[Ep.17] 핵융합 발전 – 꿈의 에너지에 다가서는 기술

‘태양을 땅 위에 만들겠다’는 도전

핵융합(Fusion)은 태양이 빛을 내는 원리입니다.
두 개의 가벼운 원자핵(주로 수소)이 융합해 무거운 원자핵(헬륨)을 만들고, 이 과정에서 엄청난 에너지가 방출됩니다.

인류는 이 원리를 지구 위에서 인공적으로 구현하려는 시도를 해왔고, 이제 실현 가능성의 문턱에 도달했습니다.

☞ 핵융합은 폭발도, 방사능 폐기물도, 탄소 배출도 없는 ‘완전한 청정 에너지’입니다.

핵융합 발전 – 꿈의 에너지에 다가서는 기술

▣ 핵분열과 핵융합은 어떻게 다를까?

구분	핵분열(Fission)	핵융합(Fusion)
원리	무거운 원자핵 분열	가벼운 원자핵 결합
대표 연료	우라늄, 플루토늄	중수소, 삼중수소(수소 동위원소)
폐기물	고준위 방사성 폐기물 발생	거의 없음
위험성	폭주 가능성, 방사능 유출 위험	폭발 없음, 외부 차단 시 정지됨
에너지 밀도	높음	핵분열보다도 더 높음

☞ 핵융합은 이상적인 발전 방식이지만,
기술적으로는 훨씬 어려운 도전입니다.

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▣ 왜 핵융합은 지금 중요한가?

• 기후변화 대응을 위한 무탄소 에너지 공급원
• 원전 사고의 위험 없는 고출력 전력 생산
• 연료(수소 동위원소)가 바닷물에 무한히 존재
• 국가 에너지 자립을 가능하게 함

지금까지 어려웠던 이유는 단 하나 –
융합을 지속시킬 만큼 높은 온도(1억도)와 압력을 유지하기가 너무 어렵기 때문입니다.

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▣ 핵융합 기술 개발 현황

1. 국제 공동 프로젝트 – ITER
   • 유럽연합, 미국, 일본, 한국 등 35개국 참여
   • 프랑스 카다라슈에서 건설 중
   • 목표: 2035년 실증 운전, 500MW급 플라즈마 유지
2. 한국형 핵융합로 – KSTAR
   • ‘한국의 인공 태양’이라 불리는 실험로
   • 2023년 기준, 세계 최장 30초 이상 초고온 플라즈마 유지 성공
3. 민간기업의 도전
   • Helion Energy (미국): 2028년 상용 발전소 목표
   • TAE Technologies: 안정성 중심의 베암 플라즈마 기술
   • Tokamak Energy (영국): 소형 융합로 기반 개발 중

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▣ 기술 핵심 요소

• 초전도 자석: 고온 플라즈마를 자기장으로 가둬 유지
• 플라즈마 제어 시스템: 온도·압력 유지 및 불안정성 억제
• 냉각 시스템 & 중수소·삼중수소 연료 공급 기술
• 에너지 전환 모듈: 플라즈마 열 → 터빈 → 전기 변환 효율화

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▣ 산업과 투자 시사점

항목	설명
핵심 경쟁력	초고온 플라즈마 유지 기술, 자기장 제어 능력
투자기업	Helion, TAE, Commonwealth Fusion, 삼성重(ITER 참여)
주요 ETF	HTEC, QCLN, ARKQ
수익화 시점	2030년대 중반 이후로 예측되나, 관련 기술/장비 조기 수익화 가능
전략 포인트	핵융합 → 수소 연계, 우주 전력, 장거리 ESS로 응용 확장 중

 

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▣ 요약

핵융합 발전은 에너지를 ‘만드는 기술’이 아니라 ‘모방하는 기술’입니다.
자연의 가장 위대한 에너지인 태양의 원리를,
인간의 기술로 지구에 복제하려는 시도.
그 시도가 성공하는 날, 에너지 전쟁은 끝나고
진정한 에너지 평화의 시대가 시작될 것입니다.