“중국이 지난해 핵융합발전소를 위한 우리의 초전도자석 시범설계를 그대로 모방했습니다. 하지만 투자를 워낙 많이 하다 보니 전기생산은 오히려 우리보다 빠른 오는 2035년을 목표하고 있습니다.”
김기만(57) 국가핵융합연구소장은 13일 대전 대덕연구단지에서 서울경제신문과 만나 “한국이 원전은 물론 핵융합발전소마저도 중국에 뒤처질 우려가 있다”며 “유럽연합(EU)과 일본 등도 공격적으로 핵융합에 투자하고 있다는 것을 유념해야 한다”고 강조했다. 김 소장은 미국 아르곤국립연구소에서 5년여 근무한 뒤 지난 2002년까지 삼성종합기술원 등에서 8년여 핵융합장치의 핵심 중 하나인 초전도자석을 집중 연구한 국내 대표 핵공학자다.
핵융합발전은 원자력발전이 우라늄이나 플루토늄이 핵분열반응을 할 때 발생하는 열에너지로 전기를 생산하는 것과 달리 중수소와 삼중수소가 충돌해 헬륨으로 변하면서 원전에 비해 5배나 큰 에너지를 일으킨다. 핵융합연료 1g은 석유 8톤에 해당하는 에너지 생산이 가능하다. ‘인공태양’ 또는 ‘꿈의 에너지’로 불리는 이유가 여기에 있다. 방사능이 조금 나오지만 원전처럼 고준위폐기물이 발생하지 않는 것도 큰 장점이다.
김 소장은 “핵융합발전은 안전하고 무한하고 친환경적인 차세대 에너지원”이라며 “지금은 우리가 초전도자석이나 진공 용기, 조립장비 등 기술적으로 주도하는 위치에 있지만 길게 보고 전문인력 양성을 하지 않으면 우주항공·가속기 등의 첨단기술 생태계 효과를 거두기 힘들 것”이라고 지적했다.
이와 관련, 우리나라와 미국·중국·EU·러시아·일본·인도 등 7개국은 핵융합발전을 대비해 프랑스 카다라슈에 짓는 국제핵융합실험로(ITER) 건설 프로젝트를 추진하고 있으나 당초 2019년 완공계획이 5년 지연돼 애로를 겪고 있다. 김 소장은 “라이선스와 돈 문제 등이 있어 ITER프로젝트가 지연돼 우리도 핵융합을 통한 전기생산이 2040년대, 상업운전은 2050년대로 예상된다”면서도 “우리 기업들의 ITER 납품실적(현재 5,000억원 이상)이 ITER 사업 참여 분담금을 상쇄하고도 남게 될 것이고 장기적으로 각국에 핵융합발전소가 건설될 때 부품수출이 기대된다”고 설명했다.
그러면서 ‘KSTAR’라고 불리는 차세대 초전도핵융합 연구장치(지름 10m, 높이 6m의 도넛형으로 ITER의 27분의1 수준이나 소재와 작동원리가 같음)를 같이 둘러보며 세계 최고 수준이라고 자부했다. 실례로 상용화를 위해서는 핵융합장치 내 ‘플라즈마(고체·액체·기체를 넘어선 제4의 상태)’를 오랜 시간 안정적으로 발생시켜야 하는데 최근 플라즈마의 모양·성능·유지 시간·경계면 불안정성(ELM) 문제를 해결했다고 강조했다.
김기만 국가핵융합연구소장이 13일 대덕연구단지 내에 있는 ‘KSTAR’ 앞에서 핵융합기술을 설명하고 있다. /사진제공=국가핵융합연구소김 소장은 “핵융합을 위한 난제 두 개 가운데 하나를 풀었고 나머지는 내년 이후 실험을 1억도 이상에서 하는 것”이라고 말했다. 이날 인터뷰에 배석한 오영국 KSTAR 연구센터 부센터장은 “KSTAR는 1995년부터 2007년까지 국내 대기업과 중소기업과 같이 국내기술로 완공했다”며 “올해 핵융합 반응에 필요한 플라즈마 이온 온도를 7,000만도까지 올렸고 2019년에는 1억도까지 올릴 수 있을 것”이라고 내다봤다.
하지만 김 소장은 상당 기간은 원전에 의존할 수밖에 없다고 말했다. 그는 “새 정부가 원전을 축소하고 풍력과 태양광 등 신재생에너지 비중을 높여가는 것은 국제적 추세이지만 기술적 완성도나 경제성을 풀어야 하고 환경에 미치는 영향도 봐야 한다”며 “원전의 안전성과 해체비용도 고려해야 하지만 경제성 면에서 원전을 따라올 수가 없다”고 주장했다. /대덕연구단지=고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
