'인공태양' 핵융합 전력 생산 실증로 설계 착수

2050년대 실용화 목표

우리나라가 핵융합에너지 개발 연구 성공 시 전력 생산 활용을 위한 본격적인 준비 작업에 들어갔다.

과학기술정보통신부는 7일 오후 '실증로 설계 준비팀(TF) 착수식'을 개최하고 본격적으로 ‘핵융합 전력 생산 실증로’ 설계에 착수했다. 앞서 과기정통부는 지난 2월 국가핵융합위원회를 열고 제4차 핵융합에너지 개발 진흥 기본계획(2022~2026년)에 따라 핵융합 실증 핵심기술 개발과 실증로 설계를 병행 추진하기로 했었다.

차세대 기저전력원으로서 핵융합에너지를 활용한 전력생산의 기술적 실현가능성, 경제적 타당성 입증, 사회적 수용성 확보가 주 목적이다. 최대 전기출력 500MW 이상에 삼중수소 유효자급률 1이상의 실증로를 만들에 핵융합 고유의 안전성을 검증하고 경제성 평가를 위한 데이터 확보할 계획이다. 구체적으로 주반경 7m 이내의 토카막 노형을 만들어 장치 가동률 60% 이상, 설계수명 40년 이상, 안전 기준 지진 규모 7.0 이상 등의 성능으로 만들 예정이다.

이를 위해 산·학·연 전문가가 참여하는 ‘핵융합 전력생산 실증로 설계 준비팀(TF)’이 구성됐고, 2035년 실증로 설계 완료를 목표로 단계별 설계를 진행한다. 총 3단계로 이루어질 예정이다. 2026년까지 1단계 예비개념설계 완료 및 인허가 체계 수립, 2030년까지 2단계 개념설계 완료 및 설계기준 확립, 2035년까지 3단계 공학설계 완료 및 인허가 추진을 마친다. 이행점검단을 별도로 구성해 설계 단계별로 이행점검을 수행하고 다음 설계 단계 이행 여부를 결정할 방침이다. 앞으로 본격적인 설계 작업에 착수해 2026년까지 1단계 목표인 예비개념설계(안)을 도출할 계획이다.

이번 설계 준비팀에는 한국형핵융합실증로(KSTAR), 국제핵융합로(ITER) 건설에 참여한 산업체를 포함해 향후 실증단계에 참여 의향이 있는 20여개의 기업이 참여한다.

조선학 과기정통부 거대공공연구정책관은 “해외 스타트업을 비롯하여 세계적으로 핵융합 실증 시기를 앞당기려는 도전이 계속되는 등 핵융합 분야가 산업 측면에서도 시장 확대 가능성이 높아지고 있다"며 "국내 산업 생태계의 경쟁력을 강화하기 위해 이번 설계 TF는 국내 산·학·연이 공동으로 참여하는 체제를 구성하는 데에 중점을 두었다"고 밝혔다.

한편 핵융합에너지는 태양에서 벌어지고 있는 수소 핵융합 반응을 지구상에서 재현해 청정·무한 공급 에너지를 생산하자는 프로젝트다. 우리나라와 미국, 유럽 등이 2020년대 후반 완공될 ITER에서 처음으로 'Q(투입에너지 대비 산출에너지 비율)>1'을 실현해 기본원리를 실증한 후 본격적 에너지화에 착수, 2050년대 실용화를 목표로 연구 중이다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr