꿈의 핵융합 투자 늘리는 中, 6번째 인공태양 불 밝힌다

프랑스 카다라쉬에 위치한 ITER 건설지모습/사진=핵융합연

중국이 인류의 미래 궁극적 에너지원 중 하나로 손꼽히는 인공태양 관련 투자를 늘리고 있다. 중국 내 최소 5곳에서 인공태양 실험장치를 구축 중인 가운데 장시(江西)성에 추가로 새 대규모 프로젝트 건설에 들어갔다. 미국과의 핵융합 기술 경쟁도 더욱 가속화할 전망이다.

9일 중국 경제매체 차이신에 따르면 CNNC(중국국가원자력공사)는 지난해 12월 29일 쓰촨(四川)성에서 25개 기업과 과학연구기관, 대학 등을 망라한 '핵융합 혁신 컨소시엄'을 설립했다. 한 달 앞선 11월엔 CNNC와 장시(江西)성 정부가 협약을 맺고 핵융합 프로젝트 공동 건설에 들어갔다. 차이신은 "총 투자금액만 200억위안(약 3.7조원)에 달한다"고 전했다.


인공태양은 태양과 같은 핵융합 반응을 일으키는 에너지원이다. 기존 핵분열보다 훨씬 큰 에너지를 생산, 이를 이용해 증기터빈을 돌리면 거의 무한한 전기에너지를 얻을 수 있다.

인공태양이 지구상에서 구현되려면 태양 중심부 온도인 1500만도보다 7배 이상 높은 1억도의 초고온 상태가 필요하다. 태양과 지구의 질량 차이 때문이다. 태양 질량의 0.0003%에 불과한 지구에서 인공태양을 제대로 구현하기 위해서는 최소 1억도의 플라즈마(원자핵·전자 분리상태) 환경이 유지돼야 한다.

장시성 핵융합프로젝트는 중국의 6번째 인공태양 프로젝트다. 중국은 상하이(上海), 허베이(河北)성 허페이(合肥)와 랑팡(廊坊), 안후이(安徽), 시안(西安) 등에 인공태양을 가동 중이다. 시안 인공태양 사업자인 싱환에너지는 특히 민간주도 사업체다. 최근 대규모 투자를 유치한 데 이어 1분기 중 인공태양 내부 온도 1700만도 도달에 성공할 것으로 알려졌다.


이미 단기간이지만 1억도 달성에 성공한 미국이나 한국 등에는 미치지 못하지만 민간사업자의 1700만도 달성은 중국의 핵융합 기술 저변이 크게 넓어지고 있다는 의미여서 눈길을 끈다. 중국은 지난해 초 자체 인공태양인 'EAST'(핵융합 유도 토카막 실험장치)가 세계 최초로 고온 플라스마를 403초간 유지하는 신기록을 세웠다고 밝혔다. 다만 아직 핵융합에 필요한 1억도엔 도달하지 못한 것으로 알려졌다.

중국 싱환에너지의 인공태양./사진=차이신

중국 자체 인공태양 사업이 속도를 내는 반면 ITER(국제핵융합실험로) 사업은 지연되고 있다. ITER은 한국과 미국, 중국, EU, 인도, 일본, 러시아 등 7개국이 공동으로 참여, 프랑스에 인공태양을 짓는 사업이다. 당초 2025년 가동할 예정이었으나 가동 시점이 2027년 이후로 늦춰진 것으로 알려졌다. 코로나19 이후 공급망 차질에 의한 부품 납기 지연과 일부 부품 결합 탓으로 전해졌다.

미국을 중심으로 하는 서방과 중국을 중심으로 하는 반미진영 간 갈등이 커지는 상황에서 협업이 더 어려워질거라는 전망도 나온다. 중국 현지언론에 따르면 ITER 핵심인 코일기술은 미국이 제공하지만 중국 역시 코일기술과 함께 공급장치 기술 등을 자체 보유하고 있다. 이 가운데 중국이 자체적인 인공태양 사업에 속도를 내면서 인공태양 관련 기술이 가장 앞선 미국과 경쟁이 더 치열해질 전망이다.

인공태양 분야에선 미국이 가장 앞서나간다. 지난 2021년 핵융합기술벤처 헬리온이 5억달러의 자금을 조달했다고 밝혔고, 비슷한 시점에 캐나다 소재 제네럴퓨젼이 제프 베이조스 아마존 창업자 등으로부터 1억3000만달러를 투자받았다. 곧바로 MIT(메사추세츠 공과대학) 플라즈마 과학융합헨터에서 인큐베이팅한 CFS가 빌게이츠 마이크로소프트 창업자 등으로부터 18억달러를 투자유치 했다고 밝혔다.

중국도 대규모 투자에 들어가면서 양 진영 간 경쟁은 더 치열해질 전망이다. 벤처캐피탈 중커창싱(中科?星) 창립파트너 미레이는 "제어 가능한 핵융합은 정보통신 분야의 양자컴퓨팅이나 AI(인공지능) 혁명과 마찬가지로 에너지 분야에서 가장 중요한 혁명일 수 있다"며 "탄소중립 이행 과정에서 인류의 전력수요는 날로 늘어나고 있으며 핵융합은 빨리 중국 정부의 의제에 포함돼야 한다"고 말했다.