핵융합발전의 사회경제적 인식 분석 · 앞으로 핵융합발전 관련 주요...

핵융

합발

전의

사회

경제

적 인

식 분

석

수시연구 보고서

16-02

박 찬 국

핵융합발전의사회경제적 인식 분석

참여연구진

연구책임자 : 부연구위원 박찬국

연구참여자 : 전문연구원 이대연

위촉연구원 김양수

요약 i

<요 약>

1. 연구 필요성 및 목적

핵융합발전에 관한 관심이 증대되고 세계무대에서 우리나라가 주도

적인 역할을 하고 있지만, 핵융합기술에 대한 기존의 연구들은 기술공

학적 접근이 대부분이며, 사회경제적인 측면에서 분석을 시도한 연구

는 부족한 상황이다. 특히, 핵융합기술에 대한 사회적 인식에 관한 논

의가 부족하다. 신기술의 확산이 원활하게 진행되려면 그 기술에 대한

사회적 수용성이 뒷받침되어야 한다.

본 연구는 이에 핵융합발전에 관한 사회경제적 인식의 현 주소를

이해하고 개선점을 도출하고자 한다. 핵융합과 관련한 전문가 인식은

기존 연구문헌을 검토하고 종합함으로써 정리하고, 일반인의 인식은

텍스트 형태의 빅데이터를 분석하여 탐구하고자 한다. 이를 통해 핵융

합발전과 관련한 인식 현황을 살펴보고 보다 발전된 방향으로 개선할

방안을 모색한다. 나아가 사회과학 차원에서 핵융합발전 관련 정책연

구 과제를 제시함으로써 핵융합 연구개발의 균형 있는 발전에 기여하

고자 한다.

2. 내용 요약 및 정책제언

본 연구는 핵융합발전의 경제성, 환경성, 안전성에 관한 기존 연구

문헌들을 종합적으로 검토함으로써 핵융합발전에 관한 전문가 인식을

ii

종합하였다. 검토 결과, 환경성과 안전성 면에서는 핵융합발전의 우수

성이 전반적으로 인지되고 있다고 할 수 있다. 그러나 경제성 측면에

서는 핵융합발전이 타 전원 대비 경쟁력을 갖추지 못하고 있는 것으

로 평가받고 있다.

본 연구는 또한 텍스트마이닝을 이용하여 한국, 미국, 영국의 핵융

합 관련 인식을 조사하였다. 조사 결과, 우리나라는 핵융합에 관한 논

의가 아직 일반인들에게는 미국과 영국에 비해 상대적으로 덜 확산된

상황이다. 그리고 그 SNS 포스트조차 언론기사의 내용을 재전송하는

역할을 함으로써 개인적 의견이 많지 않다는 특징이 있다. 또한, 핵융

합에 관한 긍정적 인식이 신시장 창출 및 수출 등과 연관되어 있고,

친환경, 안전성, 에너지 안보 등과 같은 요소와의 연계성이 미국과 영

국에 비해 약한 것으로 나타났다. 부정적 인식에서는 핵융합 확산으로

값싼 에너지가 풍부해지는 상황이 만들어지는 경우 인간의 탐욕이 만

들어낼 수 있는 부작용에 대한 철학적 논의가 상대적으로 부족한 것

으로 보인다.

앞으로 핵융합발전 관련 주요 경제사회적 연구과제를 살펴보면 다

음과 같다. 첫째, 핵융합 경제성을 보다 엄밀히 살펴볼 필요가 있다.

핵융합발전의 경제성 관련 불확실성 요인들을 탐구하고 그 불확실성

요인들의 세부 영향을 검토할 필요가 있다. 둘째, 핵융합발전의 높은

안전성과 무기와의 비연계성 인식을 촉진할 대안이 필요하다. 핵융합

발전의 우수한 안전성에도 불구하고, 핵융합발전 안전성에 관한 잘못

된 인식이나 대량살상무기와 연계되어 핵융합을 기피하는 과도한 우

려를 축소할 수 있는 방안을 검토할 필요가 있다. 셋째, 핵융합 산업

생태계를 육성하기 위한 전략 연구가 필요하다. 핵융합발전 부문에서

요약 iii

인재양성, 기술상용화, 수출산업화 등을 달성하기 위해 우리나라의 핵

융합 산업생태계를 어떻게 구축해가야 할지 장기적 안목에서 검토해

야 할 것이다. 넷째, 핵융합발전은 기술개발이 성공적으로 이뤄진다는

전제 하에 성공적인 핵융합발전의 보급이 사회경제적으로 미치는 영

향을 살펴볼 필요가 있다. 이러한 논의는 인류가 지속 발전하기 위한

에너지 부문의 철학 기반을 다지는 일이 될 수 있을 것이다.

Abstract i

ABSTRACT

1. Research Background and Purpose

Although Korea has been playing a leading role in the

development of fusion power generation and Korea is playing a

leading role in the world stage, existing researches on fusion

technology are mostly technological engineering approaches and there

are insufficient studies in socioeconomic aspects. In particular, there

is a lack of discussion on the social perception of fusion technology.

In order for the diffusion of new technology to proceed smoothly,

the social acceptability of the technology should be supported.

This study aims to understand the current status of socioeconomic

understanding of nuclear fusion and to elucidate the problems to be

improved. Expert awareness related to nuclear fusion is summarized

by reviewing and synthesizing existing research literature, and public

perception is reviewed by analyzing big data in text form. Through

this method, we will look at the current status of recognition related

to nuclear fusion power generation and look for ways to improve it

in a more advanced direction. In addition, we will contribute to the

balanced development of nuclear fusion R&D by presenting some

social science research projects related to nuclear fusion.

ii

2. Summary and Policy Implications

This study comprehensively reviews the existing research literature

on the economic, environmental, and safety aspects of fusion power

generation, and synthesizes expert knowledge on fusion power

generation. As a result of the review, it can be said that the

superiority of fusion power generation is generally recognized in

terms of environmental safety and safety. However, in terms of

economics, fusion power generation is estimated to be less

competitive than other sources.

This study also investigated the fusion - related perceptions of

Korea, USA, and UK using text mining. As a result, the discussion

about nuclear fusion in Korea is still relatively less common to the

general public than the US and the UK. And even the SNS posts are

characterized by the fact that they do not have much personal

opinions because they are usually retransmitting the contents of the

press articles. In addition, the positive perception of nuclear fusion is

associated with the creation of new markets and exports, and its

linkages with factors such as environment, safety, and energy

security are weaker than those of the US and UK. In the negative

perception, it seems that the philosophical argument about the side

effect that human greed can produce is relatively insufficient when

the fusion energy diffusion becomes rich.

In the future, some economic and social research projects related

Abstract iii

to nuclear fusion should be discussed. First, we need to look more

closely at the economics of nuclear fusion. It is necessary to explore

the uncertainty factors related to the economic feasibility of nuclear

fusion power generation and to examine the detailed effects of those

uncertainty factors. Second, there is a need for alternatives that

promote the perception of high safety of nuclear fusion and the

non-linkage to weapons. Third, strategic research is needed to nurture

fusion ecosystem. Fourth, it is necessary to examine the

socioeconomic impact of the successful dissemination of fusion

power generation on the assumption that the successful development

of fusion technology. These discussions could be the foundation for

the philosophy base of the energy sector for the sustainable

development of mankind.

차례 i

제목 차례

제1장 서 론 ················································································· 1

제2장 핵융합발전 기술개발 동향 ················································· 3

1. 핵융합발전의 원리와 장단점 ··························································· 3

가. 핵융합의 원리 ·············································································· 3

나. 핵융합의 장단점 ·········································································· 5

2. ITER 프로젝트 추진현황 ·································································· 6

가. ITER 건설 추진 배경 ·································································· 6

나. ITER 프로젝트 추진 현황 ·························································· 7

3. 주요국 핵융합발전 기술개발 추진동향 ········································· 10

가. 미국 ···························································································· 10

나. 러시아 ························································································· 12

다. EU ······························································································· 12

라. 일본 ···························································································· 14

마. 중국 ···························································································· 16

바. 인도 ···························································································· 17

사. 한국 ···························································································· 18

아. 종합 ···························································································· 20

4. 핵융합발전 상용화의 주요 난제 ···················································· 22

가. 안정적 전력생산 ········································································ 22

나. 극한 상황을 견디는 재료의 개발 ············································ 23

ii

다. 삼중수소, 헬륨 등 원료 공급 ··················································· 23

라. 경제성 ························································································· 24

제3장 핵융합발전의 경제성, 환경성, 안전성 검토 ····················· 25

1. 핵융합발전의 경제성 ······································································ 25

2. 핵융합발전의 환경성 ······································································ 31

3. 핵융합발전의 안전성 ······································································ 34

제4장 핵융합발전 인식 분석 ······················································ 37

1. 핵융합발전 인식 분석 방법 ··························································· 37

가. 텍스트 자료 활용 ······································································ 37

나. 텍스트마이닝 방법 ···································································· 38

2. 핵융합 관련 언론기사 주요 키워드 분석 ····································· 39

가. 국가별 추출된 언론기사 개수 ·················································· 39

나. 국가별 상위 빈도 20개 단어 추출 결과 및 시사점 ··············· 39

3. 핵융합 관련 SNS 감정 분석 ·························································· 48

가. SNS 긍부정 문서 건수와 변화 추이 ······································· 48

나. 라쏘 회귀분석을 통한 텍스트 감정분석 ································· 50

제5장 결론 및 시사점 ································································ 65

참고문헌 ····················································································· 71

차례 iii

표 차례

<표 2-1> 수정 이전 ITER 프로젝트 단계별 사업비와 기간 ················· 8

<표 2-2> 미국의 핵융합 연구개발 예산 ··············································· 11

<표 2-3> EU의 핵융합 R&D 예산 ························································ 13

<표 2-4> 일본의 핵융합 R&D 예산 ······················································ 15

<표 2-5> 핵융합 관련 사업 투자액 ······················································· 19

<표 2-6> 세계 주요 핵융합장치 비교 ··················································· 21

<표 3-1> 2050년 에너지원별 발전비용 추정(1) ···································· 26

<표 3-2> 2050년 에너지원별 발전비용 추정(2) ···································· 28

<표 3-3> 2050년 에너지원별 발전비용 추정(3) ···································· 29

<표 3-4> 에너지원별 전주기 온실가스 배출량 비교 ··························· 32

<표 3-5> 에너지원별 전주기 이산화탄소 배출량 비교 ······················· 33

<표 3-6> 에너지원별 연간 대기오염물질 배출량 비교 ······················· 34

<표 4-1> 국가별 추출된 언론기사 개수 ··············································· 39

<표 4-2> 한국의 상위 20개 빈출 단어 ················································· 45

<표 4-3> 미국의 상위 20개 빈출 단어 ················································· 46

<표 4-4> 영국의 상위 20개 빈출 단어 ················································· 47

<표 4-5> 각국별 핵융합 관련 SNS 문서 건수 ····································· 48

<표 4-6> 한국의 핵융합 관련 SNS 주요 긍정단어 ····························· 54

<표 4-7> 한국의 핵융합 관련 SNS 주요 부정단어 ····························· 56

<표 4-8> 미국의 핵융합 관련 SNS 주요 긍정단어 ····························· 57

<표 4-9> 미국의 핵융합 관련 SNS 주요 부정단어 ····························· 59

<표 4-10> 영국의 핵융합 관련 SNS 주요 긍정단어 ···························· 61

<표 4-11> 영국의 핵융합 관련 SNS 주요 부정단어 ···························· 62

iv

그림 차례

[그림 2-1] 2050년 에너지원별 발전비용 추정 ········································ 4

[그림 2-2] 토카막과 스텔러레이터의 비교 ············································· 5

[그림 2-3] ITER 부대설비의 국가별 현물출자 현황 ······························ 9

[그림 2-4] ITER 건설현장 ······································································ 10

[그림 2-5] 세계 주요 핵융합 실험로의 발전단계 ································ 20

[그림 3-1] 2050년 에너지원별 발전비용 추정(1) ·································· 26

[그림 3-2] 2050년 에너지원별 발전비용 추정(2) ·································· 27

[그림 3-3] 발전원별 LCOE ····································································· 30

[그림 4-1] 한국의 핵융합 관련 SNS 문서 건수 추이 ·························· 49

[그림 4-2] 미국의 핵융합 관련 SNS 문서 건수 추이 ·························· 50

[그림 4-3] 영국의 핵융합 관련 SNS 문서 건수 추이 ·························· 50

제1장 서론 1

제1장 서 론

핵융합발전은 기술이 완성된다는 전제 하에 최적의 미래 대체에너

지원이 될 수 있다는 기대를 갖게 한다. 핵융합 기술은 기존 원자력

발전에 비해 고준위 방사성폐기물이 발생하지 않으며 사고위험도 현

저히 낮은 것으로 알려져 있다. 또한 온실가스 배출도 거의 없으며 원

료가 되는 중수소는 바닷물 속에 거의 무한정 존재한다.

한국은 핵융합발전 기술 개발에 있어 선진국들과 함께 공동개발을

진행하는 등 주도적인 역할을 담당하고 있다. 국제핵융합실험로 공동

건설 프로젝트인 ITER에 회원국으로 참여하고 있으며, 독자적으로 한

국형 핵융합연구장치인 KSTAR를 개발하여 상용화 기술 개발을 추진

중이다. 핵융합기술 도입은 사회·경제적으로 상당한 파급효과를 일으

킬 것으로 보이는데, 에너지원들이 저마다의 장단점을 가지고 있으나,

핵융합에너지는 기타 에너지원 대비 다양한 측면에서 경쟁우위를 가

지고 있어, 상용화된다면 타 에너지원의 강력한 대체원이 될 수 있다.

핵융합발전에 관한 관심이 증대되고 세계무대에서 우리나라가 주도

적인 역할을 하고 있지만, 핵융합기술에 대한 기존의 연구들은 기술공

학적 접근이 대부분이며, 사회경제적인 측면에서 분석을 시도한 연구

는 부족한 상황이다. 특히, 핵융합기술에 대한 사회적 인식에 관한 논

의가 부족하다. 신기술의 확산이 원활하게 진행되려면 그 기술에 대한

사회적 수용성이 뒷받침되어야 한다.

본 연구는 이에 핵융합발전에 관한 사회경제적 인식의 현 주소를

이해하고 개선점을 도출하고자 한다. 핵융합과 관련한 전문가 인식은

2

기존 연구문헌을 검토하고 종합함으로써 정리하고, 일반인의 인식은

텍스트 형태의 빅데이터를 분석하여 탐구하고자 한다. 이를 통해 핵융

합발전과 관련한 인식 현황을 살펴보고 보다 발전된 방향으로 개선할

방안을 모색한다. 나아가 사회과학 차원에서 핵융합발전 관련 정책연

구 과제를 제시함으로써 핵융합 연구개발의 균형 있는 발전에 기여하

고자 한다.

제2장 핵융합발전 기술개발 동향 3

제2장 핵융합발전 기술개발 동향

1. 핵융합발전의 원리와 장단점

가. 핵융합의 원리

핵융합은 원자핵이 합쳐지는 반응으로, 고온에서 가벼운 원자핵들

을 융합시켜 더 무거운 원자핵이 되는 과정에서 에너지를 얻어내는

것이다. 원자가 가벼울수록 핵융합 반응이 일어날 가능성이 커지는

데, 가장 가벼운 원소가 수소이기 때문에 핵융합의 원료로는 수소

가 사용되며, 중수소-삼중수소 반응이 핵융합 반응에 가장 유리한 조

건이다1).

현재 운영 중인 원자력발전소는 무거운 원자(우라늄)을 분열시키는

과정에서 나오는 에너지를 활용하는 것이다. 핵융합과 핵분열 과정

에서 생기는 질량 차이가 E=mc2 원리에 의해 에너지로 변환되어 나

오는데, 핵융합 과정에서 나오는 에너지가 핵분열보다 7배 이상 많

다2).

1) 태양이 핵융합으로 에너지를 생산하는 대표적인 예인데, 태양은 수소가 핵융합 반응으로 헬륨으로 바뀌는 과정에서 나오는 에너지를 방출한다. 중수소는 수소원자 내에 양성자 1개와 중성자 2개가 있는 것이고, 삼중수소는 양성자 1개와 중성자 3개가 있는 것이다.

2) 우라늄-235 1kg이 핵분열할 때 나오는 에너지가 200억kcal 정도인 반면, 수소 1kg이 핵융합할 때 나오는 에너지는 1500억kcal이다.

4

[그림 2-1] 2050년 에너지원별 발전비용 추정

[핵융합에너지 발생원리] [핵분열에너지 발생원리]

자료 : 국가핵융합연구소 홈페이지(https://www.nfri.re.kr/pr/nuclear_01.php; 검색일 : 2016.10.13.)

핵융합반응을 유도하는 방식은 자기 가둠 핵융합과 관성 가둠 핵융

합으로 나뉜다. 자기 가둠 핵융합(Magnetic Confinement Fusion, MCF)

이란 플라즈마3)를 자기장을 이용하여 가두어놓는 방식이며, 이에 해당

하는 핵융합로는 토카막(Tokamak)과 스텔러레이터(Stellarator)가 있다.

관성 가둠 핵융합(Inertial Confinement Fusion, ICF)이란 중수소와

삼중수소의 혼합물로 이루어져 있는 연료 펠릿에 레이저를 쏘아 열

과 압력을 가함으로써 핵융합 반응을 일으키는 것으로 에너지 생산

뿐 아니라 무기생산과도 연관되어 연구가 진행 중이다.

3) 플라즈마란 고체, 액체, 기체 등 3가지 상태와 다른 네 번째 상태로, 기체를 계속 가열하면 너무 많은 에너지를 흡수한 전자가 원자로부터 떨어져 나오고, 전자를 잃은 원자는 양이온 상태가 되는데, 이처럼 고온에서 이온과 전자가 뒤섞여 존재하는 상태를 가리킨다. 핵융합은 플라즈마 상태에서 일어난다.


[그림 2-2] 토카막과 스텔러레이터의 비교

자료 : The Economist(2015.10)

나. 핵융합의 장단점

핵융합에너지의 장점으로는 청정한 에너지, 풍부한 연료, 대규모

전력의 안정적 공급, 사고위험과 사용후핵연료 문제가 거의 없는 점

등이 꼽힌다.

핵융합에너지는 발전과정에서 이산화탄소나 미세먼지를 배출하지

않는다. 연료인 중수소는 바닷물에서 전기분해를 통해 얻을 수 있고

삼중수소는 리튬에 중성자를 가해 얻을 수 있다. 핵융합발전이 상용

화 될 경우 발전용량은 1GW 이상이 될 것으로 예상되며, 연료를 얻

는 비용이 낮아 기저전원으로 쓰일 수 있다. 대형사고의 위험이 거

의 없는데, 그 이유는 핵융합 반응로 안에서 일어나는 핵융합 반응

은 연료를 지속적으로 공급해주어야 하며, 그렇지 않으면 반응이 금

방 끝나버리기 때문이다. 또한 세심한 제어과정이 없으면 반응이 지

속되지 않는다. 핵융합발전에서 나오는 방사성 폐기물은 삼중수소와

6

방사능에 오염된 구조물인데, 방사능 준위가 낮은 중저준위 폐기물

이고, 삼중수소의 반감기는 12년에 불과하다. 핵무기로 쓰이는 우라

늄과 플루토늄을 사용하지 않기 때문에 핵확산의 위협에서 자유롭다.

이러한 장점들 때문에 핵융합에너지는 미래 에너지원으로 주목받고

있으며, 주요국들은 연구개발에 대해 활발히 투자하고 있다.

그러나 핵융합발전을 실현시키기 위한 기술개발에 난제가 너무 많

아 상용화에 너무 많은 시간과 자본이 소요된다는 단점이 있다. 핵

융합의 상용화는 너무 먼 미래의 일인 반면 온실가스 증가에 의한

기후변화 문제 해결은 시급한 사안인데, 핵융합에 투자되는 막대한

자본을 신재생에너지 등에 투자하는 것이 더 낫다는 주장이 제기되

고 있다.

2. ITER 프로젝트 추진현황

가. ITER 건설 추진 배경

핵융합발전의 상용화를 위해서는 핵융합로의 대형화가 필요하며,

이에 따른 대규모 투자가 필요하다. 현재 핵융합 기술 수준에서는

핵융합반응을 위해 투입되는 에너지에 비해 핵융합으로 인해 생산되

는 에너지(Q)4)가 많지 않은 상황이다. 핵융합로의 부피를 키우는 것

이 Q값을 높이는 방안 중에 하나이다. 핵융합로의 반경을 늘리면 생

4) Q(에너지증배율)은 핵융합로 안의 플라즈마를 가열하는데 투입되는 에너지와 핵융합으로 인해 생산되는 에너지의 비율을 의미한다. 현재 Q값의 최고 기록은 일본의 JT-60U에서 달성한 1.25임. 핵융합발전이 경제성을 갖추려면 Q값이 최소 20 이상 되어야 하며, 차후 핵융합 실증로의 Q값은 30으로 설계될 것으로 예상된다.


산되는 에너지의 양은 세제곱에 비례해 늘어나고 손실되는 양은 반

경에 비례에 늘어나기 때문이다. 핵융합로를 크게 짓는 데는 천문학

적인 금액의 투자가 필요하며 리스크가 크다. 핵융합을 연구개발하

는 개별 국가 입장에서는 다른 나라가 먼저 대형 핵융합로를 짓고

검증하는 것을 기다렸다가 그 결과를 본 이후에 투자하려는 유인이

있다.

이에 세계 핵융합 연구개발 국가들이 모여 공동으로 대형 토카막을

건설하기로 했으며, 이것이 바로 ITER(International Thermonuclear

Experimental Reactor, 국제핵융합실험로)이다. ITER사업은 1985년

미·소 정상회담에서 채택된 ‘핵융합 연구개발 추진에 관한 공동성명’

이 계기가 되었다. 당시 미국, EU, 소련, 일본 등 몇몇 국가들이 핵

융합 연구를 독자적으로 행하고 있었으나, 위의 정상회담을 계기로

4개 국가가 ITER사업을 추진하였다. 1988년 IAEA 산하에 ITER 이

사회를 구성하였고, 2003년 한국과 중국이, 2005년에는 인도가 회원

국으로 참여하여 총 7개 국가가 참여 중이다.

ITER를 자국에 유치하려고 했던 EU와 일본이 건설부지 선정을

놓고 치열하게 경쟁하였고, 2005년 6월 각 참여국은 ITER 장치를

프랑스 남부 카다라쉬 지방에 짓기로 결정하였다. 2006년 11월 7개

국이 ITER 공동이행 협정에 서명함으로써 ITER 프로젝트가 공식적

으로 시작되었다.

나. ITER 프로젝트 추진 현황

ITER 프로젝트는 건설단계, 운영단계, 방사능 감쇄 단계, 폐로 단

8

계 등 4단계로 진행된다. 당초 계획은 2007년에 건설을 시작하여

2020년에 ITER를 완공하고 운영을 시작할 계획이었으나5), 올해 6월

이사회에서 완공시점이 5년 지연되어 2025년에 완공되는 것으로 결

정되었다. ITER 이사회는 수정된 프로젝트 일정을 올해 11월 최종

승인하였다.

사업비용도 원래 131.8억 유로로 예상되었으나 40억 유로가 추가

되었다. 총 건설비에서 45.46%를 ITER를 유치한 EU에서 분담하고

나머지 54.54%를 6개국에서 9.09%씩 분담한다. 이후 운영, 감쇄, 폐

로 단계에서는 EU가 34%, 미국과 일본이 각각 13%씩, 나머지 4개

국이 10%씩 분담한다.

재원분담 방식은 장치제작, ITER 국제기구 직원 파견 등을 포함한

현물 분담이 78%, 직접비, ITER 국제기구 운영비, 직접고용 인건비

등을 포함하는 현금분담 22%로 구성된다. 현물 분담시 참여국은 할

당된 조달품목을 제작 및 납품하고, ITER 기구가 주도하여 현장에서

조립 및 완성한다. 이 때 출자한 것으로 인정되는 금액은 참여국이

실제로 투입한 비용과는 상관없이 납품 완료 후 ITER 기구로부터

5) 당초 계획은 건설단계 2007~2019년(12년), 운영단계 2019~2037년(18년), 감쇄단계 2037~2042년(5년)이며, 해체단계는 2042년 이후에 이루어지는 것이었다.

건설단계 71.1억 유로(4574.7kIUA) 2007~2019년(12년)운영단계 매년 2.9억 유로(188kIUA, 총 52.5억 유로) 2019~2037년(18년)감쇄단계 2.8억 유로 2037~2042(5년)해체단계 5.3억 유로 2042년 이후

합계 131.8억 유로

주 : kIUA는 kilo ITER UNIT of Accounts의 준말로 ITER 화폐단위이며, 1kIUA 는 1.552백만 유로임..(2010년 6월 말 기준)

자료 : ITER 한국사업단 홈페이지(http://www.iterkorea.org/0202; 검색일: 2016.10.18.)

<표 2-1> 수정 이전 ITER 프로젝트 단계별 사업비와 기간


인정받는 금액이다.

ITER 프로젝트의 최종 목표는 50MW의 에너지를 투입하여 열 출

력 500MW를 달성하는 것이며, ITER 회원국들은 ITER 운영경험을

바탕으로 각국에 핵융합 발전 실증로를 건설할 계획이다. ITER 건설

부지 면적은 42ha(60만m2)로 축구장 60개의 크기와 같다. 2007년

부지정비 작업으로 착공에 들어갔고, 2014년 기준으로 약 25%의 공

사가 진행되었다. ITER 프로젝트는 출력 500MW, Q값 10 이상, 핵

융합 시간 400초 이상 등의 주요 지표를 달성하는 것이 목표이다.

ITER를 통해 얻은 연구결과는 향후 각국에서 핵융합 실증로

(DEMO)를 설계 및 건설, 운영하는데 중요한 자료로 사용될 예정이

다.

[그림 2-3] ITER 부대설비의 국가별 현물출자 현황

자료 : ITER(2006)

10

[그림 2-4] ITER 건설현장

자료 : ITER국제기구 홈페이지(https://www.iter.org/newsline/-/2555; 검색일 : 2016.10.18.)

3. 주요국 핵융합발전 기술개발 추진동향

가. 미국

미국은 1950년대부터 군사적 목적으로 핵융합 연구를 시작하였으

며, 이후 에너지 확보를 위한 연구도 진행 중이다. 에너지부(DOE)

에너지부 산하에 있는 과학국(Office of Science)과 국가핵안보국

(NNSA)에서 관련 연구를 담당하고 있다. 과학국은 에너지원 개발을

목표로 하는 자기 가둠 핵융합을, 국가핵안보국(NNSA)는 핵무기 개

발과 관련된 관성 가둠 핵융합을 담당한다.

세계에서 가장 많은 금액을 핵융합 기술 개발에 투자하고 있으며,

세계 핵융합 기술개발의 거의 모든 분야에서 가장 높은 수준의 역량


을 보유하고 있는 것으로 평가받고 있다. 오바마 정부 출범 이후 저

탄소 정책을 강화함에 따라 핵융합 연구개발에 대한 정책적 지원도

확대되고 있다.

구분 2012년 2013년 2014년 2015년 2016년

자기장 핵융합 393 377 504 467 420

관성 핵융합 474 456 512 512 502

계 867 833 1016 979 922주 : 2016년은 예산 요구서 기준자료 : DOE(2015.2)

<표 2-2> 미국의 핵융합 연구개발 예산

(단위 : 백만 달러)

주요 핵융합 연구장치로는 군수업체인 General Atomic社가 운영

중인 DIII-D, 프린스턴 플라즈마 물리연구소(PPPL)의 토카막 장치인

NSTX, MIT의 토카막 C-Mod 등이 있다. 현재 시점에서 PPPL의

NSTX는 지난 4년 간 업그레이드 중이고, MIT의 C-Mod는 예산 문

제로 가동 정지 중이어서, 가동 중인 핵융합로는 DIII-D가 유일하다.

자기 가둠 핵융합과 관성 가둠 핵융합 연구 결과에 따라 핵융합

실증로(DEMO) 노형을 결정하고, 2035년까지 실증로를 완공 및 운

영하고자 한다. 국립점화시설(NIF)에서 연구 중인 관성 가둠 핵융합

의 연구결과와 토카막 장치인 ITER의 연구결과를 비교하여, 2019

년 둘 중 하나를 택하여 집중 추진할 계획이다.

12

나. 러시아

1951년 구소련의 사하로프라는 연구자가 토카막 개념을 고안하여

제안하였다. 구소련의 토카막 장치(T-3)에서의 연구성과는 전 세계

대부분의 핵융합 연구가 토카막을 중심으로 수행되는 데 중요한 계

기가 되었다.

주요 연구장치로는 1968년 세계 최초로 1,000만℃의 플라즈마를

생산해 낸 토카막인 T-3가 있고, 그 후로도 T-7, T-10, T-15 등이

건설되었다. 가장 최근까지 활용된 것은 1988년 운전을 시작한 T-15

이다.

그러나 T-15의 운영이 예산부족 문제로 중단되면서 토카막 장치를

이용한 연구는 중단되었고, 현재는 개별 연구소 차원에서 핵융합 관

련 연구가 진행 중이다.

다. EU

EU에서는 핵융합을 미래 주요 에너지기술로 평가하고 이를 위한

투자를 확대하고 있다. EU의 핵융합에너지 개발은 27개 가입국이

EURATOM(유럽원자력공동체) 조약에 따라 핵융합 연구개발을 공동

으로 수행하고 있다. 2050년대까지 핵융합 상용화를 달성하기 위한

‘EU 핵융합에너지 개발 로드맵’을 발표하였다.


구 분 2012 2013 2014~2018 2019~2020 합계ITER 7.5 5.5 25.5 3.4 40

EU Fusion 1.2 1.5 7.08* 3.8 13.58⇩

구 분 2014 2015 2016 2017 2018 합계Fusion Joint Programme 0.77 0.72 0.82 1.02 1.25 4.58

JET 0.63 0.50 0.50 0.50 0.37 2.50Total 1.40 1.22 1.32 1.52 1.62 7.08

자료 : 주벨기에·유럽연합대사관(2011); EFDA(2012); European Commission Decision C(2015); 국가핵융합연구소(2016.1)

<표 2-3> EU의 핵융합 R&D 예산

(단위 : 억 유로)

EU에서 공동으로 추진하는 핵융합 장치로는 영국 Culham에 위치

한 JET가 있다. JET는 유럽 국가들의 합작 결과이며, 유럽 각국에서

40개 이상의 연구소들이 공동으로 사용하고 있다. 유럽 전체에서 모

인 350명 이상의 과학자와 엔지니어가 JET 프로그램에 기여하고 있

다. JET는 현존하는 토카막 장치 중에 가장 크고 가장 높은 핵융합

출력을 기록한 바 있어, 가장 높은 수준의 장치로 인정받고 있다. 현

재 운영되는 핵융합 장치 중에 유일하게 중수소-삼중수소 반응을 실

험하고 있다.

개별 국가차원에서는 영국, 프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인 등 5개

국가가 핵융합 기술개발 연구를 진행 중이다. 영국은 JET를 유치하

여 국립 Culham핵융합연구소를 중심으로 관련 연구를 진행 중이다.

중수소-삼중수소 핵융합 반응 실험, 로봇팔을 이용한 원격작업 등에

강점을 보이고 있다. 프랑스는 토카막 장치인 Tore Supra를 건설하

여 1988년부터 독자적으로 운영해 왔다. 독일은 1990년부터

14

ASDEX-U 토카막 장치를 가동했으며, 내열이 중요시 되는 토카막

내벽재료로 텅스텐 벽을 실험 중이다. 이탈리아는 FT-U를 운영하면

서 점화장치의 설계와 개발을 추진 중이다. 스페인은 JT-Ⅱ를 운영

하며 플라즈마 진단연구를 주로 수행한다.

관성 가둠 핵융합 연구도 진행 중인데, 프랑스에서 건설 중인

LMJ(Laser Mega Joule)은 총 30억 유로를 투자하여 2012년 완공하

였으며, 군사목적의 물리실험을 위해 2014년 10월 첫 번째 실험을

하였다. 또한 영국, 이탈리아 등 6개국은 HiPER(High Power laser

Energy Research)를 건설 추진 중이다.

라. 일본

자원이 부족한 일본은 핵융합을 에너지와 환경 문제를 동시에 해

결할 수 있는 에너지로 인식하고 관련 연구에 적극적으로 참여하고

있다. 일본은 1950년대 말부터 핵융합 연구를 시작하였으며 1970년

대 초 JT-60 건설에 착수하면서 본격화되었다. 1990년부터 대규모의

투자가 이루어졌으며, 자기 가둠 핵융합과 관성 가둠 핵융합을 동시

에 연구개발하고 있다. EU와 공동협력 협정(Broader Appoch, BA)을

체결하여 ITER 운영 및 실증로 실험연구를 위한 선행 연구장치로

JT-60SA를 조립 진행 중이며, 핵융합재료 연구시설을 공동으로 설계

중이다. 미국, EU와 함께 세계에서 핵융합 기술수준이 가장 높은 국

가로 평가되고 있다.


ITER Broad Approach(BA)

Large Helical Device 기타 합계1)

2012 51 42 44 145 282

2013 145 47 44 162 398

2014 217 34 44 - 295

2015 184 35 44 - 263주 : 연도별 예산은 직접비만 산정, JT-60U 사업, GEKKO XII 사업, NIFS 및

JAEA 기관운영비 미포함자료 : http://www.mext.go.jp/a_menu/kaikei/index.htm; http://www.jaea.go.jp/02/2_13.shtml;

국가핵융합연구소(2016)

<표 2-4> 일본의 핵융합 R&D 예산

(단위 : 억 엔)

주요 연구장치로는 토카막 장치인 JT-60SA, 스텔러레이터인 LHD,

레이저 핵융합 장치인 LFEX, 차세대 레이저 핵융합 장치 FIREX-Ⅱ

등 다양한 핵융합 연구장치가 있다. JT-60SA는 1985년 가동을 시작

한 JT-60(Japanese Tokamak-60)를 개조하여 1991년 JT-60U로 업그

레이드하고, 이를 다시 초전도자석으로 업그레이드하는 작업을 2013

년 시작하여 2019년 완공을 목표로 하고 있는 모델이다. LHD(Large

Helical Device)는 일본 나고야의 일본핵융합연구소에 설치된 초전도

스텔러레이터로 1998년 운영을 시작하였고, 세계 최대 규모이며

2017년부터 중수소를 이용한 실험을 할 예정이다. LFEX(Laser

Energy EXperiment)는 2014년 11월 건설을 완료하였다. FIREX-Ⅱ

는 차세대 레이저 핵융합 장치로 2025년까지 국제 고속점화 실현,

2040년 이전 전력 생산이 목표이다.

2050년대 1세대 핵융합 상용화 실현 계획 하에 핵융합 연구 로드

16

맵을 수립하여 추진 중이다6). 2036년 핵융합 원형로(proto type) 건

설을 목표로 18개 분야 1,000개 항목에 대한 로드맵을 작성하여 추

진 중이다. 자장 가둠 핵융합과 관성 가둠 핵융합 2가지 유형의

DEMO 건설을 추진하고 있다. 2030년대 DEMO 건설 및 2040년대

운영을 목표로 한다.

마. 중국

중국은 급증하는 자국 내 에너지수요에 대응하기 위해 핵융합에너

지 개발을 적극적으로 추진 중이다. 1950년대 말부터 소규모로 플라

즈마에 대한 연구를 시작하였고 1960년대 중반 들어 CNNC가 남서

물리연구소(SWIP)를 설립하면서 핵융합 연구가 본격화 되었으며,

1970년대 중국과학원 플라즈마물리연구소(ASIPP)를 설립하였다. 후

진타오 전 주석과 시진핑 주석이 플라즈마물리연구소를 방문하는 등

핵융합에너지에 대한 적극적인 관심과 개발의지를 표명하고 있다.

자기 가둠 핵융합 연구를 위해 2008년~2015년까지 113개의 프로

그램을 운영하고 약 35억 위안(약 6,400억원)을 지원하였다. 또한 향

후 10년간 ITER 및 관련 연구개발에 12억 달러를 투자할 예정이

다7).

주요 연구장치로는 플라즈마물리연구소가 운영하는 EAST가 있다.

EAST는 2006년 완공된 초전도 토카막 장치로, 최근 몇 년간 성능개

6) 일본의 핵융합 개발 단계 : 기초연구·개발 → 실험로(이론 실증) → 원형로(실용화 가능성 타진) → 실증로(안전성과 경제성 입증) → 상업로(상업적 이용)

7) 중국은 정부차원의 공식적인 전체 핵융합 예산을 공개하고 있지 않으나, 한국 국가핵융합연구소에서 중국과학원 등의 발표자료를 토대로 추정한 금액이다.


선을 위한 대규모 투자가 이루어져 장치성능이 대폭 개선되었다. 중

국은 EAST를 ITER 프로젝트를 위한 기술의 시험장으로 사용한다는

계획이다. EAST외에도 러시아에서 1984년에 들여온 초전도 토카막

을 기초로 제작한 HT-7, 레이저 핵융합 시설인 SG-Ⅱ, 2020년 완공

을 목표로 건설 중인 세계 최대 규모(2MJ)의 레이저 핵융합 시설

SG-Ⅲ 등이 있다.

2020년대 혼성원자로8)를 개발하고 2030년대 DEMO를 건설한다는

공격적인 상용화 목표를 제시하였다. 2010년부터 150MW 규모의 혼

성원자로 설계를 시작으로 ITER 참여를 통한 순수 핵융합 DEMO도

추진한다는 계획이다. 2030년까지 실증로인 CFETR(China Fusion

Engineering Testing Reactor)를 완공하여 Q값을 10 이상 기록하는

것을 목표로 하고 있다9).

바. 인도

인도는 일찍부터 원자력을 개발해 왔으며, 급증하는 에너지 수요

에 대응하면서 청정에너지를 확보하고자 핵융합 기술개발을 추진하

고 있다. 인도는 1970년대 초반 우주 플라즈마 현상에 대한 연구가

핵융합 연구의 기초가 되었고, 이후 1978년 트로이달 장치를 이용한

플라즈마 연구를 수행하였다. 1982년부터 고온 플라즈마의 자기 가

8) 혼성원자로(Fusion-Fission Hybrid Reactor, FFHR) : 핵융합으로 발생된 다량의 중성자를 핵분열의 결과물로 생성된 사용후핵연료에 반응시켜 에너지를 생산하는 방식. 이 방식에 따르면 사용후핵연료를 이용해 에너지를 생산할 수 있을 뿐 아니라 폐기물 처리문제도 해결된다.

9) 중국의 핵융합 R&D 로드맵 : EAST(2010년대) → ITER(2020년대) → CFETR(2030년대) → 상용 핵융합발전소(2050년)

18

둠 연구를 시작으로 플라즈마 물리 프로그램을 시작하였다.

주요 연구장치로는 ADITYA와 SST-1이 있다. ADITYA는 1989년

가동을 시작한 중간 정도 크기의 토카막으로 현재까지 운영 중이며

장치 업그레이드가 지속적으로 이루어졌다. SST-1은 2005년 완공된

중대형 토카막 장치이며, 고성능 플라즈마를 정상상태로 운전하는

것이 목표이다.

사. 한국

우리나라는 주요국들에 비해 핵융합 연구에 참여하는 시기가 가장

늦었지만, 중간진입전략10)으로 짧은 기간에 안에 주요 핵융합 연구

개발 국가로 도약하였다. 1970년 후반부터 서울대(SNUT-79), 원자력

연구원(KT-1), KAIST(KAIST-T), 기초과학지원연구원(한빛) 등 개별

대학이나 연구소 차원에서 기초과학 수준의 연구를 수행하였다.

1995년 대형 초전도 토카막(KSTAR) 건설을 목표로 국가핵융합연구

개발 기본계획을 수립하면서 연구가 본격화되었다. 2007년까지

3,090억원을 투자하여 KSTAR를 완공하고 2008년 최초 플라즈마 발

생 실험에 성공함으로써 주요 핵융합 연구개발 국가로 부상하였다.

2007년 ‘1차 핵융합에너지 개발진흥 기본계획’을 시작으로 5년마다

동 계획을 수립하여 핵융합에 대한 정책적 지원을 하고 있다. 정부

의 핵융합 R&D 투자도 2007년 573억원에서 2015년 1,424억원으로

증가하였다.

10) 중간진입전략 : 외국의 다양한 기초연구 성과를 중간단계에서 도입하여 짧은 시 간과 적은 비용으로 선진국의 기술성과를 따라잡는 전략


사업명 2013년 2014년 2015년

KSTAR 연구 32,714 34,404 35,654

ITER 공동개발 사업 84,200 66,400 84,600대학중심 핵융합 기초연구 및

인력양성지원 사업6,700 5,712 6,712

국가핵융합연구소 기관고유 사업 15,069 18,349 15,494

합계 138,683 124,865 142,460자료 : 미래창조과학부(2015.5)

<표 2-5> 핵융합 관련 사업 투자액

(단위 : 백만 원)

주요 연구장치로는 KSTAR가 있다. 프린스턴 대학교가 설계하여

추진하던 토카막 물리실험장치(TPX)가 연구예산 축소로 건설하지 못

하게 되자, 1996년 우리나라 정부가 TPX의 설계도를 넘겨받아 대전

에 핵융합 실험로를 짓겠다는 연구협정을 제안하였다. 제안이 받아들

여져 실험로 건설이 시작되었고 2007년 완성되었는데 이것이 KSTAR

이다. KSTAR는 초전도 토카막 장치로서 전 세계에서 유일하게 ITER

에 사용되는 초전도 자석과 동일한 재료의 자석을 사용한다. KSTAR

를 개발하면서 초전도 자석 기술과 진공용기 제작 및 조립 기술이 발

달하였고, ITER 프로젝트에서 해당 기술 분야는 우리나라가 담당하고

있다.

우리나라는 2040년대 상용 핵융합발전소 건설을 목표로 하고 있다.

2037년경 DEMO에 의한 전기생산 실증을 목표로 2010년 DEMO 설

를 시작하여 2020년경 건설을 시작할 계획이다. 한국형 핵융합발전소

는 2037년경에 공학설계를 완성하여 2040년대 상용발전소를 통한 대

용량 전기생산을 목표로 하고 있다.

20

아. 종합

세계 주요국들은 핵융합 기술개발을 위해 국가간 협력과 함께 자

국만의 핵융합 기술개발 노력을 동시에 경주하고 있다. ITER는 국제

사회의 협력으로 프로젝트가 추진되고 있는 대표적인 예이며, 영국

에 있는 JET은 EU국가들의 공동 노력으로 건설된 것이고 일본의

JT-60SA 역시 일본과 EU간 협력으로 건설되고 있다. 동시에 각국은

자국만의 핵융합 기술개발을 추진하면서 상용화를 앞당기고자 노력

하고 있다. 현재 각국의 핵융합기술 상용화 계획을 종합해보면,

ITER의 완공 및 가동 이후 각국에서 2020년대 중반에 DEMO의 설

계를 시작하여 2030년대에 DEMO가 완공 및 운영되고, 2040년대에

상용로 개발을 시작하여 2050년대에 상용화가 이루어질 것으로 보인

다.

[그림 2-5] 세계 주요 핵융합 실험로의 발전단계

자료 : ITER 한국사업단 홈페이지(http://www.iterkorea.org/0202; 검색일: 2016.10.21.)


구분초전도토카막 상전도토카막

KSTAR(한국) EAST(중국) JT-60SA(일본) ITER(국제공동) DⅢ-D(미국) JET(영국) ASDEX-U(독일)기관

(위치) NFRI(대전) 중국과학원(Hefei)

JAEA(Naka)EU와 공동건설

ITER국제기구카다라쉬

General Atomics(San Diego)

EFDA(Culham)(EU 공동건설)

Max Planck(Garching)

완공 2007년 2006년 2019년(예정) 2025년(예정) 1986년 1983년 1991년주반경

(장치크기) 1.8m 1.7m 3.16m 6.2m 1.66m 2.96m 1.65m

자석재료Nb3Sn & NbTi

(ITER 동일재료) NbTi Nb3Sn(CS)& NbTi(TF, PF)

Nb3Sn(TF, CS) & NbTi(PF) Cu(상전도) Cu(상전도) Cu(상전도)

최고성과 및 의의

고성능 장시간 운전기술확보

장시간 운영기술 확보

Q ~ 1.25 달성핵융합출력(500

MW) 공학적 실증

고성능 AT 운전

핵융합출력 16MW 달성(1997)

최초로 H-모드 발견, 텅스텐벽

실험

의의

Nb3Sn 초전도자석을

사용한 세계 최초의 핵융합 장치

NbTi 초전도자석을 사용한 장치

JT-60U(상전도 토카막) 장치를 초전도자석으로 업그레이드 중

핵융합에너지 상용화를 위한 최종 공학적

실증로

기존 H-mode를 초과한 고성능 AT 운전 달성

현재 최대 규모의 상전도 토카막 장치로 핵융합

출력 16MW 달성

최초로 H-mode 발견

주 : H-mode는 토카막 내에서 발견된 높은 가둠 성능(온도, 밀도상승 등)을 보이는 운전영역을 의미함.자료 : 교육과학기술부(2011.12)

<표 2-6> 세계 주요 핵융합장치 비교

22

4. 핵융합발전 상용화의 주요 난제11)

가. 안정적 전력생산

핵융합 발전은 초기 건설비용이 높고 연료비가 낮기 때문에 기저

전원으로서 역할을 할 것으로 예상되며, 따라서 이용율을 최소 80%

이상 유지하면서 비정상적으로 정지하는 일이 거의 없어야 한다. 그

러나 토카막은 본질적으로 펄스에 의해 전력이 생산되는데, 매우 긴

펄스 모드로 운전된다고 하더라도 단속적으로 가동된다는 점에는 변

함이 없다. 연구자들은 초기 전압상승 이후 플라즈마의 움직임과 안

정성이 몇 시간 동안 유지될 수 있을 것이라고 제안하지만, 이러한

긴 펄스 운전은 안정적이고 지속적인 가동과는 분명한 차이가 있다.

이에 지속적인 가동을 위해 여러 가지 방안이 고려되고 있는데, 최

후의 대안으로는 하나의 발전소 안에 여러 개의 토카막을 두는 방법

이 있다. 예를 들어, 두 개의 토카막이 번갈아가며 가동하여 지속적

인 전력생산을 하는 것이다.

이렇게 안정적이고 지속적인 전력생산이 어렵다는 점에 대용량 전

원이라는 특성이 겹치면 더 큰 문제가 발생할 수 있다. 핵융합 발전

은 1.5GW 이상의 용량을 가질 것으로 예상되는데, 갑자기 가동이

멈춘다면 안정적인 전력수급에 위험한 요소가 된다. 또한 핵융합 발

전은 초기 가동을 위해 대규모의 전력이 필요하기 때문에, 재가동을

위한 전력을 공급받는데도 어려움이 있을 것으로 예상된다.

11) 본 절은 Institute of Physics(2008.9), “Fusion as an Energy Source : Challenges and Opportunities”와 국가핵융합연구소(2015.3), “인류가 원하는 미래에너지 - 핵융합의 세계”를 참고하여 작성하였음.


나. 극한 상황을 견디는 재료의 개발

핵융합 발전에 이용되는 구조물들은 극한의 상황에 처하게 되며,

이러한 극한의 상황을 견딜 수 있는 재료기술의 개발이 필요하다.

토카막 안에서 핵융합반응으로 인해 발생한 플라즈마는 매우 뜨거

운데, 이와 직접 접촉하는 것은 블랑켓과 다이버터이다. 블랑켓은 핵

융합이 일어나는 진공용기를 감싸는 것으로 중성자 에너지를 열로

변환하고 리튬을 이용해 삼중수소를 증식하는 역할을 한다. 다이버

터는 핵융합 반응에 쓰이지 않은 연료나 헬륨재를 핵융합 반응에 방

해가 되지 않도록 배출해주는 장치이다. 이 두 가지 장치가 받는 열

부하가 매우 높기 때문에 열 부하를 최소화하거나 견딜 수 있는 재

료를 개발해야 한다. 특히 블랑켓은 중성자의 운동에너지를 효율적

으로 흡수하고 냉각재에 열을 전달해야 하고, 삼중수소도 만들어야

하기 때문에 이러한 역할을 수행할 수 있는 재료의 개발이 필요하

다.

또한 핵융합 발전과정에서 플라즈마를 제어하기 위해 매우 높은

자기장이 반복적으로 가해지는데, 이로 인해 구조물에 피로가 쌓이

게 된다. 이러한 요인들은 구조물의 내구성을 약화시켜 부품을 자주

교체해야만 한다.

다. 삼중수소, 헬륨 등 원료 공급

삼중수소는 지구상에 자연적으로 거의 존재하지 않는다. 전 세계

에서 자연적으로 존재하는 삼중수소는 4kg이고, 인공적으로 약 40kg

이 만들어지는 것으로 알려져 있다. 그러나 핵융합발전소 1기가 1년

24

에 사용하는 삼중수소의 양은 약 100kg에 달할 것으로 예상된다.

따라서 블랑켓에서 충분한 양의 삼중수소를 공급해주어야 하는데,

한 개의 중성자가 블랑켓에서 만들어내는 삼중수소는 현재의 설계값

기준으로 1.15개를 넘지 못하고 있다. 이 정도의 양으로는 자체적으

로 핵융합발전에 필요한 삼중수소를 충당할 수 없으며, 더 많은 삼

중수소를 만들어내는 블랑켓을 개발해야 한다.

라. 경제성

핵융합발전의 경제성을 위협하는 요소들이 많아 상용화에 장애물

이 될 수 있다. 핵융합으로 인해 발생한 중성자들은 주변의 장치들

과 부딪히고, 그 장치들은 방사화가 된다. 방사화된 장치들을 자주

교체해주어야 하는데 그 과정에서 경제성이 악화될 수 있다. 또한

방사화된 물질은 사람 손으로 직접 처리할 수 없기 때문에 원격 조

종 로봇을 사용해야 하는데 이 과정에서도 비용이 상승할 여지가 있

다. 또한 아래 3장에서 핵융합발전비용에 대해 분석한 선행연구들을

살펴보면 경쟁 에너지원에 비해 핵융합의 발전비용이 높은 것으로

나타나고 있어, 상용화에 가장 중요한 경제성 확보가 시급한 것으로

보인다.

제3장 핵융합발전의 경제성, 환경성, 안전성 검토 25

제3장 핵융합발전의 경제성, 환경성, 안전성 검토

1. 핵융합발전의 경제성

핵융합발전의 발전비용에 대한 추정에는 많은 난제가 존재한다.

가장 큰 문제는 아직 핵융합발전의 상용화가 먼 미래의 일이기 때문

에, 추정을 위해 과감한 가정을 해야 하고 그 가정에 따른 추정값을

사용한다는 것이다. 이러한 어려움에도 불구하고 몇몇 연구자들은

핵융합발전의 경제성을 검토하기 위한 연구를 지속해왔다. 대부분의

연구는 LCOE(levelized cost of electricity) 방법을 이용하여 발전비

용을 추정하였는데, LCOE는 발전소 건설비용, 연료비, 운전유지비,

기타 비용 등 발전소 수명기간 중 발생하는 모든 비용을 현재가치로

환산하고 그것을 현재가치로 환산한 발전량으로 나눈 값이다. 본고

에서 검토한 연구들은 모두 온실가스 배출비용을 발전원가 산정 시

포함하였다.

Delene et al.(1999)는 2050년 핵융합의 발전비용을 69~99m$12)

/kWh(1999년 달러 기준)으로 추정하였는데, 기준값은 87.4m$/kWh

이다. 이는 경쟁 에너지원의 발전비용에 비해 높은 것으로 평가된

것이다.

12) m$는 1000분의 1달러를 의미한다.

26

　 석탄 가스복합 원자력 풍력 핵융합

Capital 26.7 8.8 29.7 24.7 72.1

O&M 8.5 4.5 8.6 4.6 9.0

Fuel 9.4 26.6 5.6 - 5.4Decommiss-

ioning 　- - 0.8 - 0.9

Other 20.0 8.7 - - -

Total COE 64.6 48.6 44.7 29.3b 87.4

Range 47–82 30–65 38–62 18–62 69–99

<표 3-1> 2050년 에너지원별 발전비용 추정(1)

(단위 : m$(1999년)/kWh)

자료 : Delene et al.(1999).

[그림 3-1] 2050년 에너지원별 발전비용 추정(1)

(단위 : m$(1999년)/kWh)

주 : 화석연료는 온실가스 배출비용이 포함된 값이며 노란색 점은 기준값을 의미함. 핵융합발전의 경우 1000~1300MW 규모의 발전소를 가정. 실질할인율은 5.02%

자료 : Delene et al.(1999).


Ward(2000)는 2050년 핵융합의 발전비용을 70~130m$/kWh로 추

정하였다. 이는 석탄발전과 원자력발전, 풍력발전보다는 높은 비용이

지만, 가스화력발전 보다 다소 낮은 비용이고 태양광발전에 비해서

는 상당히 낮은 비용이다. Ward(2000)는 2050년은 핵융합발전의 초

기단계이므로 향후 건설실적 증가에 따른 건설비용 하락으로 발전원

가는 더욱 경쟁력을 갖출 것으로 예상하였다.

[그림 3-2] 2050년 에너지원별 발전비용 추정(2)

(단위 : m$(1996년)/kWh)

주 : 추정비용의 최소값과 최대값 범위를 표시하였으며, 노란점은 중간값을 의미함.자료: Ward, et al.(2000) 수정인용

28

발전원현재 비용(m＄/㎾h)

’50년 추정 비용(m＄/㎾h)

석탄화력 30∼70 50∼120

가스화력 30∼80 60∼200

원자력 30∼80 30∼80

수력 20∼60 20∼100

바이오매스 80∼150 80∼150

풍력 40∼75 80∼300

태양광 200∼600 200∼600

조력 50∼100 70∼140

핵융합 70∼130주 : 할인율은 5%, 7%, 10%를 각각 적용자료: Ward, et al.(2000) 수정인용


(단위 : m$(1996년)/kWh)

그러나 Ward(2000)의 결과는 신재생에너지의 기술개발 가속화에

따른 발전비용 하락 등을 고려하지 않아 연구결과가 현실과 다소 동

떨어져 있다는 문제가 있다. 예를 들어 태양광발전의 비용이 2000년

과 2050년이 동일한 것으로 되어 있는데, 태양광발전 기술이 발전하

고 발전비용이 떨어지고 있는 현실을 감안했을 때 미래 태양광발전

비용은 현재보다 더욱 하락할 것으로 예상된다. 또한 2000년에 추정

한 발전비용으로 추정시점이 너무 오래되었기 때문에, 최근의 발전

비용 추정치를 반영하여 비교할 필요가 있다.

Gnansounou&Bedniaguine(2005)는 기술개발에 따른 발전비용 하락

을 반영하여 에너지원별 발전비용을 아래와 같이 추산하였다.


CO2

intensityInvest. Cost

O&M costs

Capacity factor

Average cost of electricity

% Effic-iency　

tCO2/MWh €/kW €/kW·

yr % €/kWh

2000 - 2020 　　　　　　

가스복합 56 0.36 550 29.5 85 0.034원자력 37 - 1872 54.0 87 0.032

석탄(초임계) 46 0.77 1132 46.0 83 0.026육상 풍력 - - 921 22.3 25 0.037태양광 - - 4354 19.2 16 0.216

2040 - 2060가스복합 62 0.33 415 25.7 87 0.042원자력 42 - 1728 49.9 89 0.031핵융합 46 - 6765 308.7 70 0.115

석탄가스복합 56 0.63 1037 52.7 85 0.028석탄가스복합

+CCS 50 0.07 1417 133.8 80 0.046

육상풍력 - - 642 18.6 30 0.023태양광 - - 2021 9.5 20 0.080

2080 - 2100가스복합 66 0.31 368 24.3 89 0.062원자력 48 - 1595 46.1 91 0.034핵융합 50 - 4089 150.6 83 0.054

석탄가스복합 60 0.59 920 50.4 89 0.030석탄가스복합

+CCS 54 0.07 1183 110.1 85 0.043

육상풍력 - - 751 35.3 44 0.020태양광 - - 1104 7.0 24 0.038


주 : 화폐단위는 2004년 유로 기준이며 할인율은 연 5% 적용출처: Gnansounou&Bedniaguine(2005).

이에 따르면 핵융합발전의 초기단계인 2040~2060년에는 핵융합

의 발전비용이 다른 에너지원에 비해 가장 높고, 2080~2100년에 이

르러 경쟁력을 갖추게 될 것으로 추정되었다.

위의 3개 연구에서 제시한 핵융합 발전비용을 물가상승률을 반영

30

하여 2013년 기준으로 환산하면, 122.2m$/kWh(Delene et at., 1999)

에서 189.9m$/kWh(Gnansounou&Bedniaguine, 2005) 사이의 값을

보이고, 중간값은 150.7m$/kWh(Ward et at., 2000)이다. 이렇게 도

출된 핵융합 발전비용을 IEA/NEA에서 2015년에 발간한 ‘Projected

Costs of Generating Electricity’에서 추산된 에너지원별 발전비용과

비교해 보았다. 그 결과, 핵융합의 추정 발전비용은 태양광 발전비용

과 비슷한 수준이며, 그 외의 가스, 석탄 등 화석연료와 원자력(핵분

열) 발전, 육상 풍력의 발전비용에 비해서는 높은 수준인 것으로 나

타났다.

[그림 3-3] 발전원별 LCOE

(m$(2013년)/kWh)

주 : 핵융합을 제외한 에너지원의 발전비용은 IEA/NEA(2015) Projected Cost of Generating Electricity에서 7%의 할인율 적용 값이며, 각 국가별 발전비용 중에서 최소값과 최대값을 이용하여 범위를 그리고, 중간값은 노란점으로 표시. 태양광, 풍력발전비용은 상업용 발전의 값 이용했으며, 풍력발전은 육상풍력의 값 이용.

자료 : IEA/NEA(2015)와 Delene et al.(1999), Ward et al.(2000), Gnansounou& Bedniaguine(2005)을 이용하여 저자 작성


핵융합의 발전비용이 높게 추정되는 것은 초기 건설비용이 높은

것이 결정적인 원인으로 꼽힌다. Delene et al.(1999)의 연구에서 핵

융합발전소 건설비용은 kW당 3,120달러로 추산되었는데, 이는 석탄

발전소 1,282달러, 가스복합발전소 1,252달러, 원자력발전소 1,329달

러, 풍력발전소 650달러에 비해 최소 2.3배에서 최대 4.8배 높은 것

이다. Gnansounou&Bedniaguine(2005)의 연구에서도 2040~2060년

핵융합발전의 초기투자비용은 kW당 6,765유로로 가스복합발전소

415유로, 원자력발전소 1,728유로, 석탄가스화발전소 1,037유로, 육

상풍력발전소 642유로, 태양광발전소 2,021유로에 비해 최소 3배 이

상 비싼 수준이다.

핵융합발전소의 건설비용은 건설경험이 축적되면 점차 낮아질 것

으로 예상된다. 또한 주요 장비와 부품의 교체주기에 따라 발전비용

추정치가 달라지는데, 향후 재료공학 기술이 발전하여 교체주기가

길어진다면, 비용이 더 낮아질 여지가 있다. 다만, 그 비용 감소 속

도가 어느 정도 빠를 것인가가 관건이다.

2. 핵융합발전의 환경성

핵융합발전 중에는 온실가스나 미세먼지 등 대기오염물질이 발생

하지 않고 건설 및 해체과정 중에서 소량만 발생한다. 따라서 석탄,

가스 등 화석연료 발전원에 비해 환경성이 뛰어나다고 할 수 있다.

기존 원자력발전 역시 대기오염물질을 발생하지 않는다는 점에서 핵

융합발전과 비교되는데, 연구자에 따라 핵융합발전이 원자력발전보다

대기오염물질이 더 많이 배출되는 것으로 추정되기도 하고 더 적게

32

추정되기도 한다.

일본원자력연구소(이하 JAERI)는 건설, 운영, 해체 등 전주기 과정

중에서 발생하는 온실가스 배출량을 원자력발전의 경우 kWh당

5.7gCO2로 추정하였고, 핵융합발전은 6~12gCO2로 추정하였다(JAERI,

2000).

자료 : JAERI(2000).

<표 3-4> 에너지원별 전주기 온실가스 배출량 비교

White(1995.10)는 전주기 과정에서 석탄발전과 원자력발전, 핵융합

발전의 대기오염물질 배출 정도를 비교하였는데, 이 연구에서는 핵

융합발전의 온실가스배출량이 원자력보다 적은 것으로 분석되었다.

원자력발전에서 GWh당 15tonCO2가 발생하는 반면, 핵융합발전에서

는 9tonCO2가 발생하는 것으로 추정되었다. Meier(2000)는 가스발전

과정에서의 온실가스배출량을 추정하여 이 수치와 비교하였다.


자료 : Meier(2000).

<표 3-5> 에너지원별 전주기 이산화탄소 배출량 비교

White(1995.10)는 또한 전주기 과정에서 석탄발전과 원자력발전,

핵융합발전이 대기오염에 미치는 영향을 이산화탄소 외에도 이산화

황, 이산화질소, 일산화탄소, 미세먼지 배출량 측면에서도 비교해보

았다. 연구에 따르면, 핵융합은 원자력발전보다 이산화질소 배출량은

작으나 일산화탄소와 이산화황을 더 많이 배출할 것으로 추정되었고,

미세먼지 배출량은 비슷할 것으로 추정되었다.

34

자료 : White(1995.10).

<표 3-6> 에너지원별 연간 대기오염물질 배출량 비교

(단위 : 1,000톤/GW)

3. 핵융합발전의 안전성

핵융합발전은 원자력발전과 달리 사고위험이 거의 없는 것으로 알

려져 있다. 그 이유는 핵융합이 일어나기 위한 조건이 까다롭기 때

문이다. 핵융합이 일어나려면 외부에서 대규모의 전력을 공급하여

핵융합로를 뜨겁게 가열해 플라즈마 상태를 만들고 강력한 전자기장

을 형성하여 플라즈마를 가두어야 하는데, 전력공급이 차단되면 전

자기장이 소멸된다. 또한 핵융합을 위해서는 진공상태의 용기에 중

수소와 삼중수소를 지속적으로 공급해주어야 하는데, 자연재해 같은

비상사태가 발생하면 연료공급이 중단된다. 또한 세심한 제어과정이

없으면 핵융합은 저절로 이루어지지 않는다.


방사성폐기물도 원자력발전보다 현저히 작다. 핵융합의 결과물은

헬륨으로 방사성이 없다. 핵융합 과정에서 중성자로 인해 핵융합로

장비가 방사화되어 중준위 정도의 방사성물질이 되고, 원료인 삼중

수소는 반감기가 12년인 저준위 방사성 물질이다. 그러나 원자력발

전의 결과물인 사용후핵연료에 비하면 방사성폐기물 문제가 작다고

할 수 있다.

제4장 핵융합발전의 인식 분석 37

제4장 핵융합발전 인식 분석

1. 핵융합발전 인식 분석 방법

가. 텍스트 자료 활용

핵융합발전의 인식 분석을 위해 별도의 설문조사를 거치지 않고

이미 발표되고 온라인상에서 확보 가능한 텍스트들을 갖고 의미 있

는 내용을 찾아내는 텍스트마이닝(text mining) 기법을 택하였다. 텍

트스마이닝은 현재까지의 문자화된 논의를 통해 사회적 인식을 유추

할 수 있다는 특징이 있다.

텍스트마이닝 기법 활용에 필요한 텍스트 자료는 언론기사

(mainstream news)와 SNS(소셜네트워크) 텍스트 자료를 활용하였다.

언론기사는 비교적 핵융합에 관한 정책, 기술개발 활동 및 성과, 국

제협력, 관련 전문가 견해 및 비판 등을 고루 접할 수 있다는 장점

이 있지만, 일반 여론을 대변하는 데는 한계가 있다. SNS는 비록 정

제되지 않은 감정 표현이 다분히 존재할 수 있으나 일반인들의 핵융

합 관련 생각이 고스란히 묻어난다는 점이 있다.

그리고 국내의 언론 및 SNS 텍스트 자료에 국한하지 않고 미국,

영국의 언론과 SNS 텍스트 자료를 함께 검토하였다. 이 세 국가를

비교함으로써 국내 핵융합발전과 관련한 인식을 보다 구체적으로 파

악할 수 있을 것으로 기대하였다. 물론 미국과 영국뿐만 아니라 중

국, 독일, 일본 등 다른 중요 국가들이 있으나, 현재 가용할 수 있는

38

텍스트마이닝 기법의 한계 상 우리나라와 영어권의 국가만을 대상으

로 하였다.

언론기사는 국내의 경우 조선일보, 중앙일보, 동아일보, 한겨레, 한

국일보, 경향신문 등 종합신문과 전자신문, etnews 등 전문뉴스언론

을 두로 포괄하고 있다. 미국과 영국도 CNN, reuters, Financial

Times, BBC, Guardian, Telegraph 등이 두루 포함되어 있다. SNS는

페이스북, 트위터, 블로그 등을 대상으로 하였다.

텍스트데이터 추출 도구로서 Radian6를 이용하였다. Radian6는

Salesforce.com이 개발하고 운영하는 텍스트데이터 수집 플랫폼으로

서 소셜미디어 텍스트 수집 부문에서 강점을 지닌다. 검색 키워드로

는 한국은 ‘핵융합’, 미국과 영국은 ‘fusion energy’, ‘nuclear fusion’

이며, 이 키워드가 들어 있는 언론기사13)와 SNS 텍스트를 추출하였

다. 단, 같은 제목 또는 본문을 가진 텍스트 자료는 중복성 검사를

통해 정제하였다. 분석기간은 2010년 1월 1일부터 2016년 5월 31일

까지이다.

나. 텍스트마이닝 방법

우선 R 프로그램의 ‘KoNLP’, ‘tm’ 패키지를 이용하여 연도별로

각국 핵융합 관련 언론기사의 상위 빈도 키워드를 추출하는 기본적

분석을 실시하였다.

그리고 SNS 텍스트를 이용한 감정분석을 수행하였다. SNS 감정

분석에서 국내의 경우 라쏘(Lasso) 회귀분석을 통해 감정사전을 구

13) 다만 언론기사의 경우 기사 전체가 아니라 검색 키워드와 관련이 높은 문장(약 300단어)만 추출된다는 특징이 있다.


축하고 회귀계수가 높은 긍정, 부정 키워드를 추출하였으며, 미국과

영국은 Radian6의 분석결과를 재활용하였다.14) 라쏘 회귀분석을 통

한 감정분석 방법 뒤의 본문에서 보완적으로 살펴본다.

2. 핵융합 관련 언론기사 주요 키워드 분석

가. 국가별 추출된 언론기사 개수

연구대상 기간(2010년~2016년 5월) 추출된 기사 건수는 한국이

751건, 미국이 3,581건, 영국이 682건이다. 본 연구에서 추출한 언론

기사는 중복성 기사를 제외함으로써 실제 뉴스 건수보다는 적게 추

출되었다. Radian6를 통해 추출되는 기사 건수는 네이버나 구글에서

검색한 기사 건수와 오차가 발생할 수 있다.

2016년 2015년 2014년 2013년 2012년 2011년 2010년 계

한국 166 186 135 169 53 19 23 751미국 305 530 800 672 524 433 317 3,581영국 101 135 151 98 91 62 44 682

<표 4-1> 국가별 추출된 언론기사 개수

나. 국가별 상위 빈도 20개 단어 추출 결과 및 시사점

언론기사를 토대로 국가별 상위 빈도 키워드 20개를 추출하면 <표

14) Radian6가 영문 텍스트의 감정분석은 원활하게 수행하지만, 국문의 경우는 감정분석 처리를 못하고 있어 본 연구에서는 라쏘 회귀분석을 통해 국문 텍스트의 감정분석을 별도로 수행하였다.

40

4-2>, <표 4-3>, <표 4-4>와 같다. 3개 국가를 종합적으로 검토할

때, 언론기사 상위 빈도 20개 키워드를 통해 크게 4가지 주제로 구

분해볼 수 있다.

1) 연구와 실험

연구와 실험 차원에서는 ITER가 두드러지게 나타나고 있다. 한국

과 영국은 자국이 추진하는 핵융합사업과 더불어 국제사업인 ITER에 대

한 관심도가 미국에 비해 상대적으로 높은 편이다.

한국의 경우 KSTAR가 국제핵융합실험로인 ITER의 중앙제어시스

템 표준에 기반을 두어 개발한 ‘실시간 플라즈마 밀도 제어 시스템’

을 설치하고 실험하는 데 성공했다는 소식(2012.9.24)으로 20위권에

KSTAR(10위)와 ITER(20위)가 상위 순위를 기록하였다.

영국은 ITER가 전 기간(2010-2016년) 합계 순위에서 15위를 기록

할 정도로 중심 화제가 되었다. 미국은 핵융합에너지 사업 관련하여

다양한 연구 활동이 진행되는 가운데, ITER의 키워드 빈도 순위가

전체 순위에서 38위를 기록하는 등 한국과 영국에 비해서 관심이 덜

집중되어 있다.

플라즈마도 주요 관심 키워드인데, 한국이 미국과 영국에 비해 플

라즈마에 대한 관심도가 높게 나타났다. 한국의 경우 2012년에 플라즈

마가 빈도순위 6위를 기록하였는데, 군산 플라즈마기술연구센터가 개

소하였고, KSTAR가 최초로 고성능 플라즈마(H모드) 유지시간 10초벽

을 넘었다는 소식이 나오면서 관련 키워드가 급상하였다. KSTAR가

핵융합보다는 플라즈마 실험에 초점을 맞추고 있어 다른 키워드 대비


두드러지게 나타나는 것으로 보인다.

미국과 영국은 1980년대에 플라즈마 생성에 성공한 바 있어 뉴스

주제가 플라즈마에 초점을 맞추기 보다는 핵융합 전반적으로 퍼져

있다. 특히 수소와 헬륨이 전반적으로 높은 순위를 기록하며 높은

관심도를 보이고 있다.

2) 북한과 수소폭탄

전반적으로 북한 키워드와 함께 핵실험, 핵분열, 수소폭탄, 가능성

등의 키워드가 함께 나타나고 있다.

한국은 2010년 북한의 핵융합 실험 성공 소식에도 불구하고, 이를

수소폭탄 관점에서 다룬 기사가 주로 나왔고 핵융합과 연계시킨 기

사는 많지 않았다. 이에 상위 20위 키워드에 북한 키워드는 포함되

지 않았다. 국내 뉴스에 핵융합과 관련하여 북한이 상위 순위에 등

장한 것은 2013년부터인데, 북한 핵실험 가능성과 맞물려 북한 키워

드가 7위를 기록하였고, 2015년에 6위를 기록하였으며, 2016년 1월

북한의 수소폭탄 실험 성공 발표 이후 북한 키워드가 3위로 상승하

였다.

미국은 2010년 5월 북한이 노동당 기관지 노동신문을 통해 수소

폭탄 제조의 원천기술인 핵융합 실험에 성공했다는 보도를 내면서

미국에서는 북한 키워드가 상위 7위를 기록하였고, 2016년 1월 북한

이 수소폭탄 실험에 성공했다는 보도를 내면서 다시 상위 6위를 기

록하는 등 핵융합과 관련하여 북한 수소폭탄 이슈가 중심에 자리잡

고 있다.

42

한편, 영국은 미국과 비교해서 북한 이슈가 핵융합 뉴스의 상위

빈도 키워드에서는 높은 순위를 보이지 않고 있다(2010년 40위,

2016년 43위).

3) 추진주체

첫째, 국가 연구소 및 정부 차원이다. 한국은 국가핵융합연구소가

주요 핵융합에너지 기술개발 추진 주체로서 관련 뉴스의 상위 순위

에 기록되어 있다. 2010년, 2012년, 2014년에는 모두 10위권 안에

포진되어 있다. 이는 핵융합에너지 관련해서 일단 국가핵융합연구소

가 주요 화제를 생산하고 있음을 의미한다. 다만 2015년부터 국내

핵융합 관련 기사 북한 수소폭탄 관련 기사와 혼재되면서 국가핵융

합연구소 키워드가 상위순위에 들어가지 못한다. 2014년에는 미래창

조과학부가 빈도 순위 9위로 핵융합, 가속기 산업 생태계 활성화 전

략을 발표하면서 언론기사화가 많이 됐기 때문인 것으로 풀이된다.

영국은 주요 추진주체로 Culham 융합에너지센터(Culham Centre

for Fusion Energy)가 부각되고 있다. 한국과 유사하게 ‘Culham’이라

는 키워드가 20위권에 주로 나타나면서 핵융합에너지 관련 기사 생

산에 일조하고 있다. 2010년, 2013년, 2016년에 상위 20위 안에 포

진되었고, 그 중 2013년에는 상위 10위를 기록하였다.

미국은 한국, 영국과 달리 국가핵융합연구소와 대비되는

NIF(National Ignition Facility) 키워드가 상위 순위에 들어오지 못하

고 있고, 대신 ‘national’ ‘laboratory’(또는 ‘lab’)가 상위에 포함

(2014, 2015년)되고 있다.


둘째, 대학 차원이다. 미국과 영국은 university가 상위 20대 키워

드에 가끔 포함되어 나타나지만, 한국은 ‘대학’이라는 키워드가 두드

러지게 나타나지 않는다. 한국에서도 대학이 핵융합 연구에 참여하

고 있지만, 뉴스기사에 나올 만큼 화제를 생산하지는 못하고 있다.

미국의 경우, university가 2011년에 15위, 2016에 13위를 기록하는

등 대학 참여 및 연구성과가 중요한 문제이고, 영국도 2011년에 9위

를 차지한 바 있다.

셋째, 기업 차원이다. 록히드마틴사가 2014년에 트럭에 탑재할 수

있을 정도의 작은 핵융합 원자로를 10년 내로 개발할 것이라는 소식

을 발표하면서 미국과 영국 언론에서 주요 스포트라이트를 받았

다.15) 국내에서는 키워드 빈도 기준 상위순위에 들어온 기업은 없었

다. 다만, 20대 키워드에 머무르지 않고 더 다양한 키워드를 탐색해

볼 경우 2014년 다원시스(전원장치 및 플라즈마 관련 기술 기업)가

주식시장에 상장되어 있고, 관련 프로젝트를 수주하면서 주목받아

키워드빈도 기준 29위를 기록한 바 있다.

4) 핵융합에너지에 대한 기대

한국, 미국, 영국 모두 핵융합 실험을 성공적으로 추진하며, 미래

에 안정적이면서 청정한 에너지원을 확보하려는 기대는 공통적이다.

다만, 한국의 기사들에서 보다 사업, 기업, 성과, 수주 등의 키워드가

빈번하게 나타나고 있음을 볼 때, 핵융합 관련 사업을 통한 가시적

성과 확보에 보다 관심이 많다는 것을 짐작할 수 있다.

15) 미국: 12위, 영국: 9위 (2014년)

44

미국이나 영국은 한국과 달리 ‘clean’, ‘cheap’라는 단어들이 상위

20대 순위에 가끔 진입하면서, 핵융합발전의 간접적 파급효과뿐만

아니라 에너지경제 차원에서 핵융합발전이 제공하는 편익에도 관심

이 상대적으로 높아 보인다.


구분 2016년 2015년 2014년 2013년 2012년 2011년 2010년 계1 핵융합 핵융합 핵융합 핵융합 핵융합 핵융합 핵융합 핵융합2 수소폭탄 기술 연구 연구 에너지 기술 에너지 기술3 북한 연구 개발 기술 기술 녹색 대전 연구4 실험 개발 에너지 개발 연구 에너지 연구 개발5 핵실험 에너지 기술 실험 개발 장치 국가핵융합연구소 에너지6 핵분열 북한 장치 에너지 플라즈마 지열 미래 북한7 기술 미국 국가핵융합연구소 북한 국가핵융합연구소 태양열 실험 실험8 성공 사업 사업 사업 과학 경제 과학 수소폭탄9 개발 수소폭탄 미래창조과학부 가능성 장치 국제 세계 장치10 무기 장치 참여 핵실험 kstar 미국 개발 핵실험11 에너지 태양 국제 과학 교육 발전 기술 사업12 수소 가능성 미래 미국 초전도 사업 연구자 성공13 핵무기 과학 개최 장치 개최 연구 플라스마 과학14 가능성 우주 국내 전문가 기업 인증 국제 미국15 주장 과학자 플라즈마 세계 발생 중국 발전 가능성16 위력 발전 미국 국내 연구소 중점 사업 핵분열17 폭탄 수소 과학 정부 전문가 특수 연구성과 국가핵융합연구소18 삼중수소 실험 기업 성공 참여 개발 전문가 전문가19 폭발력 폭발력 수주 수소폭탄 필요 국가핵융합연구소 한국 발전20 연구 물질 지원 참여 iter 산업 fec 수소

기사수 166 186 135 169 53 19 23 751

<표 4-2> 한국의 상위 20개 빈출 단어

46

구분 2016년 2015년 2014년 2013년 2012년 2011년 2010년 계1 fusion fusion fusion fusion fusion fusion fusion fusion2 nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear3 energy energy energy energy energy energy energy energy4 bomb research scientists reactor power power reactor reactor5 fuel reactor power stars research research reaction power6 northkorea power reactor power stars new research research7 power new project research reactor reactor northkorea new8 scientists years new new sun source korea scientists9 conventional science way star years science hydrogen stars10 research sun step scientists new technology new years11 uranium technology key sun source sun technology sun12 clean hydrogen lockheed years hydrogen helium atomic hydrogen13 university way source space national stars power source14 germany scientists stars lifetime technology years experimental project15 test stars years helium fuel university project technology16 hbomb national lab science helium first scientists science17 hydrogen solar research hydrogen star future build fuel18 experiment world science source world solar iran way19 likely magnetic test high science international creating star20 boosted laboratory sun people solar physics bomb national

기사수 305 530 800 672 524 433 317 3581

<표 4-3> 미국의 상위 20개 빈출 단어


구분 2016년 2015년 2014년 2013년 2012년 2011년 2010년 계1 fusion fusion fusion fusion fusion fusion fusion fusion2 nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear nuclear3 energy energy energy energy energy energy energy energy4 reactor reactor reactor power research research reactor reactor5 hydrogen new research project new new first power6 scientists power new iter power world project new7 researchers scientists power research sun clean years research8 bomb sun scientists reactor hydrogen reactor future scientists9 plasma clean lockheed centre scientists university produce sun10 power iter world culham years used scientists years11 experiment project breakthrough clean star years way world12 step years build science future physics world clean13 become core jamie first stars power yet project14 centre future sun fuel facility next atomic hydrogen15 germany research years years high science centre iter16 clean world science climatechange world scientific culham science17 closer year youngest scientists iter electricity developed centre18 culham france iter source plasma experiment experimental first19 next international person cheap powers facility new culham20 oxfordshire science physics international source future power star

기사수 101 135 151 98 91 62 44 682

<표 4-4> 영국의 상위 20개 빈출 단어

48

3. 핵융합 관련 SNS 감정 분석

가. SNS 긍부정 문서 건수와 변화 추이

문서 건수 측면에서는 미국이 총 240,684건으로 가장 많은 수를

보이고 있고, 영국 18,878 건, 한국 2,136 건 순이다. 한국은 절대

건수에서 미국의 0.8%, 영국의 11.5% 수준인데, 인구수를 고려할 때

미국과 영국 대비 매우 낮은 수준이다. 3개 국가 간에 SNS 이용자

비율이 큰 차이가 없다고 전제할 때16), 한국이 핵융합 관심도가 그

렇게 높지 않다고 볼 수 있다. 한국의 SNS 내용 중 긍정 내용은 대

체로 직접 SNS 사용자의 느낌을 기술했다기보다는 긍정적 뉴스 내

용을 재전송한 경우가 많아, 일부 피상적인 측면이 존재하였다.

국가　 2010년 2011년 2012년 2013년 2014년 2015년 2016년 합계

한국 260 311 312 324 244 432 253 2,136미국 18,218 23,471 34,655 31,182 90,487 31,148 11,523 240,684영국 664 2,362 3,052 3,251 4,732 2,955 1,862 18,878

<표 4-5> 각국별 핵융합 관련 SNS 문서 건수

3개 국가 모두 공통적으로 나타나는 현상은 2014년에 부정 대비 긍정

문서의 비율이 크게 올라갔다는 것이다. 이는 2014년에 핵융합 기술개

발 성과, 정부 지원 등에 대한 소식이 확산됐기 때문인 것으로 보인다.

국내의 경우 2017년까지 핵융합, 가속기 장치산업 기업을 300개

육성한다는 정부 계획이 발표됐고, KSTAR 플라즈마 실험을 1만 회

16) 시장조사기관 이마케터(eMarkter)에 의하면, 2014년 기준 전체 인구 대비 SNS 이용자 비율은 미국이 53.5%, 영국이 46.1%, 한국이 50.5% 수준이다.


달성했으며, 핵융합 연구에 관심을 가져 온 네티즌 대상으로 초청행

사를 했다는 점이 주목할 만하다.

미국이나 영국은 Lockheed Martin이 소형 핵융합 원자로를 개발

했다는 소식이 전해지면서, 핵융합의 현실화에 대한 기대가 증폭되

었고, 이러한 성과가 핵융합에 대한 긍정적 인식을 높였던 것으로

보인다.17)

2011년도에는 국내에서 특히 핵융합에 대한 부정적 인식이 긍정적

인식 대비 높아졌는데, 후쿠시마 원전사고의 영향으로 원자력 에너

지에 대한 불신이 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.18)

[그림 4-1] 한국의 핵융합 관련 SNS 문서 건수 추이

17) 보다 세부적인 분석을 위해 2014년은 별도로 심층 검토할 필요가 있다.18) 이에 대한 세부적인 분석을 위해 2011년도 역시 국내를 중심으로 심층 분석이 필

요하다.

50

[그림 4-2] 미국의 핵융합 관련 SNS 문서 건수 추이

[그림 4-3] 영국의 핵융합 관련 SNS 문서 건수 추이

나. 라쏘 회귀분석을 통한 텍스트 감정분석

1) 라쏘 회귀분석 개요

감정분석을 수행하기 위해서는 감정사전이 필요하다. 영어권 같은

경우 공인된 감정사전인 WordNet이 존재해서 감정사전을 따로 만들

필요가 없지만 한국어의 경우 공통적으로 활용 가능한 감정사전이

없다는 문제가 있다.


감정사전을 만들기 위해서는 보통 회귀분석과 같은 기계학습 기반

예측기법을 이용한다(김유신, 2013).

회귀분석은 변수간의 관계를 알아 볼 때 쓰이는 대표적인 방식이

며 특정 변수가 다른 변수에 어떻게 영향일 미치는지를 알 수 있다.

추정된 함수식으로 도출된 예측 값과 실제 값 간의 잔차의 제곱의

합이 최소가 되게 추정하는 방식이며 최소자승법이라고 한다. 추정

식을 보면 다음과 같다.

식 (1)

식 (1)을 보면 n은 관찰대상의 수이며 xi는 i번째 독립변수, yi는 i

번째 종속변수를 나타낸다. f(xi)는 독립변수와 종속변수의 관계를 β

0 +β1x1로 표현한 함수식이다. 궁극적으로 β0과 β1을 구하는데 목

적이 있다.

그러나 상기 형태의 선형 회귀분석은 감정사전에 잘 활용되지 않

는다. 그 이유는 감정사전을 만들 시에는 무수히 많은 단어들이 각

각의 설명변수로 들어가기 때문에 회귀분석 시 과적합의 문제가 발

생할 수 있다. 즉 모든 설명변수의 값에 맞춰진 회귀식이 도출되기

때문에 추정된 회귀계수 값이 과도하게 높게 도출될 수 있다. 이렇

게 추정된 회귀식은 신뢰하기 어렵다. 또한 설명변수가 많다는 것은

52

설명변수들 간의 다중공선성 문제가 발생할 확률도 높아진다. 설명

변수 간의 높은 상관관계에 있는 변수들을 가지고 회귀분석을 한다

면 추정된 회귀식의 신뢰성을 확보하기 어렵다(Yu, 2016).

이러한 과적합의 문제를 해결하기 위해서 활용되고 있는 방법이

라쏘 회귀분석이다. 라쏘 회귀분석은 최소자승법의 문제점인 과대추

정의 경우 회귀계수를 축소해서 예측의 정확도를 높여준다. 또한 작

은 회귀계수들은 0으로 만들어 줌으로써 해석력을 높여준다. 이에

라쏘 회귀분석은 예측정확도와 변수선택의 해석력을 모두 갖출 수

있는 분석기법으로 평가 받고 있다. 라쏘 회귀식을 보면 다음과 같

다.

식 (2)

위 식 (2)을 보면 n은 관측대상의 수이며, P는 독립 변수의 수, xi

는 i번째 독립변수, yi는 i 번째 종속변수를 나타낸다. β0은 y 절편

값이기 때문에 큰 의미를 두지 않는다. β1~βp는 회귀계수 값을 의

미한다. 람다는 회귀계수의 크기를 축소량을 조절하는 조율 모수이

며, 람다 값이 작아질수록 영향력이 적은 변수의 회귀계수값을 0으

로 바꿔주면서 차원을 축소한다. 반대로 람다 값이 커지면 회귀계수

에 대한 제약을 주지 않게 됨으로 선형회귀분석과 같은 결과 값을

갖게 된다.


2) 한국

가) 긍정 단어

핵융합, 태양, 에너지와 같은 핵융합에너지를 대표하는 기본적인

단어들이 모두 긍정 단어로 추출되었다. 기본적으로 핵융합을 언급

함에 있어 부정적 표현보다는 긍정적 표현이 많이 나왔기 때문에 이

런 결과가 도출되었다. 다만, 앞서 언급하였듯이, SNS에서 핵융합을

긍정적으로 표현하고 있는 내용들이 대체로 뉴스 기사를 재노출시키

고 있다는 점에서 SNS 이용자들의 느낌을 직접적으로 표현했다고

보기는 어렵다.

긍정 키워드들을 압축적으로 살펴보면, 핵융합을 크게 세 가지 관

점에서 긍정적으로 인식하고 있다. 첫째, 핵융합을 미래에너지로 바

라보고 있다. 다만, 어떤 이유에서 미래에너지원인지 대해서는 구체

성이 부족하다. 둘째, 다른 나라가 아닌 우리나라가 직접 플라즈마

발생 및 핵융합 반응에 성공했다는 것에 긍정적 인식을 가지고 있

다. 셋째, 경제적 관점에서 새로운 시장에 진출하고 경제적 파급효과

를 얻을 수 있다는 인식이 있다.

54

긍정단어 (10개) 주요 관련 문장

핵융합

미래 에너지원으로 주목 받고 있는 것이 핵융합에너지이다.'세계 이목을 집중시킨 한국형 핵융합장치 '케이스타(KSTAR)'가 또 한 번 변신한다.

태양

핵융합 인공태양 기술 미(美)·일(日)·EU 도 놀랐다 한국 과학이 세계 10위권으로 도약하면서 수천억원이 넘게 들어간 거대과학 프로젝트가 줄을 잇고 있다. 인류에게 있어서 궁극의 에너지원이라고 할 수 있는 미래의 기술로 연구되는 핵융합기술은 태양의 핵융합 반응을 인공적으로 일으키고, 에너지를 발생시키는 ‘지상의 태양’으로 매우 주목받고 있다.

에너지

핵융합은 한마디로 꿈의 에너지다.핵융합 기술은 인류의 새로운 에너지 원으로 2050년으로 예상되는 상용화 시점에서 얻을 수 있는 경제적 이익이 11~120조 달러에...

국내

국내 핵융합실험장치인 K-STAR가 15일 첫 플라즈마 발생에 성공했다.국가 핵융합 연구소국가핵융합연구소가 국내 기술로 개발된 차세대 초전도 핵융합연구장치(KSTAR)로 강력한 중수소 핵융합 반응에 성공했다.

구축

기술로 테스베드 구축과 조기 상용화를 통해 2013∼2020년 사이 세계 시장 진출 가능성이 높은 분야 4개를 ‘S&T 챔피언’으로 선정했다. 국가핵융합연구소가 국내 원자력 및 제조업, 중공업 분야와 융합혁신 체계를 구축하고 다른 산업과의 연계를 통한 생태계 확산에 적극 나선다는...

변화거대과학은 그 자체로 모든 과학기술이 총집결된 결과물이자 일상생활에서 기업에 이르기까지 수많은 분야를 변화시키는 원천이 되고 있다.

차세대

한국형 차세대 초전도 핵융합 실험장치 ‘KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)’가 꿈의 에너지인 핵융합 발전(發電)을 향한 첫 실험에 착수했다.

“국내 기술로 개발한 차세대 초전도 핵융합 연구장치 'KSTAR'가 세계 최초로 고성능 플라즈마 밀폐상태인 'H-모드'를 달성했다.” 점점 KSTAR가 돈값을 하고 있군...

경제

핵융합 장치에 사용되는 신소재로, MgB2 초전도 선재는 고가의 냉매인 액체 헬륨 없이도 초전도 상태를 만들 수 있어 경제성이 높다는 장점이 있다.

핵융합 기술은 인류의 새로운 에너지원으로 2050년으로 예상되는 상용화 시점에서 얻을 수 있는 경제적 이익이 11~120조 달러에...

<표 4-6> 한국의 핵융합 관련 SNS 주요 긍정단어


개척자

22년 무렵에 등장할 핵융합 발전은 인류에게 마르지 않는 에너지를 공급한다. 몽상가(夢想家)들의 헛소리가 아니다. 컴퓨터 운영 체제와 인터넷 서점, 소셜네트워크서비스(SNS)와 전기차를 현실로 만든 IT(정보통신)의 개척자들이 꿈꾸는 새로운 세상이다.

성공국내 핵융합실험장치인 K-STAR가 15일 첫 플라즈마 발생에 성공했다. 한국도 ‘핵융합 반응’ 성공했다 케이스타 ‘초전도 실험로’로는 세계 첫 성과

나) 부정 단어

부정단어로 선정된 키워드들을 보면, 핵융합발전의 안전성, 경제

성, 시급성, 기술적 문제, 핵분열과 연계 등이 부정적 인식에 영향을

주고 있음을 알 수 있다.

‘담보’, ‘괴물’, ‘재질’ 등은 안전성 문제를 인식하고 있고, ‘멍청’,

‘그린피스’는 투자비가 막대하다는 차원에서 경제적 문제 인식을 갖

고 있다. ‘재생’, ‘당면’, ‘대체’는 핵융합보다는 재생에너지 투자가

우선되어야 한다는 인식을 보여준다. ‘난제’는 해결해야 할 기술적

문제가 산적해 있다는 인식을 보여준다. ‘단점’은 핵융합과 핵분열을

제대로 구분하지 못함으로써 발생하는 부정적 인식에 해당한다.

56

부정단어 (10개) 주요 관련 문장

담보핵융합은 아직 안전을 담보할 기술이 개발되지 않았기에 페이퍼 연구만 거듭하고 있다

멍청 핵융합? 1초에 수천억 원 날리는 멍청한 짓!

재생하이드레이트-나 신에너지-핵융합- 등을 꼽지만 실현되고 있는 것은 바로 재생 가능한 에너지, 신재생 에너지입니다.

난제`미래 에너지` 핵융합 발전, 어디까지 왔나 원료들이 그냥 타서 핵폐기물이 안생기지만...태양과 같은 플라즈마 상태를 지속시킬 수 있는가 하는게 난제라고.

그린피스

핵융합 연구에 돈을 쓰는 건 현명하지 못하다는군요. 그린피스 파이팅

그린피스는 핵융합도 돈이 많이 든다고 반대하고 있죠

괴물영화 ‘스파이더맨2’(2004년 개봉)에선 연구실의 핵융합 사고로 옥토퍼스라는 괴물이 탄생한다.

당면

원유 고갈로 인해, 대체 에너지원의 개발이 시급하다 인류가 당면한 가장 시급한 문제는 화석연료에 지나치게 의존하는 현 상황에서 어떻게 지속적인 공급이 가능한 다른 에너지원으로 빨리 옮겨가는 가이다. 장기적으로는 태양에서 일어나는 핵반응을 이용한 핵융합 발전과 태양광 발전 기술 개발에 달렸겠으나, 단기적으로는 풍력 및 조력 발전, 원자력 발전, 바이오 연료의 개발에 우리의 미래를 의존할 수밖에 없다.

재질

핵융합을 할 때 발생되는 수천만도의 온도는 어떻게 하라구요?

미국의 우주 왕복선 껍데기가 세라믹 재질로 되어 있는데 그게 겨우 5천도에서 견딘다죠? 그게 가장 열에 강한 재질이고 만도도 안 되는 데 수천만도를 발생하는 핵융합발전...

대체

핵융합로는 당장 실용화되기엔 시간이 걸리고, 나머지 발전은 효율이 나쁘거나 지형이 좋지 않다. 지열이든 풍력이든 조력이든 화력에너지를 대체하지 못하고 있다. 에너지 부족을 해결하는데 후쿠시마 사고가 대중에게 너무 큰 공포를 줬다.

단점이게 핵융합 발전이라는 게 비용적 측면 빼면 단점이 대부분인데 너무 쉽게만 생각하는듯 폭팔이 일어나지는 않겠지만 방사능 피폭이 무서운거거든 ㅋ

<표 4-7> 한국의 핵융합 관련 SNS 주요 부정단어



great this nuclear fusion is great

amazingNuclear fusion is AMAZING. It's set to revolutionize the way we power almost everything on the planet. And scientists are closer than ever to achieving a sustained fusion reaction.

awesome

Nuclear fusion. This is awesome!

An awesome advancement in nuclear fusion reaction

Awesome! :) Magnetic behavior discovery could advance nuclear fusion

incredible

When mankind is able to produce incredible amounts of power cheaply and easily from nuclear fusion, will this...

nuclear fusion, in order to produce electricity in incredible quantities....

<표 4-8> 미국의 핵융합 관련 SNS 주요 긍정단어

3) 미국

가) 긍정 단어

핵융합에 대한 긍정적 인식은 대체로 ‘미래, 혁신적’, ‘풍부’, ‘안

전’, ‘효율’, ‘실현 가능성’ 차원에서 나타나고 있다.

키워드 ‘amazing’, ‘excited’ 관련 문장을 보면, 핵융합에너지가 우

리가 에너지를 생산하는 방식을 혁신할 것이라고 보고 있다. 풍부함

에 대한 인식은 ‘incredible’ 관련 문장에서 확인 가능하며, ‘forward’

관련 문장에서는 핵융합에너지가 안전하고 효율적이라는 인식을 보

여준다. ‘blast’ 관련 문장을 보면 핵융합발전이 상용화될 날이 얼마

남지 않았다는 식의 인식을 확인할 수 있다.

58

blast

Possibly clean fusion energy in the near future - Scientists hope by the end of THIS year to reach a break-even point, where the energy released is equal to if not greater than the energy that went into the blast. When that happens, clean fusion energy will not just be science fiction anymore...

forward nuclear fusion power inches forward: Fusion power is safer and more efficient than nuclear fission power," expla...

efficient I'm proud to live in a generation where a energy-efficient Nuclear Fusion is a reality.

excited

Excited for the future of (fusion) energy

I'm so excited for fusion energy potential! Still probably some headway to be made.

energy

fusion energy more reliable: the magnet coils take up one third of the costs of a nuclear fusion power station. The longer their working life, the cheaper the energy will be. The research is a project within the context of the Green Energy Initiative of the University of Twente." Read more

prefer

I prefer keshe vision of controlled fusion process , keshe is saying there's no need of that , + the ammount of gamma rays that will surround them plasma reactor . i radically prefere Keshe logic . Fusion Energy Production by Deuterium Particle Injection BEST VIEWED IN HD 720P. This visualization was created...

나) 부정 단어

상위 10대 부정단어와 관련 문장을 보면, 막대한 투자비용, 기술적

난제, 안전성 문제가 부각되고 있다.

‘government’, ‘waste’, ‘failed’, ‘cost’ 등에서 방대한 초기 비용에

대한 부정적 인식을 엿볼 수 있다. ‘difficult’, ‘hard’, ‘converting’ 등

에서는 기술적 난제에 대한 문제의식을 확인할 수 있으며,

‘dangerous’에서는 안전성에 대한 두려움을 알 수 있다. ‘crisis’ 관련


부정단어(10개) 주요 관련 문장

worst "The prospect of cheap fusion energy is the worst thing that could happen to the planet." - Jeremy Rifkin, Greenhouse Crisis Foundation

government

many realize: nuclear fusion. Making it a reality, however, will take significant investment from the government at a time when spending on scientific research is under threat. Harnessing nuclear fusion, the energy that powers the sun and the stars, has been a goal of physicists worldwide since the 1950s. It is...

difficult

peak oil is not a problem, because the increasing prices of scarce fossil fuels will incentivize the develpment of more difficult energy technologies (such as nuclear fusion) or that it will incentivize investment in scientific research into fanciful areas, such as cold fusion and "zero-point energy," which...Hey y'all, nuclear fusion is some difficult shit! But might be the only thing that can save our asses!

hardFusion energy dreams smash into hard economic realitiesBecause nuclear fusion requires such high temperatures, it's supposed to be hard to control, but...

waste

48 billion dollars of taxpayer money has been wasted on this fraud called nuclear fusion. The Sun is not a Nuclear furnace raging at millions of degrees. It is Electric and Cold! The nuclear furnace myth of the Sun, which was created to support energy baron profits and control, is exposed by Eric Dollard...Hutson Mason thinks that nuclear fusion research is a waste of money.

failed

financial collapse, due to a failed investment in hi-tech nuclear fusion energy. Meanwhile, elsewhere in the world, the masked terrorist Bane fakes the death of a scientist. PROBLEM - Bane's mask. Its unnecessary, impractical looking and even with the excellent sound editing done in post-production, his dialogue...

<표 4-9> 미국의 핵융합 관련 SNS 주요 부정단어

문장을 보면 한국과 같이 핵융합을 핵분열과 동일시하는 측면이 존

재하고, ‘worst’ 관련 문장을 보면 핵융합과 같은 값싸고 풍부한 에

너지가 자연환경 및 문명에 도움이 될 것인가에 대한 회의감도 존재

한다.

60

converting

Nuclear fusion has been demonstrated to be possible, but converting it to a viable energy source remains technically elusive.The main problems in achieving nuclear fusion is very high gas heat, capturing energy and converting it into...

crisis

Japan! (Translated!) Incredible Video boats are broadcast tsunami in Japan! (Translated!) Incredible Video boats are broadcast tsunami in Japan! (Translated!) nuclear fusion reactor in Fukushima Fukushima Fukushima Fukushima crisis nuclear reactor exploded reactor explosion trapped radiation, nuclear...

dangerous

risk wasn't just from meltdowns? Nuclear fusion is dangerous, people. And you aren't safe from it. The largest nuclear fusion project in the history of mankind is still running. And it‘s bombarding you with radiation every single day. Scientists have tied it to the most common forms of cancer in the US- we’re talking about 3.5 million case a year.here are very few "technofixes" to climate change that I have any hope could actually help. Carbon capture doesn't work. Mirrors in space is ridiculous. Fission is dangerous and dirty. This, on the other hand... So Lockheed Martin Says It's Made a Big Advance in Nuclear Fusion... | WIRED Making perfect...

costNuclear Fusion is still nowhere near viability, and neither, on account of cost and the difficulty of finding financing, is conventional nuclear power.

4) 영국

가) 긍정 단어

핵융합 에너지를 ‘미래’ 에너지원으로 인식하고 있다는 점에서 한

국과 동일하나 핵융합 에너지가 ‘청정’하고 ‘풍부’하다는 인식이 함

께 자리 잡고 있다. 특히 키워드 ‘energy’, ‘excellent’에서 왜 핵융합

에너지를 긍정적으로 인식하는지 보다 구체적으로 보여준다. 다만

한국과 달리 자국의 경제적 파급효과를 기대하는 차원에서의 긍정적

인식은 두드러지게 나타나지 않다.



great if only we could actually properly do nuclear fusion then it'd be great!

awesome I wish I was a bit brighter, nuclear fusion looks really awesome.

amazing Nuclear fusion is so AMAZING! How He is created by bombarding the H together, then the Mass being converted into ENERGY!

energy

alternate energy sources, such as nuclear fusion. Holland and Germany, along with several small countries, have recognized this possibility and have committed to an 80% reduction of all greenhouse gas emissions.

love i love nuclear fusion, me, purely on a sub atomic level mind! ;)

excited

I think I'm more excited about the recent advancements towards achieving nuclear fusion energy.

I'm so excited! And I just can't hide it! Scientists Just Created Nuclear Fusion.

best Nuclear fusion seems the best bet

excellent Excellent piece on nuclear fusion on BBC news. Its the future for clean and abundant energy.

fascinating

It's fascinating news. Now for Nuclear Fusion.

Nuclear fusion - brilliant, fascinating and if we were any kind of country, we'd be throwing everything we have at it

28th September on the CEA site at Cadarache in the South of France. A series of fascinating technical presentations was held about the construction and operation of ITER, an experimental nuclear fusion reactor designed to explore and demonstrate the feasibility of constructing a working nuclear fusion...

<표 4-10> 영국의 핵융합 관련 SNS 주요 긍정단어

62

부정단어 (10개) 주요 관련 문장

physics Nuclear fusion can fuck off. Really don't understand physics

waste "#nuclear #fusion also doesn't produce any #radioactive #waste, and is a whole lot safer" it is not 100% correct

abandoned Nuclear Fusion abandoned by UK politicians for Windmills.

difficult

three high profile examples of nuclear disaster). There is, however, a source of power through what is known as nuclear fusion that may potentially create conditions similar to those found in the sun as a way to harness power through fusing atomic nuclei which, though difficult to achieve practically yet...

fuck I don't care what the difference is between nuclear fission and nuclear fusion just fuck off

hard "Plasma physics isn't rocket science: It's much, much harder."

<표 4-11> 영국의 핵융합 관련 SNS 주요 부정단어

나) 부정 단어

한국과 마찬가지로 안전성, 경제성, 시급성, 기술적 문제, 핵분열과

연계가 부정적 인식과 관련되어 있다.

안전성과 관련해서는 키워드 ‘waste’, ‘wrong’, ‘dangerous’가 관련

되고, 경제성과는 ‘wrong’, 시급성과는 ‘abandoned’, 기술적 문제와

는 ‘physics’, ‘difficult’, ‘hard’, 핵분열과의 연계와는 ‘fuck’이 관련

되어 있다.

이 밖에도 ‘word’ 관련 문장을 통해 알 수 있듯이, 원자력이라는

것 자체에 대한 부정적 인식이 있기도 하고, ‘worst’ 관련 문장을 보

듯이, 핵융합발전을 통해 값싸고 풍부한 에너지를 얻을 경우 과연

인류에 진정으로 이로울 것인가에 대한 회의적인 시각도 존재한다.


wrong Unless you were talking about Nuclear Fusion on the one show earlier, you're wrong, Nuclear Fission is expensive and dangerous

word the only suitable solution is nuclear fusion but countries are too afraid of the word nuclear to put money into it

dangerous I will agree that our current nuclear fusion industry is a joke and very dangerous. We need to invest more into nuclear fission

worst "The prospect of cheap fusion energy is the worst thing that could happen to the planet." - Jeremy Rifkin, Greenhouse Crisis Foundation

제5장 결론 및 시사점 65

제5장 결론 및 시사점

본고에서는 2장에서 핵융합발전의 기술개발 동향과 난제들을 살펴

보고, 3장에서는 현 시점에서 전문가들은 핵융합의 미래를 어떻게

바라보고 있는지, 4장에서는 일반인들이 어떤 시각을 갖고 있는지

살펴보았다.

제3장 핵융합발전의 경제성, 환경성, 안전성 검토는 기존 연구문헌

들을 종합적으로 검토한 것으로서 전문가들의 핵융합발전 인식을 시

사하고 있다. 검토 결과, 환경성과 안전성 면에서는 핵융합발전의 우

수성이 전반적으로 인지되고 있다고 할 수 있다. 그러나 경제성 측

면에서는 핵융합발전이 타 전원 대비 경쟁력을 갖추지 못하고 있는

것으로 평가받고 있다.

Ward(2000)와 같은 학자는 2050년 핵융합발전의 경제성이 가스발

전보다 높고 태양광에 비해서 매우 높다는 결론을 제시하였지만, 현

시점에서 재평가하면 가스나 태양광에 비해 결코 경제성이 좋다고

말할 수 없다. 핵융합발전의 비용을 현 시점으로 환산한 것과

IEA/NEA에서 2015년에 발간한 ‘Projected Costs of Generating

Electricity’에서 추산된 에너지원별 발전비용을 비교해본 결과, 핵융

합의 추정 발전비용은 태양광 발전비용과 비슷한 수준이며, 그 외의

가스, 석탄 등 화석연료와 원자력(핵분열) 발전, 육상 풍력의 발전비

용에 비해서는 높은 수준인 것으로 나타났다.

미래 핵융합발전의 기술이 발달하여 경제성도 좋아질 것으로 전망

되지만, 타 전원 역시 꾸준한 기술발전이 이루어질 것이기 때문에,

66

핵융합발전의 경제성이 언제쯤 상대적으로 우위에 올라올지는 장담

할 수 없다. 핵융합발전의 비용이 높은 이유로 높은 건설비용이 손

꼽히는데, 이 부분의 기술혁신이 얼마나 빠르게 이루어질지 지켜볼

일이다.

제4장은 텍스트마이닝을 이용하여 한국, 미국, 영국의 핵융합 관련

인식을 조사하였다. 일반 언론 분석 차원에서는 특징적으로 북한 핵

실험 및 수소폭탄 실험이 매우 두드러지게 상위 관심 키워드로 자리

잡고 있었다. 특히, 한국과 미국에서는 핵융합이 폭탄과 연계되어 논

의되는 기사가 많았다. 이에 핵융합발전에 관한 논의와 핵융합 원리

를 이용한 무기에 관한 논의가 분리될 수 있는 전략이 필요한 것으

로 보인다. 추진주체에서도 주목할만한 점이 나오는데, 미국과 영국

은 대학의 활동이 강조되고 있었는데, 한국에서는 대학의 활동이 두

드러지지 않았다. 우리나라는 국가핵융합연구소를 중심으로 핵융합

이슈가 전개되었는데, 산업생태계 활성화 차원에서 대학, 기업 등의

참여가 보다 활발하게 진행될 필요가 있다.

SNS 차원에서는 핵융합 관련 포스트 건수에서 한국은 미국과 영

국에 비해 핵융합 관심도가 매우 낮게 나타났다. 3개 국가가 전체

인구 대비 SNS 이용률이 비슷한 상황에서 한국의 핵융합 관련 SNS

포스트 건수는 미국의 0.8%, 영국의 11.5% 수준에 머물렀다. 그리고

우리나라의 경우 대체로 긍정적 포스트가 많았는데, 직접 SNS 사용

자의 느낌을 기술했다기보다는 긍정적 언론기사의 내용을 재전송한

경우가 많아 다소 피상적인 측면이 존재하였다.

라쏘 회귀분석을 통해 핵융합발전에 관한 긍정, 부정 인식 현황을

보다 구체적으로 살펴본 결과는 다음과 같다. 먼저 긍정적 인식을 살


펴보면, 한국은 미국과 영국에 비해 핵융합 발전의 신시장 창출 및 경

제적 효과를 강조하는 반면, 미국과 영국은 핵융합발전을 위한 연료의

풍부성, 안전성, 친환경성을 긍정적 요소로 인지하고 있었다. 즉, 한국

이 핵융합발전을 추진하는 이유로 미래 에너지시장에서 주도권을 쥘

수 있다는 기대가 자리잡고 있는 반면, 미국과 영국은 핵융합발전이

가져오는 에너지 안보, 안전, 친환경 효과에 보다 관심을 기울이고 있

었다. 부정적 인식에서는 대체로 3국이 비슷한 특징을 보였는데, 차이

점이 있다면 한국 대비 미국과 영국은 핵융합발전으로 인해 값싼 에

너지를 풍부하게 활용함으로써 발생하는 있는 부작용을 우려하는 목

소리가 많다는 점이 있었다. 이는 핵융합발전이 안고 있는 경제성, 안

전성, 시급성, 기술적 문제, 핵분열과 연계 등의 기본적 부정 인식을

넘어 철학적 차원에서 인간의 과욕을 걱정하는 목소리가 존재한다는

점을 의미한다.

이를 종합하면 우리나라는 핵융합에 관한 논의가 아직 일반인들에

게는 미국과 영국에 비해 상대적으로 덜 확산된 상황이며, 그 SNS 포

스트조차 언론기사의 내용을 재전송하는 역할을 함으로써 개인적 의

견이 많지 않다는 특징이 있다. 또한, 핵융합에 관한 긍정적 인식이

신시장 창출 및 수출 등과 연관되어 있고, 친환경, 안전성, 에너지 안

보 등과 같은 요소와의 연계성이 미국과 영국에 비해 약한 것으로 나

타났다. 부정적 인식에서는 핵융합 확산으로 값싼 에너지가 풍부해지

는 상황이 만들어지는 경우 인간의 탐욕이 만들어낼 수 있는 부작용

에 대한 철학적 논의가 상대적으로 부족한 것으로 보인다.

그동안 핵융합발전에 관한 연구가 대체로 기술공학적 차원에서 이

루어졌는데, 본 연구를 통해 다양한 사회경제적 연구의 필요성을 확인

68

하였다. 그중 주요 연구과제를 살펴보면 다음과 같다.

첫째, 핵융합 경제성을 보다 엄밀히 살펴볼 필요가 있다. 기존 연

구들을 종합해볼 때, 핵융합 발전의 친환경성과 안전성은 타 전원 대

비 우수한 것으로 보이지만, 경제성은 현 시점에서 그렇게 우호적인

상황이 아닌 것으로 나타났다. 앞으로 다양한 발전 기술들과 경쟁을

해야 하는 상황에서 경제성 향상은 핵융합 기술의 확산을 촉진하는

주요 요인이 될 것이다. 핵융합발전의 경제성 관련 불확실성 요인들을

탐구하고 그 불확실성 요인들의 세부 영향을 검토할 필요가 있다. 또

한 핵융합발전의 경쟁기술이기도 한 4세대 원전, 신재생 등 타 전원의

기술혁신 속도와 핵융합발전의 기술혁신 속도를 상호 비교 검토하고

경쟁력을 유지할 수 있는 방안을 함께 모색할 필요가 있다.

둘째, 핵융합발전의 높은 안전성과 무기와의 비연계성 인식을 촉진

할 대안이 필요하다. 핵융합 관련 부정 인식 검토에서는 핵융합발전을

핵분열 방식의 원자력발전과 동일시하는 경우가 있었고, 수소폭탄 및

핵실험 등이 핵융합과 연계되어 논의되고 있음을 확인하였다. 핵융합

발전의 우수한 안전성에도 불구하고, 핵융합발전 안전성에 관한 잘못

된 인식이나 대량살상무기와 연계되어 핵융합을 기피하는 과도한 우

려를 축소할 수 있는 방안을 검토할 필요가 있다.

셋째, 핵융합 산업생태계를 육성하기 위한 전략 연구가 필요하다.

국내의 경우 국책연구기관인 국립핵융합연구소 위주의 성과가 많이

드러나고 있지만, 대학 또는 기업의 성과는 그다지 알려지고 있지 않

다. 국내와 함께 검토한 미국, 영국의 경우 기업뿐만 아니라 대학의

성과도 함께 부각되고 있었다. 핵융합발전 인재양성, 기술상용화, 수

출산업화 등을 달성하기 위해 우리나라의 핵융합 산업생태계를 어떻


게 구축해가야 할지 장기적 안목에서 검토해야 할 것이다.

넷째, 핵융합발전은 기술개발이 성공적으로 이뤄진다는 전제 하에

매우 이상적인 발전원이 될 수 있는데, 성공적인 핵융합발전의 보급이

사회경제적으로 미치는 영향을 살펴볼 필요가 있다. 핵융합발전의 장

점은 우선 친환경적이며, 안전하고, 연료가 풍부하다는 점을 들 수 있

다. 그리고 현재 미지수에 해당하는 경제성이 앞으로 향상될 경우 다

른 전원 대비 강력한 경쟁력을 갖게 된다. 그러나 경제적이고 안전하

며 친환경적인 에너지가 심지어 안정적으로 공급될 수 있을 때, 우리

사회는 과연 어떤 변화를 겪게 될지에 대한 질의도 필요하다. 국내에

서는 그러한 논의가 활발하지는 않지만, 본고에서 검토한 미국과 영국

에서는 그렇게 에너지가 풍부해지는 상황에서 인류는 어떤 상황을 직

면하게 될지에 대한 전망에 대한 논의가 진행되고 있다. 한편에서는

그러한 상황에 대해 긍정적인 측면을 바라보지만, 다른 한편에서는 인

간의 탐욕과 풍부한 에너지가 결합될 때의 부정적 영향도 우려하고

있다. 우리는 그동안 신에너지를 개발함에 있어 항상 경제성, 안전성,

친환경성, 공급의 안정성 등을 강조해왔지만, 정작 그러한 에너지를

얻게 될 경우의 상황에 대해서는 깊이 있는 성찰을 하지 않았다. 이상

적인 에너지를 얻는 것이 부분 최적화에 국한되지 않고 인류를 비롯

한 지구 생명이 온전하게 평안해질 수 있는 전체 최적화로 수렴될 수

있는 길을 탐구해야 할 것이다. 이러한 논의가 일부에게는 다소 관념

적인 논의로 비춰질 수 있으나, 인류가 지속 발전하기 위한 에너지 부

문의 철학 기반을 다지는 일이 될 수 있을 것이다.

참고문헌 71

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http://www.mext.go.jp/a_menu/kaikei/index.htm

http://login.radian6.com

박 찬 국

現 에너지경제연구원 부연구위원

<주요 저서 및 논문> 전력신산업 유형별 성장 잠재성 연구, 에너지경제연구원 기본연구, 2016

우리나라 P2P 전력거래 가능성 연구, 에너지경제연구원 수시연구, 2016

수시연구보고서 16-02

핵융합발전의 사회경제적 인식 분석

2016년 9월 30일 인쇄

2016년 9월 30일 발행

저 자 박 찬 국

발행인 박 주 헌

발행처 에너지경제연구원 44543, 울산광역시 중구 종가로 405-11 전화: (052)714-2114(代) 팩시밀리: (052)-714-2028

등 록 1992년 12월 7일 제7호인 쇄 (사)한국척수장애인협회 인쇄사업소 (031)424-9347ⓒ 에너지경제연구원 2016 ISBN 978-89-5504-572-7 93320

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경제

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식 분

석

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ISBN 978-89-5504-572-7

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핵융합발전의 사회경제적 인식 분석 · 앞으로 핵융합발전 관련 주요...

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