"한국도 2040년 에너지 강국 된다"

EU 주축 7개국 핵융합실험로 공동이행협정 서명

차세대 청정·무한 에너지 '핵융합 발전' 개발나서

2017년까지 실험로 건설·2040년 상용화 목표

정부가 내년 8월 완공을 목표로 제작 중인‘차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)’ 시설의 모습. 정부는 KSTAR를 통해 얻게 될 각종 핵융합 실험 성과와 노하우를‘ITER’에 접목, 핵융합에너지 상용화를 위한 최적의 시너지 효과를 기대하고 있다.

ITER 내부 조감도

'2040년에는 한국도 에너지 강국이 된다.'

차세대 청정ㆍ무한 에너지인 핵융합에너지 시대가 열린다. EU를 주축으로 한국 등 7개국은 최근 프랑스 파리 엘리제궁에서 국제핵융합실험로(ITER) 공동이행협정 서명식을 갖고 본격적인 추진에 나섰다. 핵융합에너지가 상용화 될 2040년에는 우리나라도 에너지 강국대열에 합류할 것으로 기대되고 있다.

◇청정ㆍ무한 에너지= 핵융합에너지는 핵분열을 이용한 원자력발전소와는 달리 핵의 융합 때 발생하는 열을 에너지로 전환해 사용한다. 전자로부터 자유로워진 수소 원자핵들이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 과정에서 '핵융합'이 일어난다.

이 핵 융합과정에서 감소되는 질량이 중성자와 헬륨의 운동에너지가 되고 이를 열에너지로 변환할 때 시간 당 약 기가(giga)와트급의 전기가 발생한다. 태양의 에너지는 바로 핵 융합의 통해 발생하고 있다.

핵융합 에너지의 가장 큰 특징은 자원의 무한성, 환경친화성, 안정성이다. 인공적인 방법을 통해 핵융합에너지를 실용화 할 수 있다면 에너지는 무한정 공급을 받을 수 있게 된다. 핵융합의 연료는 중수소와 삼중수소로 바닷속과 지구상 어디에나 존재하고 있다.

◇2040년 에너지 강국 대열에 합류= 한국은 ITER사업에 참여하는 7개국 중 하나다. ITER는 지난 85년 미ㆍ소 정상간 합의에 따라 미국ㆍ일본ㆍEUㆍ러시아 등 4개국에 의해 추진돼 오다 2001년 7월 ITER 공학 설계를 완성한 후 프로젝트 건설을 위한 ITER 공동이행협정에 대한 정부 간의 협상이 시작됐다.

지난 2003년 우리나라와 중국이 참여해 6개국간에 12차례에 걸친 협상이 진행돼 지난해 12월 제주도 협상에서 최종 합의가 이뤄졌다. 지난 5월 가서명을 거쳐 21일 프랑스 파리 알제리궁에서 관련 국가들의 장관급 대표들이 최종 공동 이행협정 서명식을 가졌다.

ITER프로젝트는 시작된 후 서명에 이르기까지 무려 21년이 걸렸다. 협상기간만도 5년에 달할 정도로 거대한 프로젝트다. 이번 협정 서명으로 내년 상반기 국제기구인 ITER기구가 공식 출범, 오는 2017년까지 10년간 프랑스 남부 카다라슈에 ITER(열출력 500메가 와트급)를 건설한 뒤 시험운용을 통해 핵융합 에너지 활용가능성을 검증하게 된다. 2040년대에는 핵융합 에너지를 상용화할 계획이다. 이 즈음에 최초로 핵융합 발전소도 등장한다.

I과학기술부 관계자는 "국내소비 에너지의 97%를 수입에 의존하는 세계 10대 에너지 소비국이라는 점에서 ITER참여는 획기적인 전환점이 될 것"이라고 말했다.

우리나라는 ITER 총 건설비(약 50억8,000만유로ㆍ6조960억원)의 9.09%인 약 8,380억원을 분담하게 된다. 이 가운데 장치제작과 ITER기구 직원파견 등 약 78%를 현물로 부담하고 나머지 22%를 현금으로 낸다.

용어설명

◇국제핵융합실험로(ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor)= ITER는 새로운 무한 청정 에너지를 확보하기 위한 프로젝트라는 의미도 갖는다.

태양 에너지의 발생원리처럼 핵융합 반응 때 일어나는 에너지의 활용 가능성을 기술적인 측면에서 검증하기 위한 대형 국제공동 프로젝트다.

총 사업비가 약 50억8,000만유로에 달하는 국제 공동 연구개발 사업으로 국제우주정거장(ISS) 다음으로 규모가 크다. ITER 건설 부지는 지난해 6월 프랑스 남부의 조그만 소도시인 카다라슈로 결정됐다.

EU를 포함, 한국ㆍ미국ㆍ일본ㆍ중국ㆍ러시아ㆍ인도 등 모두 7개국이 참여한다. EU를 제외한 6개국이 9.09%를 분담하게 된다. 오는 2017년까지 열출력 500㎿, 에너지증폭율(Q) 10 이상의 핵융합 실험로 건설하고 완공 후 20년간 약 50억달러의 운영비를 들여 핵융합 발전의 가능성을 검증한다.