中, ‘인공태양’ 독자 생태계 구축…한국 배제형 공급망 우려 고조

글로벌 청정에너지 주도권을 둘러싼 핵융합 발전 경쟁에서 중국이 독자 기술·산업 생태계를 구축하며 사실상 ‘공급망 독점’ 체제를 향해 속도를 내고 있다.

쇠즈쥐(Sözcü)는 지난 8일(현지시각) 중국이 태양 중심부 수준을 웃도는 1억 도급 초고온 플라즈마를 안정적으로 제어하는 신형 핵융합 반응로 아키텍처 완공을 눈앞에 두고 있다고 보도했다. 이는 투입 에너지보다 생산 에너지가 많은 ‘에너지 순증(Net Energy Gain)’ 달성을 지향하는 단계로 진입했다는 신호로, 화석연료 기반 기존 에너지 가치사슬에 구조적 전환 압력이 본격적으로 걸리기 시작했다는 평가를 낳고 있다.


중국 핵융합 기술의 중추는 플라즈마 물리학 연구소가 가동 중인 토카막(Tokamak) 반응로 ‘EAST’와 후속 기종인 ‘BEST’다.

EAST는 지난 2025년 1월 실험에서 1억 도 이상의 초고온 플라즈마를 1066초 동안 유지해 기존 세계 기록을 크게 경신했다. 특히 플라즈마 붕괴를 유발하는 평균 밀도 상한인 ‘그린월드(Greenwald) 한계’를 넘어서면서도 안정운전을 구현해, 고밀도·고속 운전 영역을 실험적으로 확인했다.
중국은 이 성과를 토대로 규모를 키운 차세대 토카막 ‘BEST(Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak)’를 허페이에서 건설 중이며, 2027년 말 완공을 목표로 한다. BEST는 외부 가열 없이 플라즈마가 스스로 연소를 유지하는 ‘버닝 플라즈마’ 상태와 실질적인 상용급 자가점화형 전력 생산 시연을 핵심 목표로 삼고 있다. 나아가 2030년 전후를 목표로 융합과 분열을 연계 활용하는 상용 하이브리드 원전 ‘싱훠’(Xinghuo) 개념까지 제시하며 국가 전력망 연계를 염두에 둔 로드맵을 가다듬고 있다.


중국 정부는 지난 2023년 이후 핵융합 인프라에 약 65억 달러(약 9조 9200억 원) 규모의 예산을 투입하며 국가 차원의 대규모 지원을 이어가고 있다. 2025년에는 자본금 150억 위안(약 3조 3700억 원)의 국유기업 ‘중국핵융합에너지(China Fusion Energy·CFEC)’를 상하이에 설립해 기술·자본 조달을 총괄하는 컨트롤타워로 삼았다.

미국에서는 40여 개 민간 기업이 합산 80억 달러(약 12조 2100억 원) 안팎의 자금을 유치하며 상용화 경쟁에 뛰어드는 구도가 형성된 반면, 프랑스 남부에서 34개국이 공동으로 추진하는 국제열핵융합실험로(ITER) 프로젝트는 첫 플라즈마와 본격 가동 시점을 2030년대 후반으로 보고 있어 중국의 질주를 견제하기에는 속도 측면에서 한계가 있다는 지적이 나온다.


가장 주목해야 할 대목은 기술 공급망의 단계적 자립화다. 핵융합의 핵심 부품인 초전도 자석 제작에는 초고장력 자기장을 견디는 니켈·몰리브덴계 합금인 ‘하스텔로이(Hastelloy C-276) 기판’과 고온초전도(HTS) 코티드 컨덕터가 필수적이다.
중국은 그동안 해당 기판과 선재를 일본·유럽 등 해외 제조사에 상당 부분 의존해 왔으나, 최근 자국 내 합금 기판 양산 라인을 구축하고 초전도 테이프 국산화 비중을 높이는 전략을 본격화하고 있다. 이로써 핵심 합금 소재부터 초전도 마그넷, 최종 반응로 시스템에 이르는 밸류체인을 단계적으로 내재화해 가는 모습이다.

시장 참여자들 사이에서는 중국이 초전도 합금의 자급률을 확보함에 따라 향후 글로벌 핵융합 시장 개화 시 한국을 포함한 서방 경쟁국 기업들이 공급망에서 전면 배제될 리스크가 커졌다는 진단이 우세하다. 단기적으로는 중국의 공격적인 설비투자가 글로벌 원자재 및 초전도 마그넷 재료의 수급 체계를 왜곡할 우려가 있고, 중장기적으로는 청정에너지 주도권이 상당 부분 넘어갈 수 있어 국내 산업계의 전략적 대응이 시급하다.


국내 첨단 소재·부품 투자자들은 향후 시장 향방을 가를 세 가지 지표를 반드시 추적해야 한다.

첫째, 중국 BEST 반응로의 ‘점화’ 및 자가 연소 유지 시간이다. 2027년 말 예정된 첫 실험에서 버닝 플라즈마 상태를 얼마나 오래 유지하느냐가 상용화 로드맵을 수년 단위로 앞당길지, 아니면 지연시킬지를 가르는 분수령이다.

둘째, 미국 민간 융합 스타트업의 자금 조달 속도와 프랑스 ITER의 일정 변화다. 미국 기업들의 후속 투자 유치 규모와 ITER 가동 시점이 당초 계획 대비 얼마나 변동되는지에 따라 중국 중심 독주 시나리오의 강도가 달라진다.

셋째, 하스텔로이 기반 초전도 합금과 대체 소재의 글로벌 수급 동향이다. 중국의 대규모 설비 투자가 특정 합금 가격을 자극할 경우, 국내 부품·소재 기업들이 어떤 대체 기술과 국산화를 진척시키는지에 따라 밸류체인 내 포지셔닝이 갈릴 수 있다.

중국이 그린월드 한계를 돌파한 ‘스스로 타는 인공태양’에 성큼 다가선 만큼, 한국은 ITER 참여와 후방 부품 공급에 머무는 ‘추격자’ 프레임을 넘어, 핵융합 초전도 소재·자석·진공장비 등 전략 품목에서 경제안보 차원의 독자 공급망과 기술 주도권을 어떻게 확보할지에 대한 국가 차원의 청사진을 서둘러 제시해야 할 시점이다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com