◼ 에너지 패러다임 전환의 핵심 기술 핵융합 발전

○ 화석 연료 기반 에너지 시스템을 대체하고 있는 신재생에너지가 최근 한계를 노출하고 있음
 

❍  태양광 발전은 흐린 날이나 비 오는 날 발전량이 급감하고, 풍력 발전은 풍속에 따라 발전량이 달라져 전력 공급이 불안정하고

     수급 불균형이 발생

-  미국 캘리포니아에서는 2020년 태양광 발전의 급격한 출력 저하와 이상 고온에 따른 전력 수요 증가에 대응하지 못해 순환

    정전이 발생

-  풍력 발전량이 전체 전원 믹스의 29%를 차지하는 영국의 경우 풍력 발전 의존도 증가와 전력망 인프라의 한계로 정전과

    출력 저하가 발생
※ 국가전력공사(NESO)에 따르면, 영국의 올해 ‘출력 제한 비용1’은 18억 파운드를 초과할 전망
 

❍ 경제 급전2을 위해서는 예측 데이터와 비교한 실시간 조정이 필수이나, 신재생에너지는 높은 전력 공급의 불확실성으로 인해

    운영 일정을 최적화하기 어려워 경제성이 저하될 수 있음
 

❍ 급격한 출력 변화(재생에너지의 간헐성 또는 수요 급변 등)는 주파수 불안정, 전압 변동 등을 유발해 전력 품질을 저하시킴으로써

    전력계통의 신뢰성과 안정성에 영향을 줄 수 있음
 

❍ 이 같은 이유로 태양광ㆍ풍력ㆍ수력 등을 조합하여 변동성을 상쇄하는 재생에너지 포트폴리오 다각화, 수소를 활용한 기저 발전

    역할 대체, 에너지 저장 시스템을 통한 변동성 완화 등의 시도가 지속되고 있으나 높은 초기 투자 비용과 에너지 손실 등 한계가

    존재

◼ 핵융합 발전 기술과 주요국 동향

○ 핵융합 기술은 초고온의 상태로 융합된 플라즈마를 강력한 자기장을 이용해 저장하는 것이 핵심
 

❍ 핵융합 반응을 일으키기 위해서는 원자에 매우 높은 에너지를 가해 원자핵과 전자가 분리된 이온화 상태, 즉 초고온의 플라즈마

    상태가 유지되어야 하며 이를 강력한 자기장이나 전기장으로 제어할 수 있어야 함
* 플라즈마는 전기적으로 대전된 입자 집합이기 때문에 자기장이나 전기장으로 가둘 수 있음
 

❍ 이에 초고온의 플라즈마를 담고 핵융합 반응이 유지되도록 가둬 둘 용기가 필요.

    현재 가장 많이 사용되는 핵융합 장치는  도넛 형태의 자기장 가둠 방식을 채택한 ‘토카막(TOKAMAK)3’ 장치임

-  토카막 장치는 플라즈마를 구속하는 D자 모양의 초전도 자석으로 자기장을 만들어 플라즈마가 도넛 모양의 진공 용기 내에서

    안정적 상태를 유지하도록 제어

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------