핵융합 스타트업 헬리온, 1억5천만도 달성... 2028년 상용화 현실성은?

1억5천만도, 태양 중심부의 10배 온도

워싱턴주 에버렛의 핵융합 스타트업 헬리온이 금요일 중요한 이정표를 발표했다. 자사의 폴라리스 시제품 원자로에서 플라즈마 온도가 1억5천만도에 도달했다는 것이다. 이는 상용 핵융합 발전소 운영에 필요하다고 회사가 생각하는 온도의 4분의 3 수준이다.

데이비드 커틀리 헬리온 공동창업자 겸 CEO는 "이 지점에 도달할 수 있어서 정말 흥미진진하다"고 말했다. 더 주목할 점은 폴라리스가 중수소-삼중수소 연료로 작동하고 있다는 것이다. 커틀리 CEO는 이로써 헬리온이 이런 연료를 사용하는 첫 번째 핵융합 회사가 됐다고 밝혔다.

투자자들이 주목하는 이유

핵융합은 이론적으로 무한한 청정에너지원이다. 이 잠재력에 투자자들이 몰려들고 있다. 이번 주 이너셔 엔터프라이즈는 베세머와 GV가 참여한 4억5천만달러 시리즈A 투자를 발표했다. 1월에는 타입원 에너지가 2억5천만달러 투자 유치 중이라고 밝혔고, 작년 여름 커먼웰스 퓨전 시스템즈는 구글과 엔비디아 등으로부터 8억6천3백만달러를 조달했다.

헬리온 자체도 작년 샘 알트만, 미스릴, 라이트스피드, 소프트뱅크 등으로부터 4억2천5백만달러를 투자받았다. 하지만 헬리온의 야심은 남다르다. 대부분의 핵융합 스타트업이 2030년대 초 전력망 연결을 목표로 하는 반면, 헬리온은 마이크로소프트와 2028년부터 전력을 공급하는 계약을 체결했다.

한국 기업들은 어떻게 볼까?

국내에서도 핵융합 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 삼성전자는 이미 반도체 제조 공정에서 청정에너지 사용을 늘리고 있고, SK그룹은 수소 사업에 대규모 투자를 하고 있다. 만약 헬리온이 약속한 2028년 상용화에 성공한다면, 국내 대기업들의 에너지 전략에도 변화가 불가피할 것이다.

특히 현대차와 같은 제조업체들은 탄소중립 목표 달성을 위해 청정에너지 확보가 절실한 상황이다. 핵융합 전력이 경제성을 확보한다면, 기존 재생에너지 투자 계획도 재검토해야 할 수 있다.

기술적 도전과 현실적 한계

하지만 헬리온의 길은 여전히 험난하다. 회사는 최종적으로 2억도의 플라즈마를 만들어야 한다고 본다. 다른 회사들보다 훨씬 높은 온도다. 커먼웰스 퓨전 시스템즈는 1억도 이상이면 충분하다고 본다.

헬리온의 원자로는 '역자기장 배치'라는 독특한 설계를 사용한다. 모래시계 모양의 챔버에서 연료를 플라즈마로 만들고, 자석으로 가속시켜 충돌시키는 방식이다. 이 모든 과정이 1밀리초 안에 일어난다.

더 복잡한 것은 연료 문제다. 헬리온은 궁극적으로 중수소-헬륨3 연료를 사용하려 한다. 헬륨3는 달에는 풍부하지만 지구에는 거의 없어서, 회사가 직접 만들어야 한다. 커틀리 CEO는 "연료 사이클 기술이 예상보다 쉬웠다"고 말했지만, 아직 상용 규모로 입증되지는 않았다.