본문 바로가기 주메뉴 바로가기

핵융합

  • Fusion Story
  • 핵융합
핵융합의 다른 글

201911.06

영국이 기후변화 대응을 위해 과감히 선택한 에너지는?

커뮤니케이션팀   
https://fusionnow.nfri.re.kr/post/nuclear-fusion/1012

* 2050 온실가스 제로 목표한 영국, 세계 최초 핵융합 발전소 건설 선언

 

영국은 화력발전을 대체할 다양한 도전에 나섰다. < 사진 출처=editoy.com> 


“이런 일을 진행하는 것은 처음이지만 새로운 기준이 될 것이라고 전망합니다”
-영국 국영전력회사 내셔널 그리드의 핀탄 슐리에 이사-

 

올 봄 영국이 에너지 패러다임을 바꿀 담대한 도전에 나섰습니다. 화력발전 없이 전력 수요 충당이 가능한지 실험을 진행한 것인데요. 석탄 동력에 힘입어 산업혁명을 주도했던 영국은 4월 첫 도전에서는 90시간 동안, 5월은 1주일, 6월에는 무려 2주 동안이나 화력발전을 멈추고도 전력 수요를 감당하는 데 성공했습니다.

 

비록 제한된 기간이었지만 137년 만에 화력발전을 멈춘 영국의 시도는 에너지 패러다임의 전환을 알리기에 충분했습니다. 2025년까지 화력발전을 완전 중단한다는 야심찬 계획은 지금도 현재 진행 중입니다. 그렇다면 화석연료가 퇴출당한 빈자리는 무엇이 대신할까요?

 

영국 보리스 존슨(Boris Johnson) 총리는 이에 답하듯 지난 9월 세계 핵융합계를 들썩이게 할 만한 뉴스를 발표했습니다. 바로 세계 최초로 상용전기 생산이 가능한 핵융합 플랜트를 건설하겠다는 계획입니다. 영국은 인류의 생존과 직결된 기후변화, 또 자국의 생존과 직결된 브렉시트에 대응하기 위해 인공태양을 만드는 핵융합 발전을 앞당기는 야심 찬 계획을 세웠는데요. 어느 때보다 핵융합에너지 개발을 강조하고 있는 영국의 포부를 알아보도록 하겠습니다

 

 영국의회<사진 출처= www.parliament.uk>

 

 

|세계 최초 상용 핵융합 도전하는 STEP 프로젝트가 시작됐다

 

영국 의회는 지난 6월 기후변화국가자문위원회의 권고를 토대로 혁신적인 목표가 담긴 법안을 통과시켰습니다. 바로 ‘2050년까지 온실가스 ‘순배출량 제로(net zero)’를 목표로 하는 탄소중립(carbon neutral)에 관한 법안입니다. 탄소 중립은 지구온난화 주범인 탄소의 배출량만큼 신재생 에너지 발전 등 외부에서 탄소를 감축하거나 흡수하는 활동을 통해 이를 상쇄시켜, 탄소의 순 배출량을 ‘0’으로 만드는 것을 뜻합니다. 영국은 이를 달성하기 위해 2025년까지 온실가스 배출원으로 손꼽히는 화력발전의 비중을 완전히 퇴출하고, 2035년까지 모든 신차를 전기차로 대체하는 등의 단계적인 목표를 세웠습니다. 이는 G7 국가 중 최초이자 전 세계에서 가장 과감한 에너지 정책으로 주목받고 있습니다.

 

여기에 한 가지 더 눈에 띄는 계획이 포함되어 있습니다. 바로 온실가스 순배출량 제로를 달성하기 위한 세부 전략으로 핵융합 플랜트 건설 계획을 제시한 것입니다. 여기에는 2040년까지 세계 최초 소형 핵융합 플랜트 ‘STEP’(Spherical Tokamak for Energy Production)‘의 건설과 운영에 대한 계획이 담겨 있습니다. 100MW 이상의 전력을 생산하는 것을 목표로 하는 토카막 건설을 위해 영국 정부는 2024년까지 총 4년간 2억2000만 파운드, 우리나라 돈으로 환산하면 무려 3,348억원 정도의 액수를 투자할 것을 밝혔는데요. 이는 적극적으로 기후변화에 대응하기 위해 핵융합에너지의 상용화는 선택이 아닌 필수라는 영국 정부의 의지가 나타나 있습니다.

 

 

|산학연이 함께 만들어 갈 STEP

 

이 과감한 핵융합에너지 개발 계획을 달성하기 위한 단계별 목표와 기관별 역할도 제시되었습니다. 먼저 2024년까지 진행되는 1단계 사업에서는 STEP의 개념설계를 완성한다는 목표입니다.

 

그 중심에는 영국 원자력에너지청(UKAEA)과 국립핵융합연구기관(CCFE: Culham Centre for Fusion Energy)이 있습니다. 국립핵융합연구기관(CCFE)은 그동안 추진해 온 핵융합 연구개발 경험을 바탕으로 STEP 프로젝트의 청사진을 제시할 계획입니다. 유럽 공동 핵융합실험장치 JET와 MAST를 관리‧운영해온 CCFE의 노하우가 STEP 개념설계에 반영되는 것입니다. 영국은 EU 탈퇴 결정에도 불구하고 현재 전 세계에서 유일하게 중수소(D)-삼중수소(T) 실험이 가능한 장치인 JET의 운영 지원을 연장한 바 있습니다. 또한 기존 핵융합 장치인 MAST의 업그레이드 장치인 MAST-U가 2020년 첫 운전을 시작하게 되면서, 이 실험 성과를 STEP 개념 설계에 적극 반영하게 됩니다. 

 

지난 9월 영국핵융합연구기관CCFE를 방문한 영국 총리<사진출처=CCFE>  

 

영국 핵융합계는 이러한 기존의 핵융합 시설의 운영 외에도 세계 최초 핵융합 발전소(STEP) 건설이라는 목표 아래 필수 연구 분야인 핵융합 재료, 연료주기 연구, 원격 제어 연구 등 핵융합 발전 통합 솔루션을 위한 투자를 확대하고 있습니다.

 

먼저 국가핵융합기술플랫폼(NFTP)를 2021년 6월까지 컬햄과학센터(Culham Science Center)에 완공할 예정입니다. NFTP는 핵융합에너지 상용화를 위해 필요한 필수 기술 중 핵융합 재료 연구시설(FTF)와 삼중수소 저장시스템을 비롯한 핵융합 연료주기 연구를 위한 시설(H3AT)로 구성되어 있습니다. 이 외에도 핵융합 재료 연구를 위해 방사능 물질 분석을 위한 시설인 MRF(Materials Research Facility)를 활용하고, 산업체와의 협력을 기반으로 한 핵융합 재료·장치의 개발·테스트를 위한 새로운 핵융합 연구시설을 2020년까지 완공할 예정입니다. 긴밀한 산학연 협력을 바탕으로 한 핵융합의 재료·장치 개발로 미래 핵융합 발전소 설계를 추진해 나가겠다는 계획입니다. 

 

또 한 가지 영국 정부가 핵융합에너지 상용화를 위해 투자하고 있는 부분이 있습니다. 바로 RACE(Remote Applications in Challenging Environments) 라 불리는 원격 제어 기술 연구입니다. 영국은 이미 삼중수소를 사용하는 JET 운영을 위해 로봇기술 등 원격제어 시스템 기술들을 축적해왔습니다. 이 성과를 바탕으로 핵융합 분야 뿐 아니라 우주, 심해, 원자력 등 다양한 연구와 산업 분야에 활용 가능한 원격제어 기술 연구로 빠르게 성장하고 있는 로봇 산업의 경쟁력을 키워갈 예정입니다.

 

유럽공동핵융합실험장치 JET에서 운용 중인 원격 로봇팔 모습 <사진출처=CCFE>

 

 

|기후변화‧브렉시트 위기 에너지로 승부한다

 

유럽연합(EU) 탈퇴 수순을 밟고 있는 영국 사회는 위기와 기회를 동시에 맞고 있습니다. EU 회원국으로 유럽공동체와 사회경제적인 통합뿐만 아니라 에너지・기후변화 정책 공조를 지향해 온 만큼 브렉시트 이후에는 독자적인 위상 정립을 고민해야 하는 상황인데요.

 

영국 CCFE 대변인 닉 할로웨이(Nick Holloway)는 영국의 유럽연합 탈퇴 후에도 ITER 프로젝트에 잔류하길 바라고 있지만, ITER와는 별개로 STEP 프로젝트를 진행할 것이라 밝혔습니다. 1977년 유럽 공동 핵융합실험장치 JET를 영국 옥스포드셔주에 건설하며 일찌감치 함께 가는 길을 선택지만, 이제 EU와 함께 가되 영국만의 길도 모색하는 투 트랙 전략을 실현하는 모습입니다.

 

최근 발표한 STEP 프로젝트처럼 영국은 기후변화, 브렉시트와 맞물려 핵융합 연구를 미래 먹거리 산업으로서 적극적으로 추진하고 있습니다. 특히 산·학·연 공동연구 및 핵융합 산업체 지원 등 산업생태계 강화·확대 사업을 통한 핵융합에너지 개발 및 확대에 힘을 쏟고 있는 모습입니다. 이를 통한 신사업 개발, 일자리 확보 등 사회‧경제적인 성과 창출에도 큰 노력을 기울이고 있음을 눈여겨볼 대목입니다.

 

영국의 움직임에서 알 수 있듯 이제 핵융합에너지 개발을 중심으로 한 미래 청정에너지를 찾는 혁명적인 변화가 시작되고 있습니다. 과감한 기후변화 대응 전략을 선언한 영국의 행보가 우리에게도 많은 시사점을 주는데요. 이들의 야심찬 도전이 핵융합 상용화를 앞당기는 기폭제가 되길 기대하면서, 우리나라 역시 세계 최초 핵융합 발전 달성 국가가 되기 위해 발걸음을 재촉해야겠습니다.

 

국제 공동 핵융합연구 프로젝트인 ITER 건설현장 <사진출처=ITER.org>  

 

  •  좋아요 bg
    1
    좋아요 bg
  •  카카오스토리 공유 bg
    106
    카카오스토리 공유 bg
  •  카카오톡 공유 bg
    106
    카카오톡 공유 bg

댓글 0

정보에 대해 만족하십니까?

TOP