'중국의 에너지 발전 속도', 핵융합 다음 단계 개발 가속화

중국이 순 에너지 발전을 달성하는 세계 최초의 핵융합로를 건설하기 위한 노력을 가속화하고 있다고 5일(현지시각) 홍콩에서 발행되는 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 보도했다.

국영 통신사 신화사에 따르면, 불타는 플라즈마 실험용 초전도 토카막(Best)이 현재 중국 허페이에서 최종 조립 단계에 있으며 2027년에 완공될 예정이다.

이 프로젝트는 당초 예정보다 2개월 앞당겨 시작됐다. 프로젝트를 주도하는 국영기업 네오퓨전(Neo Fusion)의 옌젠원(Yan Jianwen) 회장은 "2년도 채 되지 않아 토목 건설을 완료했으며, 다양한 시스템 구성요소가 이미 운영 준비 상태에 도달했다"며 "이를 우리는 '중국 속도'라고 부른다"고 말했다.

Best는 토카막(tokamak)으로 알려진 도넛 모양의 장치로, 핵융합을 위한 가장 유망한 설계로 평가받는다. 이 기술은 태양이 에너지를 생성하는 과정을 재현해 실행 가능한 전기를 생산한다. 핵융합 발전소는 현대 발전소보다 훨씬 적은 방사성 폐기물을 배출하는 장점도 갖고 있다.
Best는 중국의 1세대 초전도 토카막인 실험용 첨단 초전도 토카막(EAST)의 기술을 기반으로 하지만, 더 진보된 목표를 갖고 있다. EAST가 제어된 핵융합이 과학적으로 실현 가능하다는 것을 증명했다면, Best는 실제로 에너지를 생산하는 핵융합 반응, 즉 '순 에너지 생성'이라는 임계값을 넘는 것을 목표로 한다.

허페이 플라즈마 물리학 연구소의 프로젝트 수석 엔지니어 송윈타오(Song Yuntao)는 "우리는 과학적으로나 기술적으로 핵심 기술을 완전히 마스터했다"고 밝혔다. Best의 조립에는 총 중량이 약 6,000톤에 달하는 수만 개의 부품이 포함된다.

이 원자로는 중국 핵융합 로드맵에서 EAST와 중국 핵융합 엔지니어링 데모 원자로(CFEDR) 사이의 중간 단계 역할을 할 것이다. CFEDR은 미래 핵융합 발전소를 위한 중국의 차기 대규모 시범 원자로가 될 예정이다.

Best는 짧은 펄스에서 사용하는 에너지의 5배 이상을 잠시 동안 생산하고, 더 길고 안정적인 작동 중에 손익분기점을 달성하는 것을 목표로 한다.

이 시설의 설치 정밀도와 누적 오차는 모두 밀리미터 범위 내에서 제어되어야 하는데, 코어 어셈블리 프로젝트 관리자 량주오(Liang Zhuo)는 "전체 조립은 2027년 11월까지 완료되어 인도될 예정"이라고 말했다.

한편, 미국에서는 매사추세츠공과대학(MIT)에서 분사한 커먼웰스 퓨전 시스템즈(Commonwealth Fusion Systems)가 SPARC라는 실험용 핵융합 시설을 건설 중이다. SPARC도 Best와 마찬가지로 2027년까지 순 에너지 획득을 목표로 하고 있어 양국 간 청정 에너지 개발 경쟁이 치열해지고 있다.

미국 SPARC는 Best보다 약간 작지만, 더 강력한 자석을 사용한다. SPARC는 소비하는 에너지를 최소 두 배, 가장 낙관적으로는 최대 10배까지 늘릴 수 있도록 설계되었다. 이는 현재까지 가장 야심찬 소형 핵융합 프로젝트 중 하나로 평가받고 있다.

이번 프로젝트가 성공하면 중국은 CFEDR을 통해 핵융합 에너지의 궁극적인 상용화를 위한 길을 닦을 계획이다. 핵융합 에너지가 상용화되면 깨끗하고 안전하며, 거의 무한한 에너지원을 확보하게 되는 역사적인 전환점이 될 것으로 전망된다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com