[중앙뉴스= 윤장섭 기자]정부가 ‘인공태양’으로 불리는 핵융합에너지 기술개발과 인프라 구축을 위해 총1조 2000억 원 규모의 신규 프로젝트를 추진한다. 

과기정통부는 ‘꿈의 에너지’라고 불리는 핵융합에너지 실현을 위해 민간 기업까지 참여시켜 해외 사업을 수주하고 인프라(기반 시설)와 인력 확보에 나선다는 계획이다. 또 대학의 핵융합 전공과 과목 신설·확대 등을 통해 전문인력 확보·양성을 추진한다. 이는 정부가 한국이 주력하는 대형 핵융합로와 함께 해외 기업에서 주도하는 소형 핵융합로 기술도 확보하겠다는 계획이다.

22일 과학기술정보통신부는 대전 유성 한국핵융합에너지연구원에서 이종호 장관 주재로 제20차 국가핵융합위원회를 열어 ‘핵융합에너지 실현 가속화 전략(안)’을 심의·의결했다며 이같이 밝혔다.

●핵융합 발전

핵융합은 태양에서 에너지가 만들어지는 원리를 모방해 중수소와 삼중수소의 핵융합 반응을 통해 에너지를 생산하는 것을 의미한다. 따라서 행융합 발전은 수소와 같은 가벼운 원자들이 융합해 그보다 무거운 원자핵이 되면서 감소하는 질량만큼 엄청난 에너지가 발생한다. 이를 이용해 전력 발전을 할 수 있다. 핵분열 반응을 이용하는 원자력발전소와 달리 고준위 방사능폐기물이 발생하지 않으면서 온실가스도 나오지 않는 장점이 있다.현재는 수소 동위원소의 핵융합으로 헬륨을 만드는 핵융합 방식이 주로 연구되고 있다.

한국형 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR)나 한국이 참여한 국제핵융합실험로(ITER)도 마찬가지다. 모두 대형 핵융합 시설이다. 

정부는 이번에 의결된 ‘핵융합에너지 실현 가속화 전략(안)’을 위해 2030년대에 핵융합실증로(DEMO)를 건설하고 2050년대에 핵융합 발전을 상용화한다는 계획이다. 이를위해 민·관 합동으로 DEMO 건설에 필요한 공학적인 기술을 확보하고 핵융합에너지 실현을 앞당기기 위해 민·관 협력을 통한 기술혁신, 사업 인프라 확보, 생태계 조성에 나서기로 했다. 과기정통부는 탈탄소 시대 에너지 안보·주권의 핵심축으로 도약할 
정책목표도 설정했다.  

①기술혁신, ②산업화, ③생태계라는 3가지 기본방향을 중심으로 △민·관 협력 통한 핵융합 기술혁신 △핵융합에너지 산업화 기반 구축 △핵융합에너지 혁신생태계 조성 등 3대 전략과  9가지 핵심 과제를 수립했다.

① 민·관 협력으로 핵융합 기술혁신

우선, 미래 성장 가능성이 큰 글로벌 핵융합 연구·실증 엔지니어링 시장을 선도하기 위한 ‘Fusion 엔지니어링 혁신 프로젝트’를 추진한다.

이 프로젝트는 민간의 우수한 엔지니어링 역량과 공공의 핵융합 기술 역량을 결합하는 민·관 공동 개발체계 방식으로 핵융합 실증로 건설 단계에서 반드시 필요한 디버터·증식블랭킷 등 핵심기술 개발을 지원한다. 또한 민간의 창의적 기술 연구를 지원하고 민간의 연구성과를 핵융합로 소형화 기술로 연결할 수 있도록 민·관 협력 ‘플러그인(Plug-in) 프로그램’을 도입한다.

이 프로그램에서 민간의 컨소시엄이 연구개발을 주도하고 공공기관은 컨소시엄에서 개발한 기술을 핵융합로에 적용할 수 있도록 지원하는 역할을 담당한다.

프로그램을 통해 개발된 핵심 부품·장치가 해외 시장에도 진출할 수 있도록 수출지원도 병행할 예정이다. 아울러 우리나라의 우수한 디지털 기술을 활용해 핵융합 디지털 혁신을 추진한다.

디지털트윈 기술의 개발·적용으로 가상 핵융합로를 선제적으로 구현해 핵융합로의 설계 고도화와 검증 신뢰성을 높이고, 인공지능 기술을 활용해 핵융합로의 표준 운영 기술을 개발한다.

사물인터넷(IoT) 기반의 핵융합로 운전상태 모니터링 기술을 개발해 극한 환경에서 운전하는 핵융합로의 상태를 원격 진단하는 기술도 개발할 예정이다.

② 핵융합에너지 산업화 기반 구축

민간이 주도하고 참여하는 핵융합 산업화 기반을 구축한다.이를 위해 핵융합 기술에 대한 민간의 관심을 높이고 기술산업 생태계를 활성화하기 위해서 민간기업, 대학, 출연(연) 등으로 구성된 ‘핵융합 혁신포럼’을 출범한다.아울러 대형 연구 인프라 구축 등을 계기로 민간 기업에 대한 내수시장 활성화와 핵융합 관련 민간의 스타트업 창업과 시장의 조기 안착을 지원하기 위한 ‘K-Fusion Startup 프로젝트’를 추진한다.

공공기술의 민간 확산과 상용화 등을 지원하는 전담기관 지정·운영을 통해 기술 산업화를 촉진한다. 또한 국내 핵융합 기업에 대한 세계시장 진출을 지원한다.

단기적으로는 한국형 초전도 핵융합 연구장치인 ‘KSTAR’ 설계·건설 경험으로 확보한 기술력과 ‘국제핵융합실험로(ITER)’ 등 국제 공동연구를 통해 쌓은 해외 네트워크를 활용해 해외 연구장치 건설 사업 수주를 지원한다.

중장기적으로는 잠재 수출국의 규제와 수요를 분석해 국가별 맞춤형 전략을 수립하고, ‘핵융합 종합 수출정보 플랫폼’을 구축해 해외 기술·규제 동향 및 발주·입찰 정보 제공을 통해 실증로 시장을 개척할 방침이다.

이와 함께 핵융합 연구개발(R&D) 성과의 활용과 확산을 추진한다.이를 위해 산업 수요에 맞춰 중성자 및 저온 플라스마 기술 분야 등 핵융합 관련 기술의 산업적 활용을 다양화하고 관련 신산업을 창출할 계획이다.

구체적으로 민·관 협력 기반의 대형 연구개발 프로젝트를 기획·추진하여 핵융합 R&D 성과의 활용 및 확산을 뒷받침할 예정이다.

③핵융합에너지 혁신 생태계 조성

먼저 민·관 협력 기반의 핵융합 개방형 연구생태계를 강화한다.공공의 연구성과와 설계역량을 대학·기업에 확산할 수 있도록 개방형 연구협력 체계를 구축한다. 전문 연구기관이 국내 핵융합 연구의 거점역할을 수행할 수 있도록 협력기능을 강화하고 민간 중심의 연구개발 지원체계로 전환한다.

민간이 KSTAR를 공동 활용할 수 있도록 지원하고 민간기업의 실험 참여를 확대하는 등 공공의 인프라를 민간에 적극적으로 개방한다.아울러 대학과 기업이 KSTAR, ITER 등을 통해 축적된 핵융합 데이터를 활용할 수 있도록 핵융합 빅데이터 센터를 구축하고, 핵융합 분야 혁신기술 개발과 난제 해결을 위한 첨단 연구 인프라 수요도 발굴해 구축할 예정이다.

또한 핵융합 인력수요 확대 대응을 위한 전문인력 확보·양성을 추진한다.핵융합 분야 연구·산업 확대에 따른 인력 수요에 대응할 수 있도록 대학의 핵융합 전공 및 과목을 신설·확대하고, ITER와 연계한 교육훈련 프로그램을 확충한다.더불어 해외 우수연구자 유치와 정착을 위해 인건비 제도개선, 유치기관에 대한 인센티브 제공 등도 적극 검토한다.

중장기적으로는 미래 핵융합 인력 수요와 공급 분석을 바탕으로 안정적 인력 수급을 위한 양성 방안도 마련할 계획이다. 이와 함께 혁신생태계 조성의 일환으로 글로벌 리더십을 강화하고 거버넌스를 주도하기 위한 기반도 마련한다.

글로벌 스탠다드에 맞춰 원자력과 구별되는 별도의 핵융합 규제체계 개발을 위한 전담 조직을 설치하는 한편, 국제기구와 핵융합로 개발 국가와의 규제 협력도 강화한다.

선행시험 장치인 KSTAR를 활용해 ITER의 핵심 난제 해결에 기여해 글로벌 리더십을 강화하는 한편, 미국, 유럽, 일본 등 국가 간 연구시설의 전략적 공유와 공동연구 등을 통해 핵융합에너지 산업화 기반을 조성해 나갈 예정이다.

한편, 이날 핵융합위원회는 ‘ITER 공동개발사업 베이스라인 개정 추진 동향’에 대한 보고도 받았다. ITER는 프랑스에 건설 중인 세계 최대 규모의 핵융합 실험로로 한국도 참여하고 있다. 당초 완공 예상 시점이 내년이었지만 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 인한 부품 납품 지연과 일부 부품의 결함으로 2033년으로 미뤄질 것으로 보인다.

이종호 과기정통부 장관은 “핵융합에너지는 에너지와 전력수요 증가 문제의 해결책으로 미래에는 핵융합에너지 기술을 확보한 나라만이 글로벌 에너지 시장을 주도할 수 있다”며 “민·관 협력 중심의 R&D 전환과 핵융합 생태계 강화를 통해 핵융합에너지를 조기에 확보해 에너지 패권 경쟁에서 주도권을 확보하겠다”라고 밝혔다.

<※과학기술정보통신부 보도자료 참조>