일본 정부와 기업이 민·관 연합을 결성해 차세대 친환경 에너지인 핵융합발전 분야 스타트업을 지원한다. 

2024년 설치 예정인 교토퓨전엔지니어링의 핵융합 발전 실험 플랜트. 제공=교토퓨전엔지니어링

16일 니혼게이자이신문(닛케이)에 따르면 일 미쓰비시UFJ은행, 간사이전력과 정부 계열 펀드 등 16개사가 핵융합발전 스타트업에 100억엔(약 980억원)을 투자하기로 결정했다. 

투자 대상은 2019년 일본 교토대 연구진이 설립한 교토퓨전엔지니어링으로, 핵융합 관련 기술을 보유한 스타트업으로는 일본에서 가장 많은 실적을 보유하고 있다고 닛케이는 전했다. 

핵융합발전은 수소 원자핵을 부딫혀 열을 발생시키는 에너지 발전 방식이다. 수소에 열을 가해 ‘플라즈마’ 상태로 만들면 원자핵과 전자가 분리되는데, 이 플라즈마를 융합로 안에 가두면 분리된 원자핵들이 만나며 핵융합 반응을 일으킨다. 

교토퓨전엔지니어링은 ‘자이로트론’이라는 플라즈마 가열장치에 대한 기술을 가지고 있어 영국 원자력공사(UKAEA)로부터 장비를 수주하기도 했다고 닛케이는 전했다. 

핵융합 반응은 원자력발전소에서 쓰이는 핵분열 반응보다 3∼4배 많은 에너지를 생산한다. 발전 과정에서 방사물 폐기물은 물론 탄소도 배출하지 않아 세계 각국이 주목하는 차세대 친환경 에너지원이다. 

하지만 핵융합발전이 상용화되기까지는 조금 더 시간이 필요하다는 평가가 나온다. 핵융합 반응을 일으키려면 상당한 고온과 고압이 필요한데, 지구의 기압으로는 온도를 온도를 1억도 이상으로 높인 뒤 이를 유지시켜야 한다. 원전처럼 핵융합 발전소를 상용화시키기 위해서는 고온·고압 상태를 365일 유지시켜야 한다는 뜻이다. 

교토퓨전엔지니어링은 이번 민·관 협의체로부터 조달한 자금을 활용해 핵융합로를 안정적으로 가동할 수 있는 기술 확립을 목표로 한다고 밝혔다. 이들은 2024년까지 일본에 소규모 핵융합발전 실험 플랜트를 설치해 자이로트론 등의 장치가 안정적으로 작동하는지를 실증할 계획이다. 기술자 채용도 확대해 현재의 약 3배인 200∼300명 규모로 늘린다. 

프랑스 남동부에 위치한 국제핵융합실험로(ITER) 건설 현장. 생폴레듀랑=로이터연합뉴스

일본은 한국·미국·영국 등과 함께 세계 최대 규모 핵융합 연구·개발 프로젝트인 ‘국제열핵융합실험로(ITER)’ 건설에 참여하는 등 1990년대부터 국가 주도로 핵융합 연구를 이어 왔다. 올해 4월에는 핵융합발전 상용화를 위한 첫 국가 전략을 수립했다.

이보다 앞선 미국은 1950년대부터 정부 기관에서 핵융합발전을 연구했는데, 작년 12월 미 에너지부(DOE)가 핵융합 실험에서 투입한 에너지보다 더 많은 에너지를 생산한, ‘순생산’에 성공했다고 발표하기도 했다.

기업들도 핵융합발전 분야에 관심을 가지기 시작했다. 10일 미국 마이크로소프트(MS)는 핵융합발전 스타트업 헬리온에너지와 세계 최초의 핵융합 전기 공급계약을 맺었다. 

헬리온에너지는 2028년부터 매년 최소 50㎿(메가와트)를 MS에 공급하는 대신 샘 올트먼 오픈AI 최고경영자(CEO)로부터 3억7500만달러(약 5020억원)를 투자받았다. 이처럼 민간 분야의 지원이 가속화되면 핵융합발전 실용화가 앞당겨질 가능성도 있다.

닛케이는 2020년대 후반부터는 전세계적으로 핵융합 실험로 건설이 본격화되고, 2030년대 상용화를 목표로 많은 기관들이 기술 개발을 진행하고 있다며 조기 실용화를 추진해 차세대 에너지 경쟁에서 주도권을 잡아야 한다고 전했다. 

윤솔 기자 [e-mail]