인공지능(AI) 붐으로 폭증한 전력 수요를 감당하기 위한 대안으로, 핵융합 에너지가 다시 주목받고 있다. 핵융합은 두 개의 수소 원자가 결합해 하나의 헬륨 원자를 형성하는 과정에서 막대한 에너지를 방출하는 원리다. 이는 태양의 에너지원이기도 하다. 

미국의 스타트업 ‘타입원에너지(Type One Energy)’는 최근 슈퍼컴퓨터를 활용해 상용 핵융합 기술을 개발 중이라고 CNBC가 21일(현지시각) 보도했다.

핵융합, AI 통해 만든 에너지 대안…AI 수요를 충족해줄 대안 될까

핵융합 발전의 가장 큰 기술적 관건은 1억도에 가까운 고온의 플라즈마 상태를 안정적으로 유지하는 것이다. 태양처럼 강한 중력이 없는 지구에서는 자기장을 활용해 이를 보완해야 한다. 현재까지는 토카막(Tokamak)과 스텔러레이터(Stellarator) 2가지 방식이 있다. 

1950년대 개발된 스텔러레이터는 설계가 복잡하고 기술 난도가 높아 지금까지는 상업화가 불가능했다. 원자로 최다 보유국을 목표로 하는 중국의 인공태양 'EAST'나 한국의 'KSTAR'도 상대적으로 기술 난이도가 낮은 토카막 방식을 채택하고 있다. 

반면 타입원에너지는 슈퍼컴퓨터를 활용해 스텔러레이터 방식으로 기술 상용화 가능성을 타진하고 있다. 크리스토퍼 모우리(Christofer Mowry) CEO는 "이 기술은 기존 발전소와 유사하게 열을 발생시켜 물을 끓이고, 증기를 이용해 터빈을 돌리는 방식"이라며 "24시간 안정적으로 핵융합 전력 공급이 가능하다"고 설명했다.

그는 이어 "슈퍼컴퓨터 덕분에 지난 5~6년 사이에 산업계, 학계, 연구기관들이 대규모 핵융합 장치 실험을 가속화했고, 놀라울 정도로 빠르게 진전됐다"며 "AI 기술로 인해 상용화 가능성이 현실화됐다"고 언급했다.

전 세계 수십 개 기업이 핵융합 발전 기술을 개발 중이지만, 모우리 대표는 “기존 발전소에 바로 적용 가능한 스텔러레이터 기술을 갖춘 곳은 타입원에너지가 유일하다”고 밝혔다. 회사는 조만간 테네시강 유역개발공사(Tennessee Valley Authority)와 함께 실제 발전소 적용 실험에 돌입할 예정이다.

핵융합의 원리를 설명하는 인포그래픽 / ChatGPT 이미지 생성
 
방사능·무기화 걱정 없는 차세대 에너지…타입원에너지 “10년 내 상용 발전 가능”

모우리 대표는 “핵융합은 기존 원자력 발전과는 다르다”며, “사고 위험이 없고, 장기 방사성 폐기물도 없으며, 군사 무기화도 불가능하다”고 강조했다. 핵융합 에너지는 지역 제약 없이 어디에나 설치 가능하다는 점에서, 전력 수요가 급증하는 AI 데이터센터나 대규모 산업단지에 안정적이고 청정한 에너지 공급원으로 할용될 수 있다는 평가다.

투자자들도 이 기술에 주목하고 있다. 타입원은 현재까지 총 8240만달러(약 1110억원)를 유치했으며, 브레이크스루에너지벤처스(Breakthrough Energy Ventures), 센타우루스캐피털(Centaurus Capital), GD1, 폭스글로브캐피털(Foxglove Capital), SeaX벤처스 등으로부터 투자를 받았다. 

TDK벤처스(TDK Ventures)의 니콜라 사바주(Nicolas Sauvage) 사장은 “타입원에너지 솔루션은 높은 수익 잠재력을 지닌다”며, “핵융합은 더 이상 공상과학이 아니며, 이 회사의 기술은 저비용·지속 가능한 친환경 에너지 비전에 빠르게 다가가고 있다”고 말했다. 

타입원에너지는 핵융합 에너지로 전기를 생산할 수 있는 시대가 10년 안에 올 것이라고 주장하고 있다.

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