방 추위를 견디지 못하고 난방을 켜면 다음달 전기 요금에 놀라는 사람이 많을 것이다. 2023년 봄에는 전기 요금 인상이 이뤄지고 있으며 앞으로 에너지 가격이 가계를 압박하는 상황은 전 세계적으로 계속될 전망이다. 저렴하고 안정적인 차세대 에너지로 기대를 모으는 핵융합 발전이 일반 가정에 전기를 공급하는 건 언제쯤이 될까.
2022년 12월 점화 시설에서 실시한 핵융합 반응 실험에서 투입한 에너지보다 많은 에너지를 얻는데 성공했다는 발표가 나왔다. 핵융합 실용화에 필수인 점화가 가능하다고 실증한 이 성과에 대해 로렌스리버모어국립연구소는 수십 년 동안 중요한 과학적 브레이크스루라고 밝히기도 했다.
이 소식에 대해 핵융합에너지센터에서 핵융합 연구에 종사하기도 한 기후학자인 토머스 니콜라스는 핵융합 점화 목표가 달성됐다는 게 기쁘지만 전 세계적인 반향은 조금 어긋나고 있다고 지적한다. 그에 따르면 점화시설은 말 그대로 점화를 실증하기 위해 만들어진 것으로 점화 목표 달성도 당초 예정보다 10년 늦었다고 한다. 이 때문에 점화 실현에 의해 핵융합을 가속화한다는 표제가 인터넷에 쏟아지는 것에는 아이러니한 느낌을 받았다는 것. 그는 핵융합으로 발전하는 시설이 등장하는 시기와 핵융합 발전이 전 세계 각지에서 대규모로 보급되는 시기는 의미가 다르다며 핵융합 보급에 관한 화제 중에는 놓치기 쉽다고 말한다.
예를 들어 태양전지패널과 풍력 발전기는 단시간에 설치할 수 있는 대신 수명이 짧기 때문에 깨진 곳에서 점점 더 새로운 것으로 교체된다. 이에 대해 그는 치환율이 높다고 표현한다. 설비 수명이 짧은 건 생산을 위해 많은 공장을 건설하는 이유가 되기 때문에 스케일업도 쉬워진다. 다시 말해 스케일업 속도는 치환율로 정해진다고 할 수 있다.
재생가능에너지와는 반대로 핵융합 발전은 대규모 건설 비용이 필요한 거대한 인프라 프로젝트이며 채산성이 맞게 장기적 계획이 필요하므로 대체율은 낮아진다. 따라서 핵융합 발전이 세계적으로 보급되는 것도 상당한 슬로 페이스가 될 것으로 보여진다.
구체적으론 첫 핵융합 발전소 등장과 전 세계에 많이 핵융합 발전소가 만들어질 때까지의 시간차는 50년으로 추정된다고 한다. 다시 말해 처음으로 본격적인 핵융합 발전 등장이 2040년에서 2050년이라고 가정하면 이후 핵융합 발전이 세계적으로 보급되는 건 2100년 경이 된다.
이런 점에서 그는 한 국가 전력 중 10%나 20%가 핵융합으로 충당되는 건 언제냐고 묻는다면 대답은 2100년이 될 것이라고 말한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.