올여름은 전국적으로 40도가 넘는 폭염에 사망자까지 생기는 등 지구촌에 엄습하는 이상 기후변화를 실감할 수 있는 힘든 여름이었다. 심각한 기후변화에 대응하기 위해 지난 2015년 12월 유엔 기후변화회의에서 파리협정을 채택했고 이는 2016년 11월 포괄적 국제법으로 효력이 발효됐다. 그 내용은 ‘지구 평균온도 상승 폭을 산업화 이전 대비 2도 이하로 유지하고 나아가 상승 폭을 1.5도 이하로 제한하기 위해 함께 노력한다’는 것이다.
파리기후변화협정에 대한 과학적 평가를 기반으로 올 10월 초 송도에서 개최된 기후변화에 관한 정부 간 협의체인 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 48차 총회에서는 ‘지구온난화 1.5도 특별보고서’가 만장일치로 채택됐다. 핵심은 지구 평균온도 상승 폭 제한을 1.5도로 유지하고 이를 위해 CO2의 감축을 2010년 대비 오는 2030년까지 45%, 2050년까지 잉여배출이 없는 ‘배출제로(Net-Zero)’를 달성한다는 것이다. 즉 파리협정에서 제시했던 1.5도가 ‘노력’에서 ‘목표’로 강화됐다. 그리고 목표 달성을 위해 전력의 70~85%를 태양광·풍력 등 신재생에너지로 공급하는 것을 제시했다.
이는 1차 에너지원에 대한 매우 도전적인 정책으로 현실적으로 많은 난관을 극복해야 한다. 에너지원의 정책적 구성 비율인 에너지 믹스에서 화석연료를 제외하고 원전을 줄이는 기조를 유지하는 것은 장기판에서 포와 차를 떼고 어렵게 장기를 두는 것과 같은 부담이다. 특히 IPCC에서 제시한 신재생에너지의 전력공급 비중은 국토가 넓지 않은 우리나라의 경우 현실적인 한계가 있어 더욱 험난한 여정이 될 것이다. 이에 2050년까지 제시된 배출제로(Net-Zero) 달성을 위해서는 신재생에너지뿐 아니라 핵융합에너지와 같은 미래 에너지의 연구개발에 가속도를 내야 한다.
중수소와 삼중수소의 핵융합 반응으로 얻는 핵융합에너지는 에너지 생산 과정에서 CO2 배출이 없고 연료는 바닷물로부터 거의 무한공급이 가능하다. 연료인 중수소와 삼중수소 간 핵융합이 일어나는 최적의 온도는 1.5억도다. 핵융합 발전을 실현하기 위해서는 이 같은 초고온의 고밀도 중수소 및 삼중수소 이온을 안정적으로 장시간 가두는 기술과 외부의 보조가열 없이 자발적으로 핵융합이 지속되도록 하는 기술, 그리고 핵융합으로 생성된 에너지를 열에너지로 전환하는 기술 등이 확보돼야 한다. 특히 자발적인 핵융합 반응의 유지는 공학적 문제가 아닌 물리적 문제로 반드시 실험으로 검증돼야 하며 이를 통해 핵융합에너지의 실현 가능성을 보여줄 수 있다.
이를 위해 우리나라를 비롯한 총 7개국은 프랑스 카다라슈 지역에 2025년 완공을 목표로 국제핵융합실험로 ITER(International Thermonuclear Experimental Research) 건설을 추진하고 있다. ITER은 2035년부터 보조가열 없이 1.5억도에서 자발적 핵융합 유지에 대한 실험적 검증을 목표로 하고 있다. 이는 장작더미에 초기 불쏘시개로 불을 붙이고 난 후 장작더미가 스스로 타는 현상과 같다. 자발적으로 유지되는 핵융합에 대한 실험적 검증이 이뤄지면 핵융합에너지에 대한 시장의 관심이 커질 것이다. 이는 에너지 시장의 패러다임 변화를 뜻한다.
지구온난화를 극복하기 위한, 매우 도전적인 지구 평균온도 상승 폭 1.5도 목표를 달성하기 위해서는 균형 잡힌 에너지 믹스가 필요하다. 장기적으로는 핵융합에너지의 역할이 커질 것이다. 이열치열(以熱治熱)이라는 말처럼 지구온난화 1.5도 문제를 핵융합에너지 생산의 최적온도인 1.5억도로 해결할 날을 기대해본다.
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