[기고] 핵융합 에너지 개발은 필연

미국 서부 텍사스산 중질유(WTI) 기준 국제석유가가 배럴당 55달러를 넘어서자 100달러 돌파에 대한 가능성까지 제기되고 있다. 지난 70년 배럴당 2달러 정도였던 원유가 2차석유파동해인 79년에는 35달러까지 폭등, 에너지 지원의 97%를 수입하는 우리 경제에 심각한 타격을 줬지만 유가가 안정되면서 위기를 넘겼다. 그러나 향후 보다 짧은 주기로 반복될 것으로 보이는 유가의 불안정성은 이제까지 산유국들의 정정(政情)불안으로 발생된 것과는 달리 석유생산과 소비의 구조적 문제로 인한 것이기 때문에 더욱 심각한 양상을 보인다. 게다가 지구촌의 잦은 허리케인과 남북극 빙산의 퇴조는 화석연료의 사용증가에 따른 지구온난화에 기인한 것이라는 과학적 증거들이 속속 밝혀지고 있어 문제를 더욱 어렵게 만들고 있다. 이에 따라 “교토 프로토콜”의 발효와 함께 각국의 이산화탄소 배출량 규제강도가 강해질 것이며 에너지 고소비의 산업구조를 가진 우리나라 경제에 끼칠 영향은 실로 지대할 전망이다. 통상 원자력에너지라고 부르는 핵분열반응과는 반대로 수소와 같은 가벼운 원소들이 합해지는 반응에 의해 생기는 핵융합에너지가 바로 에너지위기를 극복하게 할 대안이라는 것이 필자의 생각이다. 핵융합에너지는 태양에너지의 근원으로 바닷물 속에 무한한 양의 연료가 포함, 고갈 염려가 없고 핵융합반응은 고준위 폐기물을 발생시키지 않아 환경친화적이다. 또한 핵융합로는 대형사고가 근원적으로 불가능하며 에너지 밀도가 높아 한기당 200만㎾급 발전이 가능해 대규모 발전에 적당하다는 장점도 있다. 그럼 이 같은 핵융합에너지는 왜 아직까지 개발되지 못한 것일까. 50년대 수소폭탄은 핵융합에너지의 위력을 보여줬고 이와 함께 핵융합에너지의 평화적 이용을 위한 연구도 시작됐다. 70년대까지 이 분야에 큰 발전이 있었지만 핵융합반응 제어에 필요한 고도의 극한 기술은 인류의 핵융합에너지 활용이 불가능하리라는 회의적인 견해를 팽배하게 했다. 그러나 각 1조원 이상이 투입된 일본의 JT-60 장치와 유럽연합의 JET 장치를 중심으로 한 대형 연구개발 투자는 90년대 초 JT-60 장치가 에너지 증폭률 목표치인 1을 넘어섰고 JET 장치도 17㎿의 핵융합에너지 발생을 증명하면서 대세가 바뀌기 시작했다. 이에 미ㆍ일ㆍ러와 유럽연합이 참여한 “국제핵융합실험로(ITER)” 공동 개발사업이 착수돼 핵융합로 개발을 위해 요구되는 극한기술을 모두 확보하게 됐다. 우리나라의 경우 90년대 초까지 핵융합 기초수준의 플라즈마 연구를 수행하는 정도가 고작이었다. 하지만 반도체 산업의 발전이 플라즈마 응용연구와 맞물리며 우리도 핵융합에너지 개발에 적극 참여해야 한다는 과학기술계의 요구에 따라 정부는 95년 “차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR)” 개발을 중심으로 한 “국가핵융합연구개발 기본계획”을 발표하고 핵융합연구에 본격적으로 뛰어들었다. KSTAR 프로젝트는 그러나 착수 2년도 안돼 IMF사태를 만나는 등 성장통을 겪었지만 연구진의 끈질긴 노력으로 필요한 극한 기술들을 확보했으며 2003년에는 ITER 프로젝트에 당당히 참여, 주장치 개발제작의 주역을 맡게 됐다. 이제 선진국들은 핵융합을 앞으로 닥칠 에너지위기의 해결책으로 판단하고 있으며 ITER 프로젝트는 유럽연합ㆍ일본ㆍ러시아ㆍ미국ㆍ중국과 우리나라가 참여, 경제 중심국 모두의 각축장이 되고 있다. 올해 말이면 어려웠던 부지선정 협상이 끝나고 장치 건설이 착수돼 오는 2015년이면 ITER가 가동될 것이고 핵융합에너지 상용화는 2030년대 중에는 이룰 수 있으리라 기대되고 있다. 그러나 아직은 핵융합에너지가 인류의 에너지위기를 극복하게 하고 핵융합기술 확보국을 경제 패권국가 반열에 오르게 할 것인가에 대한 미래 예측은 확실하지 않다. 하지만 분명한 사실은 에너지안보를 이룩한 국가는 국력과 위상이 확실히 증대될 것이라는 점이다. 이제 핵융합에너지 개발은 대안이 아니라 필연이 된 것이다. 그리고 우리는 30년 안에 지금의 결정이 낳은 결과를 볼 것이라 확신한다.