‘꿈의 에너지원’ 국비 1조 2천억 원 투입, 2027년 착공 2036년 완공
기업 입주 300여 사, 전문연구인력 2천여 명, 일자리 창출 1만 개 이상
대한민국 에너지 주권 확립 ... ‘글로벌 핵융합 에너지 선도 도시’ 비상

이해하기 쉬운 인공태양연구시설 설명 -리플릿

[프레스존] 대한민국의 핵융합 기술 선점을 위한 국가 핵심 프로젝트로서, ‘꿈의 에너지’로 불리는 ‘인공태양 연구시설’ 이 앞으로 10년 후 전남 나주 왕곡면 소재 에너지국가산단에 들어선다.

전라남도 나주시(시장 윤병태)는 지난 10일, 과학기술정보통신부에서 주관한 ‘핵융합 핵심기술(인공태양) 개발 및 첨단 인프라 구축사업’ 부지로 나주시가 최종 확정됐다고 밝혔다.

경북 경주시, 전북 군산시와 3파전으로 경합을 벌인 끝에 지난 달 나주시가 우선협상대상자로 선정된 데 이어 이 결정에 이의신청한 전북 군산시의 이의신청을 정부에서 나주의 손을 들어줬다.

인공태양 연구시설 나주 확정 이미지

이런 과정을 거치며 나주시는 인공태양 연구시설 유치에 성공함에 따라 ‘에너지 수도’를 넘어 대한민국 에너지 자립국 도약 전략을 뒷받침하는 ‘글로벌 핵융합 에너지 선도 도시’로 비상한다는 포부를 자신있게 내보였다.

국가의 재정만으로 총 1조 2천억 원을 투입하게 되는 인공태양 연구시설은 오는 2028년 착공, 2036년 핵심기술 개발을 목표로, 나주시 왕곡면 ‘나주 에너지국가산단’ 인접부지에 구축된다.

앞으로 입지 확정 후 3년의 착공, 착공 후 8년 만에 인공태양연구시설이 완공되면 300여 관련 기업이 입주하고 2천여 전문 연구 인력, 1만 개 이상 일자리가 창출됨으로써 경제적 파급효과는 10조 원이 넘을 것으로 전망된다.

나주시는 16일 오후 2시 시청 대회의실에서 언론인을 대상으로 인공태양 연구시설 유치 설명회를 개최했다. 이날 설명회에선 인공태양 연구시설의 모든 것을 알기 쉽게 소개한 점에서 나주로 향하는 국민적 관심사를 한층 드높이는 계기가 됐다는 평가를 받는다.

■ 인공태양이란 ?

인공태양은 인류가 바라는 ‘청정‧무한‧안전 미래 에너지’를 실현하는 것이다. 태양 내부에서 일어나는 핵융합 반응을 지구 상에서 구현해 청정에너지를 생산한다고 해 인공태양이라 불린다.

핵융합 기술은 수소 1g으로 석유 8t 상당의 에너지를 낼 수 있는 압도적인 에너지 효율을 지니며, 온실가스 배출이 거의 없고 방사성 폐기물 부담이 매우 적다는 점에서 ‘꿈의 에너지’로 불린다.

이 기술은 인류가 직면한 기후 위기와 에너지 고갈 문제를 해결할 ‘궁극의 청정에너지’로 주목받고 있다.

핵융합 발전소 구조

인공태양 연구시설은 총 사업비 약 1조 2천억 원 규모로 연구시설이 완공되면 약 300개 이상의 기업 유치와 2천 여 명의 전문연구인력, 1만 개 이상의 일자리 창출 등 엄청난 경제적 파급효과가 기대된다.

이 사업의 영향력은 단순히 연구시설 하나를 유치하는 것을 넘어 대한민국의 에너지 주권과 미래 산업 지형을 바꾸는 전환점이 된다는 것이다.

■ 대한민국 에너지 수도로 향하는 나주의 독보적 입지

나주는 빛가람혁신도시에 에너지 관련 공기업과 연구소 등이 들어서 ‘대한민국 에너지 산업의 심장부’로 자리매김했다. 그래서 명실상부한 ‘에너지 수도’로 부상하고 있다. 한국전력공사를 비롯 670여 개의 에너지기업이 집적된 나주는 전력‧에너지 산업 전반을 아우르는 실증과 상용화의 거점이다.

이러한 산업적 집적은 인공태양 연구시설 유치 이후 핵융합 실증 기술과 연계산업이 빠르게 확산할 수 있는 이상적인 시너지 환경을 제공한다. 기업들은 인공태양 연구시설과의 협업을 통해 기술 실증, 부품 국산화, 신산업 창출이 쉬워지고 이는 곧 지역경제 활성화와 첨단산업 생태계 확장으로 이어지리라는 기대가 높다.

인공태양 연구시설 유치 경쟁에 나선 경주와 군산과 달리 나주는 무엇보다 해일·태풍 등 자연재해로부터 안전한 내륙 지대로 꼽힌다. 기상청 관측 이래 단 한 건의 지진 발생이 없었던 화강암 기반의 부지 안전성과 확장성 역시 최대 장점이다. 여기에 한국에너지공과대학교(KENTECH, 켄텍), 광주과학기술원(GIST, 지스트) 등을 연계한 연구 인력 양성 인프라도 높이 살만한 강점이다. 인근에 KTX나주역, 무안국제공항 등 편리한 국내외 교통망을 갖춰 연구시설 최적지로 평가받았다.

■ 한국에너지공과대학, 인공태양 연구의 든든한 동반자

2022년 나주에 개교한 한국에너지공과대학교(컨택)는 세계 유일의 에너지 특화대학으로 핵융합 연구를 수행하는 교수진 4명을 보유하고 있다. 이 중 3명은 과거 한국핵융합에너지연구원(KFE)에서 근무했던 연구자들로, 향후 연구시설이 들어서면 KFE와의 공동연구 및 기술 교류가 즉시 가능한 연구 네트워크를 갖추고 있다.

켄텍은 특히 핵융합 8대 핵심기술 중 하나이자 연구시설 구축의 핵심 장비인 초전도 도체 시험설비를 세계 최고 수준의 자기장을 갖춘 형태로 캠퍼스 내에 구축하고 있다. 이 설비는 현재 한국핵융합에너지연구원과 켄텍이 공동연구를 통해 개발 중이다.

시설 완공 이후에도 양 기관은 초전도 자석 기술 공동연구를 지속해 핵심기술 국산화를 선도하게 된다. 나주시는 최근 핵융합 실증로용 초전도 도체 시험설비 구축 사업을 위해 내년도 예산에 국비 120억 원을 확보함으로써 사업 추진에 박차를 가하게 됐다.

핵융합 연구는 물리‧전기‧재료‧기계‧제어 등 여러 분야가 융합된 고난이도의 과학으로, 전문 인력 양성이 큰 과제 중 하나로 알려져 있다. 켄텍의 핵융합 분야 전공 인재들이 연구시설 실험에 직접 참여하고 한국핵융합에너지연구원(KFE)과 공동연구를 수행하게 된다.

이렇게 되면 정부출연연구소의 만성적인 인력 부족 문제도 완화할 수 있을 것으로 기대된다. 연구시설을 활용한 교육 진행은 현장형‧융합형 인재 양성의 토대가 돼 나주는 핵융합 연구와 교육, 산업이 함께 성장하는 도시로 부상할 것으로 주목을 받게 됐다.

■ 인공지능(AI) 시대, 폭증하는 전력을 해결할 에너지원

인류는 지금 인공지능(AI)이 주도하는 초연결‧초지능 사회로 빠르게 진입하고 있다. AI의 발전은 혁신을 이끌고 있다. 하지만, 동시에 막대한 전력 소비라는 새로운 문제에 직면하고 있다.

AI 서버 한 대가 소비하는 전력은 일반 가정 수십 채의 전력 사용량에 맞먹으며 글로벌 데이터센터 전력 수요는 향후 10년 안에 두 배 이상 늘어날 것으로 전망한다. 이러한 인공지능(AI) 시대에 ‘인공태양’은 지속 가능한 청정 에너지원으로 주목 받기에 충분학 가치가 있다.

핵융합 에너지 생산 과정

전라남도는 AI 데이터센터 유치와 인공지능 융합 산업 육성 전략을 통해 에너지와 데이터가 결합한 미래 산업 생태계를 조성하고 있다. 도도한 이러한 흐름에 편승하며 10년 후 나주에 들어서는 인공태양 연구시설은 단순히 과학기술의 성취를 넘어선다.

대한민국 AI 산업이 안정적으로 성장할 수 있는 무한 청정에너지의 원천을 확보한다는 의미를 지닌다. 인공태양은 미래 산업혁명의 동력이자, 인공지능(AI) 시대의 전력 위기를 해결할 에너지 대전환의 플랫폼이 될 것이다.

■ 극한 조건의 역설…안전한 ‘인공태양’

인공태양(핵융합)은 설계상 안전성이 내재한 기술이다. 이 기술은 매우 극한의 조건(1억℃ 이상, 엄격한 플라즈마 상태)이 없으면 반응이 시작되지 않는다.

반대로 말하면 이 조건 중 하나라도 어긋나면 즉시 반응을 멈추는 구조다. 따라서, 폭발이나 통제 불능 상태로 이어질 위험이 본질적으로 매우 낮다.

인공태양 연구시설 나주 확정 이미지

인공태양 연구시설은 설계 단계에서부터 안전 제어 체계, 비상 정지 메커니즘, 연료 관리 등이 엄격히 반영되는 첨단 기술 시설로 안전 측면도 충분히 보장된 사업이다. 인공태양 연구시설은 고도의 기술 인프라지만 동시에 가장 안전한 에너지 연구시설로 보면 틀림이 없다.

더욱이 인공태양 연구시설이 구축될 나주시 왕곡면 덕산리 일원의 에너지국가산단은 최적지다. 104만㎡ 규모의 화강암 지반으로 최근 20년간 규모 3.0 이상의 지진이 단 한 차례도 발생하지 않은 안전지대다. 다시 말해 나주는 대형 연구시설 입지의 필수 요건인 지질 안정성도 갖추고 있다.

■ 12만 시민의 유치 염원, ‘시민이 만드는 인공태양’

인공태양 연구시설 나주 유치의 가장 큰 힘은 ‘시민’이다. 나주시는 20개 읍면동 주민설명회를 개최해 시민과의 소통을 이어왔고 12만 전 시민이 참여하는 유치 지지 서명운동을 활발히 전개했다.

나주시는 지난 11월 4일 시청 대회의실에서 ‘인공태양 연구시설 유치 나주시민추진위원회’ 출범식을 갖고 나주를 미래 청정에너지 산업의 중심지로 도약시키기 위한 범시민 유치 활동에 나섰다. [사진 전라남도 나주시]

지난 11월 4일에는 ‘인공태양 연구시설 유치 나주시민추진위원회’를 공식 출범시켰다. 시민‧기업‧단체 200여 명이 참여한 민관 협의체로 혁신도시 일대 거리 캠페인과 온라인 홍보, 시민 서명운동 등에 자발적으로 참여해 전국적 관심을 불러일으켰다.

이처럼 ‘시민과 함께하는 유치 모델’은 지역 수용성과 사회적 신뢰 형성 측면에서 다른 지자체와 차별화한 나주 만의 강력한 경쟁력으로 평가된다.

■ 포럼‧협약‧네트워크…‘글로벌 인공태양’ 붐-업 도시

나주시는 수년 간 인공태양 유치를 위한 정책적 공감대 확산에 꾸준히 힘을 쏟았다. 2023년 ‘인공태양 포럼’을 시작으로 2024년 매일경제-켄텍 포럼 ‘신의 영역으로 도전:새로운 태양을 찾아서’, ‘2025 나주 글로벌에너지포럼’(NGEF), 2025년 ‘정기 핵융합 학술대회’(KAPRA&KPS/DPP) 등을 잇달아 개최하며 국내외 전문가들과 교류를 강화했다.

산업계와의 협력도 활발했다. 2023년 7개 기업과 업무협약을 맺고, 2024년에는 한국가속기 및 플라즈마연구협회와 협약을 체결했다. 특히 과기부 부지 공모 공고(10월 15일) 이후 전라남도-나주시-한국전력공사 간 ‘인공태양 연구시설 구축 협력 협약’을 공식 체결하여 국가 전력 기관과의 연대 체계를 구축했다.

시민-행정-산업-학계가 하나로 움직이는 협력체계는 나주가 단순한 유치 후보지를 넘어 ‘핵융합 생태계의 중심도시’로 자리매김할 수 있는 기반이 되기에 충분했다.

■ 인공태양으로 열리는 상생의 미래…‘광주‧전남 동반성장’

인공태양 연구시설 유치는 결코 나주만의 발전 과제가 아니다. 광주‧전남이 함께 국가의 미래 100년을 설계하는 상생 프로젝트로 광주‧전남 초광역 연구개발 혁신 체계 구축의 출발점이 될 것이다.

핵융합 반응 과정에서 활용되는 초고온 플라즈마, 중성자, 초전도 기술은 반도체, 의료, 바이오, 우주항공, 2차전지 등 첨단산업 전반에 응용할 수 있다. 나주에 연구시설이 들어서면 광주는 AI‧반도체‧정밀기계 등 첨단산업, 전남은 에너지 산업과 소재‧부품‧장비(소부장) 등 각각의 산업‧기술 역량을 결합하게 된다. 이렇게 연구‧산업‧교육이 하나로 연결되는 ‘초광역 에너지-산업 융합 벨트’를 형성할 수 있다.

전남에선 켄텍, 목포대, 순천대 등이 합류하게 된다. 광주에선 GIST, 전남대, 조선대 등 지역 거점대학을 중심으로 핵융합 공동연구와 전문 인력 양성에 함께 나설 수 있다.

또한 나주 에너지 국가산단에는 핵융합 관련 R&D 및 상용화 기업을 유치해 청정 전력 생산과 실증이 동시에 가능한 핵융합 산업 클러스터를 조성한다. 광주의 에너지밸리산단과 평동산단에는 핵융합 활용 분야 기업을 유치해 연구 성과의 산업화를 촉진할 수 있다.

특히 광주의 AI 클러스터는 인공태양이 생산한 청정 전력의 핵심 수요처가 될 것으로 기대를 모은다.

결국 인공태양 연구시설의 나주 유치는 광주‧전남의 산업을 혁신하는 기폭제가 될 것이다. 인공태양 연구 기술개발에서부터, 실증, 상용화, 산업화, 전력공급이 선순환하는 미래 에너지 생태계를 구축해 대한민국 균형발전의 새로운 모델로 자리매김할 것으로 기대된다.

윤병태 나주시장은 이날 설명회에서 “인공태양 연구시설 나주 유치는 12만 나주 시민과 340만 광주·전남 시도민의 뜨거운 열정, 언론인들의 성원이 이뤄낸 결실”이라고 평가했다.

그러면서 “공모 전부터 이어진 시민의 전폭적인 지지와 높은 주민 수용성은 평가 과정에서 경쟁 도시를 앞서는 결정적인 힘이 되었다”고 덧붙였다.

윤 시장은 또 “인공태양 연구시설은 단순히 나주를 위한 연구시설이 아닌 광주·전남 과학기술 산업을 혁신하고 빛가람 혁신도시에 이어 국가균형발전의 심장부가 될 것으로 기대한다”고 환영했다.

이어 “나주가 대한민국 에너지 자립국 도약을 견인하는 글로벌 핵융합 에너지 선도 도시로 비상할 수 있도록 끝까지 함께 힘을 모아주시길 바란다”고 당부했다.