈형원자로(SMR) 설치 지원, 재래식 원전 및 연계형 데이터센터 건설 협력 등이 포함됐다.영국 정부는 '이번 파트너십은 영국과 미국의 전문 지식과 AI 기술을 결합해 고급 시뮬레이션 도구를 개발하는 공동 실험 프로그램을 활용할 것'이라며 '이는 핵융합 에너지로도 확장돼 상용 핵융합로 실현을 위한 진전을 빠르게 추진할 것'이라고 설명했다.한편 미국은 한국과도 핵융합 공동 연구를 진행하고 있다.과학기술정보통신부는 지난달 6일 한국과 미국이 공동으로 국내 '초전도핵융합연구장치(KSTAR)'를 활용해 핵융합 에너지 상용화에 핵심 과제인 플라즈마 운영 안정성 향상을 위한 핵심 기술을 확보했다고 발표했다.구체적으로는 붕소 분말을 주입해 핵융합로 내벽에서 나오는 텅스텐 불순물 생성량을 줄이는 성과를 거뒀다. 노심 플라즈마가 운영되고 있을 때 텅스텐 입자가 유입되면 장치 운전 안정성과 플라즈마 성능에 악영향을 줄 수 있다.한미 양국은 세계 최초로 붕소 주입으로 불순물을 줄일 수 있다는 것을 확인했고 이를 통해 노심 플라즈마를 이전보다 안정적으로 제어할 수 있는 가능성을 확인했다.정택렬 과기부 공공융합연구정책관은 '이번 연구는 그간 축적된 협력과 신뢰를 바탕으로 핵융합 핵심기술을 도출한 사례'라며 '정부는 KSTAR와 같은 국내 인프라를 활용해 실험 성과를 지속적으로 확보하고 핵융합에너지 실현 가속화와 향후 핵융합 연구의 주도적 역할을 위한 핵심기술 확보로 이어질 수 있도록 적극 지원하겠다'고 말했다. 손영호 기자
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