인공태양 'KSTAR' 민간 개방…1.2조 핵융합 기술개발 사업 추진

과기정통부, '핵융합에너지 실현 가속화 전략' 의결

민관 협력 하에 기술혁신·산업 기반 구축 등 추진

핵융합 혁신기술 개발 및 인프라 구축 사업 예타 추진

[서울=뉴시스]대전 한국핵융합에너지연구원에 구축돼있는 초전도핵융합연구장치 KSTAR(케이스타). KSTAR는 핵융합 반응이 일어나도록 1억도 이상의 초고온 플라즈마를 만들고 강력한 자기장을 이용해 가둬두는 역할을 한다. (사진=한국핵융합에너지연구원 제공)

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 정부는 국내 연구진이 독자 개발한 한국형 인공태양 'KSTAR(케이스타)'를 비롯한 핵융합 공공 인프라를 민간에 개방하는 등 민관 협력을 기반으로 핵융합에너지 실현에 속도를 붙이기로 했다. 민관 합동 핵융합 기술 개발 및 인프라 구축을 위한 1조2000억원 규모의 신규 사업도 추진한다.

과학기술정보통신부는 이종호 장관 주재로 제20차 국가핵융합위원회를 열고 '핵융합에너지 실현 가속화 전략(안)'을 심의·의결했다고 22일 밝혔다.

핵융합위원회 폐회 후에는 '핵융합 연구성과 전시회와 '공공-민간 핵융합 협력체 결성식'도 개최됐다. 특히 이번 협력체 결성식에 따라 국내 핵융합 기업들은 공공기관과 함께 핵융합 연구시설 부품·장비, 건설사업 참여 등 세계 시장 공략을 위한 협력을 추진하기로 했다.

핵융합은 태양에서 에너지가 만들어지는 원리를 모방하는 형태로 구현된다. 중수소와 삼중수소의 핵융합 반응을 통해 에너지를 생산하는 형태다. 핵융합에너지는 탄소를 배출하지 않으며, 고준위 방폐물을 발생시키지 않고, 폭발의 위험도 없어 높은 안전성을 지닌 미래 에너지로 주목받고 있다.

우리나라 또한 핵융합에너지 생산을 위해 필요한 기술을 체계적으로 확보해왔다. 한국형 초전도 핵융합 연구장치 KSTAR의 건설·운영 경험과, 국제핵융합실험로(ITER·이터) 사업 참여를 통해 대규모 핵융합로 설계·제작·운영 노하우를 축적한 것이 대표적이다.

이번에 수립한 핵융합에너지 실현 가속화 전략은 핵융합에너지 상용화에 주도적으로 참여할 역량을 확보해 탈탄소 시대 에너지 안보·주권의 핵심축으로 도약한다는 정책목표를 설정했다. 정책목표를 실현하기 위해 정부는 기술혁신, 산업화, 생태계라는 3가지 기본방향을 세웠다. 이를 기반으로 ▲민관 협력을 통한 핵융합 기술혁신 ▲핵융합에너지 산업화 기반 구축 ▲핵융합에너지 혁신생태계 조성이라는 3대 전략과 9가지 핵심 과제를 수립했다.

핵융합에너지 발생 원리(왼쪽)와 핵융합에너지 특징. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

민관 협력으로 핵융합 기술혁신…핵융합로 등에 AI 등 디지털 기술 접목

민관 협력과 관련해서는 먼저 미래 성장 가능성이 큰 글로벌 핵융합 연구·실증 엔지니어링 시장을 선도하기 위한 '퓨전 엔지니어링 혁신 프로젝트'를 추진한다. 민간의 우수한 엔지니어링 역량과 공공의 핵융합 기술 역량을 결합하는 민관 공동 개발체계 방식이다. 핵융합 실증로 건설 단계에서 반드시 필요한 디버터·증식블랑켓 등 핵심기술 개발을 지원한다.

또한 민간의 창의적 기술 연구를 지원하고, 민간의 연구성과가 핵융합로 소형화 기술로 연결될 수 있도록 민관 협력 '플러그인(Plug-in) 프로그램'을 도입한다. 민간의 컨소시엄이 연구개발을 주도하고, 공공기관은 컨소시엄에서 개발된 기술이 핵융합로에 적용될 수 있도록 지원하는 역할을 맡는다. 프로그램을 통해 개발된 핵심 부품·장치가 해외 시장에도 진출할 수 있도록 수출지원도 병행한다.

우리나라의 우수한 디지털 기술을 활용한 '핵융합 디지털 혁신'도 추진한다. 디지털트윈 기술을 개발·적용함으로써 가상 핵융합로를 선제적으로 구현해 핵융합로의 설계 고도화 및 검증 신뢰성을 높이는 것이 핵심이다. 인공지능(AI) 기술을 활용한 핵융합로의 표준 운영 기술 개발에도 나선다. IoT 기반의 핵융합로 운전상태 모니터링 기술을 개발해 극한 환경에서 운전하는 핵융합로의 상태를 원격 진단하는 기술도 개발할 예정이다.

민간 주도로 핵융합 산업화 추진…해외 핵융합로 건설 사업 수주도 적극 지원

이번 전략에 따라 민간이 주도하고 참여하는 핵융합 산업화 기반도 구축한다. 핵융합 기술에 대한 민간의 관심을 제고하고 기술산업 생태계를 활성화하기 위해서 민간기업, 대학, 출연연 등으로 구성된 '핵융합 혁신포럼'을 올 하반기 출범할 예정이다. 또한 내수시장을 활성화하고 핵융합 관련 민간 스타트업 창업과 시장 조기 안착을 지원하기 위한 'K-퓨전 스타트업 프로젝트'를 추진한다.

국내 핵융합 기업의 세계시장 진출도 지원한다. 단기적으로는 KSTAR 설계·건설 경험으로 확보한 기술력과 ITER 등 국제 공동연구를 통해 쌓은 해외 네트워크를 활용해 해외 연구장치 건설 사업 수주를 지원한다. 중장기적으로는 잠재 수출국의 규제·수요를 분석해 국가별 맞춤형 전략을 수립하고, '핵융합 종합 수출정보 플랫폼'을 구축함으로써 해외 기술·규제 동향 및 발주·입찰 정보 제공을 통해 실증로 시장을 개척할 계획이다.

핵융합 R&D 성과의 활용 및 확산 추진에도 나선다. 이를 위해 산업 수요에 맞춰 중성자 및 저온 플라즈마 기술 분야 등 핵융합 관련 기술의 산업적 활용을 다양화하고 관련 신산업을 창출하는 것이 핵심이다. 민관 협력 기반의 대형 연구개발 프로젝트를 기획·추진해 핵융합 R&D 성과의 활용 및 확산도 뒷받침할 방침이다.

핵융합 기술혁신 가속화 전략 비전 및 주요 전략·과제. (사진=과기정통부 제공) *재판매 및 DB 금지

핵융합 공공 연구성과·인프라 민간에 개방…전문 인력 확보도 총력

핵융합에너지 혁신 생태계 조성을 목표로 민관 협력 기반의 핵융합 개방형 연구 생태계도 강화하기로 했다. 공공 연구성과와 설계역량을 대학·기업에 확산할 수 있도록 개방형 연구협력 체계를 구축한다는 계획이다.

아울러 민간이 KSTAR를 공동 활용할 수 있도록 지원하고, 민간기업의 실험 참여를 확대하는 등 공공 인프라를 민간에 적극 개방한다. 대학과 기업이 KSTAR, ITER 등을 통해 축적된 핵융합 데이터를 활용할 수 있도록 '핵융합 빅데이터 센터'를 구축하고, 핵융합 분야 혁신기술 개발 및 난제 해결을 위한 첨단 연구 인프라도 마련한다.

핵융합 인력수요 확대 대응을 위한 전문인력도 확보·육성한다. 핵융합 분야 연구·산업 확대에 따른 인력 수요에 대응할 수 있도록 대학의 핵융합 전공 및 과목을 신설·확대하고, ITER와 연계한 교육훈련 프로그램을 확충한다. 해외 우수연구자 유치와 정착을 위해 인건비 제도개선, 유치기관에 대한 인센티브 제공 등도 적극 검토하기로 했다.

혁신생태계 조성의 일환으로 글로벌 리더십을 강화하고 거버넌스를 주도하기 위한 기반도 마련한다. 글로벌 스탠다드에 맞춰 원자력과 구별되는 별도의 핵융합 규제체계 개발을 위한 전담 조직을 설치하고, 국제기구와 핵융합로 개발 국가와의 규제 협력도 강화한다. 이에 더해 미국·유럽·일본 등과 국가 간 연구시설을 전략 공유하고, 공동 연구 등을 통해 핵융합에너지 산업화 기반을 조성해나간다.

이같은 전략 추진과 함께 과기정통부는 민관 합동으로 핵융합 혁신기술을 개발하고 관련 인프라 구축을 위한 1조2000억원 규모의 '핵융합 혁신형 기술개발 및 인프라 구축사업' 예비타당성 조사에도 나설 예정이다.

이종호 장관은 "핵융합에너지는 에너지 문제 및 전력수요 증가 문제의 해결책으로, 미래에는 핵융합에너지 기술을 확보한 나라만이 글로벌 에너지 시장을 주도할 수 있다"며 "민관 협력 중심의 R&D 전환과 핵융합 생태계 강화를 통해 핵융합에너지를 조기에 확보하여 에너지 패권 경쟁에서 주도권을 확보하겠다"고 전했다.


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