30와트로 구현한 인공태양: MIT CFS ARC 핵융합 상용화 로드맵

과거에는 5.7테슬라의 자기장을 만드는 데 2억 와트의 전력이 필요했다. 하지만 이제는 단 30와트면 충분하다. MIT와 그 스핀오프 기업인 Commonwealth Fusion Systems(CFS)가 핵융합 발전의 경제적 임계점을 돌파하며 에너지 산업의 판도를 바꾸고 있다.

MIT CFS ARC 핵융합 상용화의 핵심, ReBCO 기술

핵융합은 태양의 에너지 생성 원리를 지구상에 구현하는 기술이다. 그동안 가장 큰 걸림돌은 1억 도가 넘는 초고온 플라즈마를 가두기 위해 거대한 자석과 막대한 전력이 필요했다는 점이다. ITER와 같은 기존 프로젝트들이 수십 년간 거대 규모의 장치에 집중해온 이유이기도 하다.

반전은 '테이프' 형태의 새로운 초전도체에서 시작됐다. ReBCO라 불리는 고온 초전도 테이프는 구리 배선보다 훨씬 얇으면서도 강력한 자기장을 발생시킨다. CFS 연구팀은 이를 활용해 20테슬라급의 자기장을 단 30와트의 전력으로 유지하는 데 성공했다. 이는 기존 구리 자석 방식보다 에너지 효율을 약 1,000만 배 높인 결과다.

2030년 상용 핵융합 발전소 ARC의 등장

연구팀의 목표는 명확하다. 작고, 저렴하며, 견고한 핵융합로 ARC를 만드는 것이다. ARC는 국제 핵융합 실험로인 ITER보다 부피는 40분의 1 수준에 불과하지만, 동일한 500메가와트급 전력을 생산하도록 설계되었다.

지난 2025년 실증로인 SPARC가 가동을 시작한 데 이어, 2030년까지 상용화 모델인 ARC를 대량 생산 체제로 전환한다는 계획이다. 빌 게이츠와 제프 베이조스 등 거물급 투자자들이 20억 달러 이상의 자금을 투입한 배경에도 이러한 실현 가능성이 자리 잡고 있다.