핵융합은 최근 지구촌의 핫 이슈 중 하나로 떠오르고 있다. 핵융합에너지는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응을 '인공태양'이라 불리는 핵융합 장치를 통해 구현된다. 바닷물의 중수소와 리튬을 연료로 사용해 거의 무한하고 효율이 높으며, 탄소를 배출하지 않아 인류의 지속 가능한 미래를 위한 궁극적 에너지로 주목받고 있다.
공상과학 아니냐는 조롱받은 업계는 지난 몇 년 동안 민간 자금으로 수십억 달러를 유치했다. 수십 개의 스타트업이 폐기물 없는 핵융합 에너지를 연구하고 있다.
핵융합 실험에는 중수소와 삼중수소라는 수소동위원소가 사용된다. 과학자들은 수십 년 동안 수소 연료가 8300℃만도 이상의 온도에 도달하면서 에너지를 공급하고 유지하는 문제를 돌파하기 위해 노력해왔다.
지난해 12월 미국 과학자들의 핵융합에 대한 발표는 큰 흥분을 불러일으켰다. 그러나 이 발표에 사용된 레이저의 소비 전력을 고려하면 전체 프로세스는 방출된 것보다 훨씬 더 많은 에너지를 소비했다. 그래서 핵융합 발전소의 프로토타입이라고 보기는 어렵다. 많은 핵융합 스타트업이 개발하는 공정에 중요한 수소 동위원소인 삼중수소의 공급 부족에 대한 우려도 있다.
스텔라레이터 방식에 도전한 미국의 스타트업이 발전소 건설 추진
이런 상황에서, 파이낸셜 타임즈가 29일(현지시각) 미국의 한 핵융합 스타트업을 소개했다.
미국 스타트업 타입원에너지(Type One Energy)는 세계 최초의 스텔라레이터 발전소 건설을 위해 빌 게이츠의 브레이크스루에너지벤처스(Breakthrough Energy Ventures)를 비롯한 투자자들로부터 2900만 달러(약 378억원)를 조달했다고 28일(현지시각) 발표했다. 지난 2년 동안 약 30억 달러(약 3조9183억원)를 조달한 핵융합 분야 기준으로는 큰 투자는 아니다.
그러나 타입원에너지의 CEO인 크리스 모리(Chris Mowry)는 "브레이크스루의 초기 지원, TDK 벤처스를 포함한 다른 투자자들이 우리의 사업에 신뢰를 줄 것"이라고 밝혔다. 이들 연구의 기초는 위스콘신-메디슨(Wisconsin-Madison) 대학의 과학자들이 수행한 스텔라레이터 연구로부터 출발했다.
현재까지 밝혀진 핵융합 방법은 토카막(Tokamak)과 스텔라레이터(stellarator) 두 가지가 있다. 지금까지는 토카막 방법(핵융합 반응이 일어나는 환경을 만들기 위해 초고온의 플라즈마를 자기장을 이용해 가두는 도넛형 장치)에 많은 자금과 관심이 쏠려있었다. 하지만 이 회사는 스텔라레이터 방식을 쓴다. 스텔라레이터 방식은 플라즈마를 꽈배기 형태로 만들어 안정적으로 전류가 공급되지만 구현이 극히 어렵다.
모리 CEO는 "토카막에 초점을 맞춘 융합 스타트업이 지금까지 관심과 돈의 대부분을 끌어모았지만, 마침내 스텔라레이터의 시대가 왔다"고 주장했다 .
모리 CEO는 "스텔라레이터를 작동시키는 데 필요한 매우 복잡한 구성을 설계할 수 있는 슈퍼컴퓨터의 등장으로 컴퓨팅 성능이 바뀌었다"고 주장하며, "슈퍼컴퓨터 덕분에 타입원은 실험적인 프로토타입에 투자자의 현금을 소모하지 않고도, 발전소 건설을 위해 직접 작업할 수 있게 됐다"고 밝혔다.
한편, 파이낸셜 타임즈에 의하면, 빌 게이츠의 브레이크스루는 자석을 전혀 사용하지 않는 또 다른 융합 모델을 추구하는 CFS 및 잽 에너지(Zap Energy)에도 투자했다.
회의론자들은 핵융합이 이미 작동이 입증된 풍력 및 태양광과 같은 청정 에너지 기술의 출시에서 도움이 되지 않는 주의를 산만하게 한다고 주장한다. 상업적인 핵융합 발전은 30년 후가 될 것으로 보고 있다.
그러나 브레이크스루의 파트너인 필 라로첼(Phil Larochelle)은 "이제는 이 산업을 진지하게 받아들여야 할 때"라고 주장했다.
라로첼은 “융합은 궁극적인 에너지원이다. 어려운 엔지니어링 문제를 해결할 수 있고 과학이 원하는 방향으로 계속 발전한다면 잠재적으로 최초의 상업 공장을 가질 수 있는 지점에 도달했다고 생각한다”고 말했다.