'인공태양'으로 전기 생산…3차 핵융합에너지 기본계획 수립

정부가 2040년대 핵융합 발전소 건설을 목표로 실증 기술을 확보한다. 한국형 초전도핵융합연구장치(KSTAR) 성능을 높이고 핵융합전력생산실증로 개념을 정립한다.

'인공태양'으로 전기 생산…3차 핵융합에너지 기본계획 수립

미래창조과학부는 향후 5년간(2017~2021년) 핵융합에너지 연구개발(R&D) 추진 방향을 담은 '제3차 핵융합에너지개발 진흥기본계획'을 확정했다고 24일 밝혔다.

기본계획은 2040년대 핵융합발전소 건설 능력을 확보하는 '전력 생산 실증을 위한 핵융합로공학 기술개발 추진기반 확립'을 목표로 삼았다. 3대 중점 전략, 8대 실천 과제를 제시했다.

국가 핵융합 기본계획 2단계 목표인 '실증(DEMO) 플랜트 기반기술'을 개발하고, 3단계(핵융합발전소 건설능력 확보) 진입을 준비하는 게 골자다.

먼저 KSTAR 성능을 개선한다. 2019년까지 중성입자빔 가열장치를 증설해 플라즈마 온도를 현재 5000만도에서 1억도로 높인다. 100초 이상 최장 플라즈마 운전 능력을 유지한다.

우리나라에 할당된 국제핵융합실험로(ITER) 조달품 6종의 적기 조달, 비조달 부품 76종 관련 기술 습득이 목표다. 한국형 핵융합전력생산실증로(DEMO) 개념을 정립하고 핵심 기술 로드맵을 수립한다.

정부 핵융합 R&D 정책 수립, 추진을 지원하는 산학연 전문가 협의체를 구성한다. 중장기 인력 수급 계획, 국가 별 전략적 국제 협력 방안을 수립한다.

ITER 사업 해외 수주액은 지난해 5379억원에서 2021년 8000억원으로 끌어올린다. 관련 중소기업을 지원하는 플라즈마기술연구동을 내년 완공한다.

핵융합 에너지는 가벼운 원자핵(중수소, 삼중수소)이 융합해 무거운 원자핵(헬륨)으로 바뀌는 과정에서 발생한다. 태양 에너지원과 비슷해 '인공태양' 개발로 불린다. 지구 표면, 바다 속 중수소와 리튬이 원료여서 자원이 거의 무한하다. 온실가스가 발생하지 않고 재난 시에도 발전소 폭발 위험이 없는 청정 에너지로 꼽힌다.

정부는 지속 가능하고 안전한 미래 에너지원 확보를 위해 2006년 핵융합에너지법을 제정해 5년 주기 기본계획을 수립하고 있다. 2007~2011년 1차 기본계획 때 KSTAR를 건설하고, ITER 건설 사업에 참여했다.

2012~2016년 2차 기본계획 때는 고성능 플라즈마 세계 최장 시간(70초)을 유지했다. ITER 사업 해외 수주 5000억원을 돌파했다. ITER 기구 기술총괄 사무차장, 이사회 의장에 진출하는 등 성과를 냈다.
ITER 이사회 한국 수석대표인 홍남기 미래부 1차관은 “핵융합에너지 발전이 실현되면 인류의 에너지 패러다임이 바뀔 것”이라면서 “지금까지는 천연자원을 보유한 국가가 에너지 강국이었으나 핵융합 에너지 시대에는 기술을 보유한 국가가 강국이 될 것”이라고 강조했다.

3차 핵융합에너지 기본계획 전략 체계도(자료 : 미래창조과학부)
3차 핵융합에너지 기본계획 전략 체계도(자료 : 미래창조과학부)

송준영기자 songjy@etnews.com