빌 게이츠의 14조 막대한 투자… ‘꿈의 에너지’ 핵융합, 10년 내 전력 뽑는다

연구실 안에 갇혀 있던 ‘꿈의 에너지’ 핵융합 발전이 상업 가동을 위한 역사적 카운트다운에 돌입했다. 빌 게이츠 등 글로벌 거물급 투자자들의 막대한 자본을 등에 업은 민간 기업들이 앞다투어 ‘10년 내 전력 공급’을 공언하고 나섰다. 과거 국가 주도의 초장기 프로젝트에 머물던 핵융합 시장이 민간 주도의 혁신적 전환점, 즉 ‘스페이스X 모먼트’를 맞이하고 있다는 분석이다.

이와 동시에 베트남 등 신흥국들은 소형모듈원자로(SMR)를 매개로 미국·러시아·한국과 손을 잡으며 에너지 공급망 확보를 위한 전략적 선택을 서두르고 있어 글로벌 에너지 안보 지형이 요동치고 있다.


마이크로소프트(MS) 창업자 빌 게이츠가 후원하는 미국 스타트업 ‘타입원 에너지(Type One Energy)’가 영국 현지에 첫 상업용 핵융합 원자로 건설을 본격 추진한다.
독일 프랑크푸르터 알게마이네 차이퉁(FAZ)은 지난 8일(현지시간) 타입원 에너지가 영국 토카막 에너지, 미국 아에콤(Aecom)과 ‘UK 인피니티 퓨전’ 컨소시엄을 구성하고 2030년대 중반까지 400메가와트(MW)급 원자로를 완공하기로 계약을 체결했다고 보도했다. 400MW는 국내 여유 전력 예비력의 상당 부분을 차지할 수 있는 무시 못 할 규모다.

이번 프로젝트는 독일 막스플랑크 연구소의 ‘벤델슈타인 7-X’ 설계를 계승한 ‘스텔라레이터(Stellarator)’ 방식을 채택했다. 플라즈마를 안정적으로 가두기 위해 복잡한 자석 구조를 사용하는 이 기술은 상용화 난도는 높지만, 연속 운전에 유리하다는 평을 받는다. 타입원 에너지는 이미 미국 테네시주에서 주정부 전력청(TVA)과 함께 2034년 가동을 목표로 시범 원자로를 건설 중이며, 이번 영국 진출을 통해 글로벌 상용화 속도를 높인다는 전략이다.

민간 자본의 유입은 핵융합 기술의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있다. 국제원자력기구(IAEA)에 따르면 핵융합 분야에 투입된 민간 투자금은 이미 100억 달러(약 14조 6500억 원)를 돌파했다. 구글이 전력 구매 계약을 체결한 커먼웰스 퓨전 시스템즈(CFS)는 30억 달러를 조달해 버지니아주에 원자로를 짓고 있으며, 독일의 프록시마 퓨전과 포커스드 에너지 등도 정부 지원과 민간 자금을 결합해 실증 단계를 밟고 있다.


핵융합이 미래를 겨냥한다면, 현재의 에너지 안보는 소형모듈원자로(SMR)를 중심으로 급격히 재편되고 있다.

지난 8일 베트남 하노이에서 열린 ‘베트남-미국 혁신 포럼’에서 미국 원전 컨설팅 기업 엑셀 서비스(EXCEL Services)는 베트남에 SMR 및 마이크로 원자로 도입을 강력히 제안했다. 이는 러시아, 한국에 이어 미국 기업까지 베트남 원전 시장에 가세하며 사실상 ‘3국 협력 구도’가 형성됐음을 의미한다.
엑셀 서비스는 하노이, 다낭, 호찌민 등 주요 거점에 데이터 센터 특화형 원자력 발전소를 구축해 반도체, 인공지능(AI), 항공우주 등 전략 산업에 에너지를 공급하는 방안을 제시했다. 댄 루드윅 엑셀 서비스 부사장은 “보잉 등 글로벌 기업들이 베트남 고등기술단지에 의존하고 있는 만큼 안정적인 에너지 공급은 필수적”이라며 “SMR은 국가 송전망 부담을 줄이면서도 첨단 산업에 필요한 전력을 현장에서 즉각 공급할 수 있는 최적의 솔루션”이라고 강조했다.

범광빈 전 주미 베트남 대사는 이번 협력을 두고 “단순한 장비 구매를 넘어 핵심 기술에 접근하기 위한 전략적 신뢰 구축 과정”이라고 평가했다. 베트남은 이미 지난 3월 러시아와 첫 원전 건설 협정을 체결했고, 4월에 한국 KEPCO와 SMR 협력을 위한 양해각서(MOU)를 맺는 등 에너지 동맹을 다각화하고 있다. 한국 기업 입장에서는 새로운 수출 기회가 열리는 셈이다.

증권가에서는 베트남과의 SMR 협력은 단순한 노형 수출을 넘어, 향후 동남아시아 거대 SMR 시장 선점을 위한 교두보 확보라는 전략적 의미가 크다고 보고 있으며, 우리 기업들이 KEPCO를 중심으로 한 원전 동맹을 강화하는 동시에, 현지 맞춤형 SMR 기술 개발과 금융 지원 패키지를 마련해 수주 경쟁력을 극대화해야 한다고 말한다.


장밋빛 전망 속에서도 넘어야 할 산은 높다. 핵융합은 태양 중심 온도보다 높은 1억 도 이상의 플라즈마를 유지해야 하며, 이 과정에서 투입된 에너지보다 더 많은 에너지를 뽑아내는 ‘순 에너지 증배’를 상업적 규모로 증명해야 한다. 영국 스타트업 퍼스트 라이트 퓨전이 최근 자금난과 기술적 한계로 원자로 건설 계획을 철회한 사례는 민간 주도 개발의 높은 리스크를 단적으로 보여준다.

경제적 타당성 역시 핵심 쟁점이다. 수조 원에 달하는 건설비용을 감당하면서 화석 연료나 기존 원전 대비 경쟁력 있는 단가를 맞출 수 있느냐가 관건이다. 독일 웅겐드레밍겐에 실증로를 추진 중인 프록시마 퓨전의 경우 총사업비 20억 유로(약 3조 4500억 원) 중 80%를 정부 예산에 의존하고 있어, 민간 자생력 확보가 향후 과제로 꼽힌다.

미래 에너지 시장의 승자는 기술적 돌파구와 자본의 결합, 그리고 이를 뒷받침할 국가 간 에너지 안보 연대에서 결정될 전망이다. 독자들은 향후 5년 내 발표될 주요 민간 기업들의 플라즈마 유지 시간 기록과 SMR 노형의 인허가 획득 여부를 핵심 지표로 주시해야 한다. 2026년 현재 전개되는 핵융합과 SMR의 상용화 경쟁은 단순한 기술 대결을 넘어 향후 50년의 글로벌 산업 지형을 바꾸는 거대한 흐름이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com