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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 최근 중국 자본시장의 새로운 투자방향으로 떠오른 핵융합에너지가 금주 개최되는 '2026년 핵융합에너지 과학기술 및 산업대회'로 인해 또 한번 시장의 이목을 집중시킬 전망이다.

제어 가능한 핵융합 산업은 AI 시대 전력 수급난을 해결해줄 돌파구적 방안으로 주목 받고 있다.

핵융합에너지 기술이 실험연구 단계에서 상업적 응용이라는 목표를 향해 빠르게 발전하는 가운데, 전세계는 관련 시장을 선점하기 위한 치열한 기술개발 경쟁에 돌입했다.

최근 중국 자본시장에서도 핵융합은 인기 투자키워드로 떠올랐다. 아직까지는 상대적으로 투자자가 덜 몰려있는 청정지대라 할 수 있는 핵융합 테마에서 발굴할 투자기회를 선점하기 위해 고성장 가능성이 큰 핵심 테마주를 소개해 보고자 한다. 

◆ 왜 주목하나? AI시대 전력 위기 솔루션

핵융합(인공태양) 발전은 태양에너지 생성원리를 모방해 전기를 생산해내는 기술이다. 초고온∙초고압 태양 내부에서 일어나는 핵융합 반응을 지상에서 구현해 에너지를 생산하는 것이다.

풍부한 자원량, 높은 에너지 밀도, 환경 친화적이라는 강점을 지니고 있어 글로벌 에너지 및 환경 문제를 해결해줄 현실적 방안으로 주목 받고 있다.

원료는 바닷물에서 얻을 수 있는 수소 동위원소로 매장량이 무한에 가깝다. 또한 에너지 밀도가 매우 높아 1kg의 핵융합 연료가 방출하는 에너지는 1만 톤(t)의 화석연료와 맞먹는다. 동시에 온실가스를 배출하지 않고 방사성 폐기물도 극히 적으며, 누출이나 폭발 위험도 없고, 안정적이고 깨끗한 기저부하 전력(전력수요가 최저일 때도 항상 공급이 유지돼야 하는 최소한의 전력)을 제공할 수 있어 탄소중립 목표 달성에도 적합하다.

무엇보다 전세계가 핵융합에너지 개발에 주목하는 이유는 AI 시대 전력위기를 해결해줄 대안이 될 수 있어서다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 2030년 전세계 데이터센터의 전력 수요는 945 테라와트시(TWh)에 달해 2024년의 415 TWh 대비 두 배 이상 증가할 전망이다.

골드만삭스는 미국이 인공지능 산업의 급성장을 뒷받침하기 위해 약 50GW의 전력 용량(약 4000만 가구의 전력 수요에 해당)을 추가 확보해야 한다고 진단했다. 업계 전문가들은 미국의 전력난이 향후 3~5년 정도 지속될 것으로 보고 있다.

IEA는 2030년까지 전세계 핵융합 시장 규모가 약 3조5000억 위안에 근접할 것으로 예측했다. 

◆ 상용화의 관건 '제어가능 핵융합 기술'

핵융합에너지 상용화의 핵심 기술조건 중 하나는 플라즈마 제어다. 일명 '제어가능 핵융합'으로 불리는 해당 기술은 자기장(토카막 장치) 또는 레이저로 고온 플라즈마를 안정적으로 가두고 반응속도, 지속시간, 에너지를 정밀하게 조절함으로써 안정적인 출력을 보장할 수 있게 해주는 기술이다. 해당 기술은 반응에 이상이 생기면 자동으로 종료되며 연쇄 폭발 위험이 없어 더욱 안전하다.

현재 제어가능 핵융합을 실현해줄 주요 기술노선은 3가지로 △자기 구속 핵융합 △관성 구속 핵융합 △자기-관성 구속 핵융합이다.

국제원자력기구(IAEA)가 발표한 '세계 핵융합에너지 전망 2025' 보고서에 따르면, 전세계 약 40개 국가가 핵융합 발전 계획을 추진 중이며, 운영 중·건설 중·계획 중인 핵융합 장치는 160대를 넘는 것으로 집계됐다. 이는 미래 핵심 에너지원을 둘러싼 전세계 기술 패권 경쟁이 본격화됐음을 말해준다.

핵융합 기술개발 공정의 공학적 난도는 극도로 높아 상용화 단계로 진입하기까지는 적지 않은 시간이 소요될 전망이다.

업계 전문가들은 향후 10년이 핵융합에너지 발전의 관건이 되는 시기가 될 것으로 예상한다. 기술의 적응력이 확대되고, 공급망 체계가 빠르게 성숙해지며, 공학적 역량이 지속적으로 단련되는 동시에 국가 주도에서 민영 기업으로 산업체인이 확장되는 시기가 될 것이라는 설명이다.

핵융합에너지 산업은 2025년에서 2028년까지 점진적으로 자본지출 확대 사이클에 진입할 것으로 예상되며, 향후 3년에서 5년은 핵융합 프로젝트의 투자 유치 및 입찰이 가장 활발하게 이뤄질 전망이다. 통계에 따르면 중국 내 주요 핵융합 프로젝트의 예상 투자 규모는 1465억 위안에 달할 것으로 추산된다.

서부증권(西部證券)는 보고서를 통해 글로벌 주요 경제체가 모두 핵융합을 국가 차원의 전략적 산업으로 평가하며 정책, 자금 등 측면에서 지원을 이어가고 있다고 설명했다.

중국의 경우 안후이(安徽)성 허페이(合肥)시에서 초전도 토카막 건설을 위한 'BEST(Burning Plasma Experiment Superconducting Tokamak)' 프로젝트를 추진 중으로 해당 프로젝트를 둘러싼 입찰이 지속적으로 이뤄지고 있어 해당 산업에서 적지 않은 투자의 기회가 발생할 전망이다. 

절상증권(浙商證券)은 AI 연산(컴퓨팅 파워)의 기술의 응용이 막대한 전력 수요를 발생시키면서 '궁극의 에너지'로 불리는 핵융합에너지 개발의 중요성이 커졌다고 강조했다.

아울러 국내에서는 이미 '공학적 기술의 실현 가능성 검증 단계'에 진입, 관련 프로젝트에 있어 장비구매∙입찰∙건설이 밀집적으로 이뤄질 것으로 내다봤다. 이에 따라 산업체인 업스트림에 속한 소재 산업과 미드스트림의 핵심 장비 공급업체가 주문량 확대에 따른 수혜를 입을 것으로 예상했다.

<AI시대 전력 위기 해결사② '핵융합에너지' 기술경쟁 본격화>로 이어짐.

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pxx17@newspim.com