원전굴기 속도내는 中, 핵융합 글로벌 표준 노린다

중국이 주요 선진국 10여 개국의 과학자들과 함께 핵융합 발전 실증을 목표로 하는 연구 프로그램을 공식 출범한다. 미국과 유럽연합(EU) 등 주요국이 상용화를 서두르며 기술 경쟁이 치열해지고 있는 핵융합 분야에서 중국이 빠르게 기술력을 끌어올리면서 차세대 원전 기술 분야에서도 주도권 확보에 속도를 내는 양상이다.

25일 중국 관영 영자지 글로벌타임스에 따르면 중국과학원은 ‘버닝 플라스마’ 국제 과학 프로그램을 공식 출범하고 차세대 초전도 토카막(프로젝트명 BEST) 연구 계획을 국제 핵융합 커뮤니티에 공개했다. 이번 프로그램은 버닝 플라스마 물리 연구를 통해 투입 에너지보다 많은 에너지를 생산하고 핵융합 발전을 실증하는 것을 목표로 한다. 중국은 이를 ‘인공태양 점화’로 표현했다. 토카막은 핵융합 장치로 플라스마(초고온 기체 상태)를 일정 시간 안정적으로 제어해야 하기 때문에 지반 안정성과 전력 공급 능력, 전문 인력 확보, 대규모 부지 확보 등 까다로운 조건을 필요로 한다.

중국과학원에 따르면 프랑스·영국·독일·이탈리아·스위스·스페인·오스트리아·벨기에 등 10개국 이상의 과학자들이 ‘허페이 핵융합 선언’에 공동 서명했다. 이들은 “핵융합 연구가 수십 년간의 국제 협력을 통해 주요 돌파구를 마련했지만 여전히 많은 도전 과제에 직면해 있다”며 “전 세계 과학자들의 지혜와 역량을 결집해야 한다”고 강조했다.

핵융합은 태양의 융합 반응을 모방해 에너지를 방출하는 기술로 인류의 ‘궁극적인 에너지’로 불린다. 쑹윈타오 중국과학원 허페이물리과학연구소 부소장은 “우리는 버닝 플라스마의 새로운 단계에 진입하려 한다”며 “이는 핵융합 공학 연구의 핵심 단계로 ‘불’처럼 반응 자체에서 발생한 열이 반응을 지속시켜 미래 연속 발전의 기초를 마련할 것”이라고 설명했다.

연구 계획에 따르면 2027년 말까지 차세대 인공 태양 장치가 완공되면 중수소-삼중수소 연소 플라스마 실험을 진행한다. 장시간 안정 상태 운전 능력을 검증하고 20~200㎿의 핵융합 전력을 생산해 소비 전력보다 더 많은 에너지를 생산하고 핵융합 발전에 실증을 달성할 계획이다.

세계 주요 7개국이 참여한 국제핵융합실험로(ITER)는 당초 올해 말 첫 플라스마 발생을 목표로 했으나 수차례 지연돼 2034년으로 미뤄졌다. 별개로 각국의 자체 핵융합 개발은 속도를 내며 중국은 최근 자체 핵융합 발전 실증로 설계를 마치고 건설을 앞둔 상태다. 이를 두고 빌 게이츠 마이크로소프트 공동 창업자는 지난달 “중국의 핵융합과 핵분열 성과가 매우 인상적”이라며 중국이 차세대 원자로 개발 경쟁에서 미국과 다른 국가들이 쥔 주도권을 점점 더 위협하고 있다고 지적했다.

실제로 중국은 독자 개발한 3세대 가압수형 원자로 ‘화룽 1호’의 배치를 늘려가고 있으며 파키스탄 등 해외로도 수출하고 있다. 나아가 4세대 고온가스냉각 원자로도 세계 최초로 상용화했으며 우라늄 대체 연료인 토륨 원자로, 폐연료 재처리, 핵융합 발전 기술에도 투자 중이다. 원자력을 인공지능(AI) 시대에 전력난에 대비하는 24시간 안정적인 에너지원으로 활용하며 태양광·풍력 등 재생에너지의 약점을 보완하는 데 활용한다는 방침이다.