정부 2035년까지 AI 가상 핵융합로 개발 나선다

과기정통부가 오는 2035년까지 1, 2단계로 나눠 인공지능(AI) 가상 핵융합로 개발에 나선다. 과학기술정보통신부 김태영 미래에너지환경기술과장은 22일 서울 양재 엘타워에서 열린 '핵융합 핵심기술 개발 전략 포럼'에서 핵융합에너지 실현 가속화를 위한 로드맵을 공개하며 이같이 말했다. 과기정통부는 이를 포함한 핵융합 에너지 8대 핵심기술 개발 로드맵을 공개했다. 소형화 기술 고도화 4개 기술과 전력생산을 위한 4개 기술 확보가 핵심이다. 이날 포럼에는 과기정통부 김성수 연구개발정책실장을 비롯한 오영국 한국핵융합에너지연구원장, 유성택 KAT 대표, 권 별 기초과학연구원 전문위원, 최광식 한국수력원자력 기술혁신처장, 홍봉근 전북대 교수 등 100여 명이 참석했다. 개회사에서 김성수 실장은 "핵융합은 꿈의 에너지"라며 "오는 2035년까지 8대 핵심기술을 확보해, 민관이 힘을 합쳐 핵융합의 조기 실현에 나설 계획"이라고 말했다. 이날 공개한 로드맵에 따르면 소형화 시설 고도화 부문에서 가장 핵심인 노심 플라즈마 구현을 위해 AI 가상 핵융합로 개발에 나설 계획이다. 오는 2030년까지 1단계에서는 기술성숙도(TRL) 5~6단계 수준, 2035년까지 2단계에서는 TRL 6~7단계 기술 개발을 목표로 세웠다. 이를 통해 ▲전력생산 핵융합로 운전 시나리오 및 제어기법 확립 ▲진단 모듈 제작 및 진단 세부성능 최적화 ▲노심 플라즈마 자율제어 및 핵융합로 설계 자동화 및 최적화를 실현한다는 계획이다. 혁신 디버터 기술 개발에도 나선다. 디버터는 핵융합로에서 초고온 플라즈마를 가두는 진공용기 보호 장치다. 1단계에서 프로토타입을 제작한 뒤 2단계 고도화가 목표다. 이외에 가열 및 전류 구동과 초전도 자석 등의 양산 기술을 확보한다는 전략이다. 전력생산 핵심기술과 관련해서는 증식 블랑켓 부문에서 핵융합 연료 생산과 연료회수 24시간 연속운전, 33% 열에너지 변환율 확보 등을 목표로 제시했다. 또 핵융합 소재에서는 장주기 교체 부품 수명 5년 이상 등을, 연료 주기에서는 핵 미반응 연료 99% 회수 및 24시간 운전, 안전 및 인허가에서는 규제 및 인허가 체계 마련과 안전성 평가기술 확보를 목표로 세웠다. 과기정통부는 또 (가칭) 핵융합 핵심기술 및 첨단 연구 인프라 조성사업 기획을 추진 중이다. 김태영 과장은 "올해 내 예비타당성조사를 신청할 것"이라며 "또 상용화를 대비한 연구 생태계 체계화를 위해 핵심 기술 별 원팀 추진체계를 운영한다. 이를 위해 산학연 전문가로 구성된 핵심 기술별 (가칭) 정책 포럼을 구성, 운영할 계획"이라고 설명했다. 기술 개발 리스크를 줄이기 위해 5년 단위로 기본 계획과 연동한 계획 수립도 이루어진다. 예산확보를 위해선 핵심기술 확보 전략 및 중점 분야를 기반으로 핵심 기술 개발을 지원할 신규 R&D 사업을 기획 추진할 계획이다. 특히 제5차 기본계획(2027~2031) 수립을 통해 내년 말까지 핵융합 에너지 실현 가속화를 위한 상세 일정 및 전략을 제시할 계획이다. 과기정통부는 향후 이번 기술 개발 전략 포럼에 이어 이달 내 전문가 추가 의견 수렴을 거쳐 기술 개발 계획 등 로드맵을 마무리한 뒤 다음 달 초 제24차 핵융합 실무 위원회와 제22차 국가핵융합위원회에서 확정할 계획이다. 또 오는 12월 초 핵융합 첨단 실증 인프라 구축을 위한 예비타당성 조사를 신청한다는 복안이다. 패널토론에서는 홍봉근 전북대 교수를 좌장으로 진행됐다. 패널로는 윤시우 한국핵융합에너지연구원 부원장, 최광식 한국수력원자력 기술혁신처장, 유성택 KAT 대표, 최운미 UNIST 전기전자공학과 교수, 김태영 과장 등이 나섰다. 윤시우 부원장은 "10년 내 다 하려 하는데, 그럼에도 어려운 부분이 많이 남아 있다"며 "8대 기술 가운데 플라즈마 기술 관련 소형화 핵심은 공학적 문제가 심각하지만, 노심 플라즈마 기술 고성능화 등이 있다. 이를 아직 인류가 완성하지 못했다"고 말했다. 최광식 처장은 또 "2050년 화석이나 신재생으로 모두 전력 수요를 맞출 수 있느냐가 현안"이라며 "핵융합이 상용화되려면 파이낸싱이나 설계, 운영 등의 측면에서 협력이 있어야 할 것"이라고 말했다. 초전도 선재와 가속모듈 전문기업으로 고려제강 100% 자회사인 KAT를 이끌고 있는 유성택 대표는 "KSTAR나 ITER를 비롯한 최근 이탈리아 DTT 등에 납품하고 있다"며 "3년간 주장하는 것이 있는데, 핵융합 사업의 불연속성이다. 연구측면에서는 계속 사업으로 진행되는데 반해 기업 입장서는 2~3년 또는 4~5년 사업의 불연속성이 발생한다. 이 문제를 해결해 달라"고 주문했다. 유 대표는 또 "현재 이 문제제기가 잘 반영되었다고는 생각하는데, 이 추진안이 잘 이행됐으면 한다"는 바람을 나타냈다. 최은미 교수는 핵심기술과 인력 양성 등 2개 문제를 지적했다. 기술 개발 관련해서는 초기 1단계는 정부가 인프라를 깔아 주는 등 투자를 해주고, 그 단계를 넘어가면 산업계가 기술 고도화 등을 해나갈 것을 주문했다. 인력 양성 위해선 비전 및 지속적으로 일할 구조 만들어야 또 인력양성 관련해서 최 교수는 "핵융합을 지원하는 학생들이 비전을 갖고 지속적으로 일할 구조를 정부가 만들어 달라"고 주문했다. 김태영 과장은 "인력 양성 체계가 많지 않아 단기간 해결은 사실 어렵다. 기술 개발 등을 포함해 여러 고민이 많다. 이제 R&D 방식도 바뀌어야하고, 제2 KSTAR 건설도 국가핵융합위원회에서 답을 낼 것"이라며 "산업 생태계에서 목소리를 내주면 정부도 사업추진에 도움이 될 것"이라고 덧붙였다. 청중에서도 다양한 목소리가 제시됐다. 이들은 ▲핵융합에서 탄소나노튜브 접목 방법 ▲핵심기술 개발에 민간참여 구체화 가능성 ▲8대기술 외의 혁신적인 기술 로드맵 여부 ▲전통 및 고전 기술 외에 융합기술 개발 여부 ▲핵융합 분야 민간과 기술 공유 방안 ▲상용화 로드맵 ▲8대 기술외 기타기술 로드맵 등에 관심을 나타냈다.