[미리보기] 태양을 닮은 에너지, 핵융합 발전

❑ 핵융합 발전이 신재생에너지와 원자력 발전이 노출하고 있는 한계 극복을 위한 대안으로 부상

• 태양광 발전과 풍력 발전 같은 신재생에너지는 기상 상황에 따라 발전량이 달라져 전력 공급이 불안정하고 수급 불균형이 발생할 뿐만 아니라 급격한 출력 변화로 전력 품질도 저하될 수 있음

• 원자력 발전의 경우 탈탄소 에너지로 거론되고 있으나, 과거 대형 사고로 인해 안전성에 대한 불신이 지속되면서 독일에서는 일본 후쿠시마 사고 이후 모든 원전을 해체. 특히 높은 열과 방사능을 수만 년 이상 방출하는 고준위 방사성 폐기물 처리에 대한 어려움이 존재

• 반면 핵융합 발전의 경우 기후나 환경에 영향을 받지 않고 지속적으로 에너지 공급이 가능할 뿐만 아니라 고준위 방사성 폐기물이 거의 없고 사고 시 자동 정지되는 특성을 보유해 안전성이 높음

❑ 원자핵 융합의 기술적 난제 해결과 핵융합 발전의 상용화를 위한 주요국들의 노력이 이어지고 있음

• 원자핵의 융합 과정에서 에너지가 생성되는 핵융합 발전은 원자핵이 분열되면서 감소되는 질량이 에너지로 변환되는 핵분열 방식의 원자력 발전과는 정반대의 개념으로 발전 시 통제가 가능

• 핵융합 발전은 가벼운 원자핵인 중수소와 삼중수소가 고온·고압 융합 과정에서 발생하는 에너지를 전기로 변환하는 발전 방식으로 초고온의 플라즈마 상태가 유지되어야 하며, 이를 자기장이나 전기장으로 제어할 수 있는 능력이 필수이나 관련 기술 개발에 어려움이 존재

• 미국(민간 스타트업 중심)과 중국(대규모 국영 프로젝트 중심)은 기술적 어려움을 극복하고 일부 시험 가동에 성공하며 핵융합 기술 상용화에 가장 근접. 프랑스에서는 한국을 비롯한 주요국들이 기술 개발을 위해 협력 중인 국제핵융합실험로 프로젝트가 진행 중

❑ 핵융합 발전 투자가 증가하며 관련 시장 또한 확장 중이나 상용화를 위한 과제는 상존

• 핵융합 발전 투자금액은 지난 7월 기준 전년 대비 178% 증가하는 등 매년 높은 증가세를 보이며, 이 같은 추세는 향후에도 지속될 것으로 예상

• 핵융합 생태계가 점차 확장되면서 신기술에 대한 잠재력을 확인한 투자자들 또한 딥테크(선도 기술) 중심의 벤처캐피털에서 준공공 펀드, 에너지 기업 등으로 다양해지고 있음

• 핵융합 발전 시장 또한 규모가 확대되고 있으며, 2033년까지 현재의 2배 가까이 확대될 것으로 추정되며 그만큼 상용화의 시기도 앞당겨질 것으로 예상

• 다만, 핵융합 발전 상용화를 위해서는 플라즈마 불안정성을 제어하기 위한 기술 등 여러 기술 혁신과 관련 법규 및 국제 승인 체계 마련이 요구되는 등 해결해야 할 과제가 산적