핵융합으로 에너지 순생산 성공…‘탄소 제로’ 향한 돌파구

로런스 리버모어 국립연구소(LLNL)의 핵융합 연구 시설인 국립 점화 시설(NIF)의 홈페이지 캡처

미국 과학자들이 꿈의 에너지로 불리는 ‘핵융합 에너지’와 관련해 중요한 과학적 돌파구를 만들었으며 미 정부가 13일(현지시간) 이를 공개할 예정이라고 파이낸셜타임스(FT)·워싱턴포스트(WP)가 11일 보도했다.

보도에 따르면 미 캘리포니아에 위치한 ‘로런스 리버모어 국립연구소’(LLNL) 소속 과학자들은 최근 처음으로 핵융합 반응에서 순 에너지 생산에 성공하면서 무한한 ‘탄소 제로’ 전력 생산의 계기를 마련했다.

핵융합은 태양이 에너지를 생산하는 것과 비슷한 방식의 기술이다. 이 기술이 실용화되면 온실가스나 오염물질을 배출하지 않고 전력을 사실상 무제한으로 얻을 수 있어 ‘인류를 구할 차세대 에너지’로 불려왔다. FT는 “이론적으로 작은 컵 정도의 수소 연료면 한 가정은 수백 년 동안 전력을 공급받을 수 있다”고 설명했다. 물리학자들은 1950년대부터 이를 활용해 에너지를 생산하기 위해 노력해왔지만 어떤 연구에서도 성공하지 못했다.

이번 연구 성과는 LLNL의 핵융합 연구 시설인 ‘국립 점화 시설’(NIF)에서 나왔다. NIF는 ‘관성 가둠 핵융합’이라는 방식의 핵융합 연구 시설로 2009년 완공됐다. 핵융합 기술을 상용화하려면 핵융합 반응이 일어나는 초고온 초고압의 플라스마를 특정 공간에 충분한 시간 동안 가둘 수 있어야 하는데, 과학자들은 이곳에서 핵융합 반응을 일으키기 위해 투입한 에너지보다 더 큰 에너지를 핵융합 반응으로 만드는 데 성공한 것으로 보인다.

LLNL에서 진행되는 13일 연구 발표회에는 제니퍼 그랜홈 에너지부 장관이 참석할 것으로 전해졌으나 조 바이든 대통령이 나올 수도 있는 것으로 알려졌다.

다만 이번 연구 성과가 실용화되려면 적어도 수십 년이 걸릴 것으로 보인다. 순 에너지를 생산하기 위해서는 핵융합 반응에 필요한 세계에서 가장 큰 레이저가 필요하고 실용화에 필요한 반응에 드는 자원의 규모도 엄청나기 때문이다. 핵융합 반응을 전력망에 적용할 수 있도록 전기로 전환하는 기술도 아직 개발되지 않았다.

WP는 “상업적 사용까지는 최소 10년 어쩌면 수십 년이 더 걸릴 수도 있다”면서도 “조 바이든 정부는 이 성과를 두고 수년간 정부가 대규모 투자를 한 덕택이라고 강조할 것”이라고 내다봤다. 바이든 행정부는 지난 8월 인플레이션 감축법 통해 탄소배출량을 줄이고 차세대 청정 기술 개발을 위해 저탄소 에너지를 위한 보조금으로 약 3700억 달러(483조5900억원)를 투입한다고 밝힌 바 있다.

백재연 기자 energy@kmib.co.kr



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