KSTAR연구본부 윤시우 본부장 “기후위기 대응 최적”
충남연구원(원장 윤황)이 지난 2월부터 진행 중인 ‘팬데믹 시대, 희망을 말하다’ 연속 특강의 이번 주인공은 한국핵융합에너지연구원 KSTAR연구본부 윤시우 본부장이었다.
윤시우 본부장은 ‘핵융합에너지 개발’을 주제로 지난 3일 충남연구원 강단에 섰다. 그는 “2015년 12월 ‘파리협정’이 채택되고, 한·미·일·중·영·EU 등은 ‘2050 탄소중립’을 선언했다”며 “기후변화 대응에 따른 새로운 에너지원 확보는 시급한 숙제”라고 강의를 열었다.
윤 본부장은 “풍력과 태양광 등 신재생에너지는 깨끗하고 안전하지만 기후변화의 영향을 받을 수밖에 없고 에너지 밀도도 낮지만, 원자력과 핵융합은 깨끗하고 안전하면서도 기후 영향이 적고 에너지 밀도도 높다”고 더했다.
윤 본부장은 핵융합에너지 연구개발의 특징에 대해 설명하며 “플라즈마(Plasma)란 전하를 띤 입자로 원자핵과 전자가 분리돼 자유롭게 움직이는 상태”라며 “핵융합 플라즈마는 핵융합 반응율을 극대화하기 위한 초고온을 장시간 유지할 수 있는 조건 확보가 필수”라고 말했다.
그는 또 “플라즈마를 안정하게 유지하려면 자기장을 꼬아야 한다”며 △1억℃ 가열 방법 △자기력에 의한 고온·고압 플라즈마 △핵융합발전소 개념 등도 소개했다.
특히 그는 ‘핵융합에너지의 높은 효율’에 대해 강조했다. 윤 본부장은 “바닷물 45ℓ로 만든 핵융합에너지는 석탄 40t의 효과와 같다. 이는 한 달에 300㎾h를 쓰는 가정이 80년을 사용할 수 있는 양”이라며 “100만㎾급 발전소 운영 시 연료 소모량의 경우 핵융합은 10t, 우라늄은 30t, 액화천연가스는 110만t, 석유는 150만t, 유연탄은 220만t 등으로 그 차이를 쉽게 알 수 있다”고 설명했다.
윤 본부장에 따르면 대한민국은 1995년 국가핵융합연구개발 기본계획을 수립하고 ‘KSTAR’ 개발에 착수했으며, 2007년 핵융합에너지 개발 진흥 기본계획을 세웠다. KSTAR는 세계 최초로 초전도자석을 적용한 토카막(TOKAMAK·플라즈마를 자기장을 이용해 담아두는 도넛 모양의 장치)이다.
윤 본부장은 “핵융합에너지 구현에 필요한 주요 기술은 △연료를 모아두는 기술(KSTAR) △연료 스스로 타게 하는 기술(ITER) △에너지 변환용 솥 기술(증식블랑켓) △생활에너지 사용(핵융합발전소) 등이 있다”며 “대한민국의 인공태양 KSTAR는 2020년 1억℃ 20초 달성의 세계신기록을 달성한 바 있다”고 말했다.
연료 스스로 타게 하는 기술인 ‘ITER’는 2025년 12월 프랑스 카다라쉬에 완공될 예정이며, 열출력 500㎿, 증폭률 10배 달성을 목표로 하고 있다. 이 사업에는 한국을 비롯해 미국, 유럽, 러시아, 중국, 일본, 인도 등이 참여 중으로, 회원국별 할당 품목을 자국에서 제작해 현물 조달하고 인건비·경상비는 현금 분담한다.
윤 본부장은 “한국은 2030년까지 전력생산 실증로 건설 핵심기술을 확보해 2050년대에 핵융합에너지를 상용화할 계획”이라며 “핵융합에너지는 장기적으로 기후위기 대응에 가장 적절한 대안”이라고 말했다. 이어 “미래의 에너지 강국은 자원을 가진 나라가 아닌 기술을 가진 나라”라며 “바닷물로 만드는 ‘해’ 핵융합에너지가 에너지 문제 해결의 ‘답’”이라고 보탰다.
