소형 핵융합 에너지 관련주 top 3, 반백년 기초연구의 산물 : 대장주 테마주

미국 스타트업, 커먼웰스 퓨전 시스템의 뜨거운 도전, 소형 핵융합 장치 'SPARC'

사추세츠공대(MIT)의 플라즈마 과학·융합 센터(PSFC)의 힘

미국 스타트업인 커먼웰스 퓨전 시스템(Commonwealth Fusion System, CFS)이 핵융합 에너지 산업의 선봉에 서기 위해 소형 핵융합 장치 '스파크(SPARC)'를 선보였습니다. 그러나 CFS 뒤에는 누구보다도 뛰어난 연구 업적을 보유한 매사추세츠공대(MIT)의 플라즈마 과학·융합 센터(PSFC)의 힘이 있었습니다.

8월 말, PSFC를 방문했을 때 그곳은 신입생들의 발길이 끊이지 않았습니다. MIT 신입생들은 교육의 중심지로 자리잡은 PSFC 내부에 위치한 실험 기기들을 호기심 가득한 눈빛으로 관찰하며 학문의 세계에 빠져들었습니다. 그들의 눈앞에는 SPARC의 이론적 기반이 된 '알케이터 C-모드(Alcator C-Mode)'의 모습도 함께 있었습니다.

 

소형 핵융합로 내부

알케이터 C-모드와 플라즈마의 비밀

알케이터 C-모드는 핵융합의 핵심을 이루는 플라즈마에 관한 뛰어난 연구를 보여줍니다. 이 장치에서는 무려 8000만 도라는 놀라운 고온의 플라즈마를 생성할 수 있었으며, 이 플라즈마는 높은 자기장의 영향 아래 '공중부양'하는 상태로 토카막 내부를 안정적으로 회전했습니다. 특히, 플라즈마 내부에 마이크로파를 투입하여 플라즈마 전류가 한 방향으로 흐르게 함으로써 토카막 내에 플라즈마를 안정적으로 고정시켰습니다. 이 독특한 기술은 '낮은 하이브리드 전류 유도(LHCD)'라는 이름으로 불립니다.

그러나, 핵융합 연구에서는 항상 쉽게 극복할 수 없는 장벽이 존재합니다. 물리학계에서도 약 40년 동안 해결하지 못한 문제 중 하나가 바로 플라즈마의 밀도를 높이면 전류 유도 성능이 저하되는 문제였습니다.

 

핵융합 발전: 꿈의 기술로서의 가능성과 현실

국제핵융합실험로(ITER):

태양의 에너지 원천인 핵융합. 이것은 기존의 원자력 발전과는 다르게 핵분열이 아닌 핵융합을 통해 에너지를 생산하는 방법입니다. 핵융합은 태양에서 발생하는 반응과 같은 원리로 작동하며, 이를 인공적으로 재현하는 것은 마치 꿈에서나 나올 법한 일입니다. 그러나 이 꿈의 기술은 현실에서도 수많은 연구와 노력을 통해 실현될 수 있다는 가능성을 보여주고 있습니다.

핵융합의 원리는 간단하게 말해 원자들이 높은 온도와 압력 하에서 합쳐져 에너지를 발생시키는 것입니다. 이를 실현하기 위해서는 태양과 같은 환경, 즉 극도로 높은 온도와 압력을 필요로 합니다. 

국내에서는 KSTAR, 국제적으로는 ITER가 이러한 연구를 선도하고 있습니다.

 

미국 스타트업 헬리온 에너지

하지만, 가장 눈에 띄는 도전은 미국 스타트업 헬리온 에너지입니다. 오픈AI의 창업자겸 CEO인 샘 올트먼이 투자한 이 회사는 최근 마이크로소프트와 핵융합 발전을 통한 전기 공급계약을 체결했습니다. 헬리온 에너지는 2028년부터 핵융합 발전을 통해 매년 최소 50MW의 전기를 마이크로소프트에 공급하기로 약속했습니다.

물론, 핵융합 연구는 여전히 여러 기술적 난관 앞에 서 있다는 것을 부정할 수 없습니다. 1950년대부터 수십 년 동안 전 세계에서 천문학적 연구비가 투입되어 왔지만, 아직도 핵융합 발전의 상용화는 이루어지지 않았습니다. 그럼에도 불구하고 헬리온 에너지가 상용화에 성공하게 된다면, 이는 에너지 산업의 큰 변화를 가져올 것입니다.

 

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행융합 발전 관련주 Top3

1. 비츠로테크 (핵융합 관련주)

플라즈마 기술을 이용하여 핵융합반응을 일으켜 핵융합에너지를 얻는 KSTAR프로젝트사업에 참여. 초고온의 플라즈마로부터 토카막 내부의 장치를 보호하는 PFC 등을 제작.

 

• 1968년에 설립되었으며, 2000년 코스닥시장에 주식을 상장함. 동사를 포함하여 총 8개의 계열회사가 있음. 동사는 크게 전력의 생산, 공급에 필요한 전기제어장치를 개발, 제조 및 판매를 하는 전력기기사업과 특수사업, 전시사업으로 구분되며, 전력기기사업을 주 사업으로 영위하고 있음.
• 자회사 비츠로셀은 세계 1위의 글로벌 리튬일차전지 업체로서 성장할 것을 목표로 연구 개발과 영업망 확대를 위한 지속적인 노력 중임. 플라즈마 기술을 통하여 우주산업 및 친환경산업 외 대체에너지산업에도 진출함으로써 급변하는 시장상황에서도 지속적인 연구개발과 미래지향적인 사업분야의 진출을 통하여 성장기반을 마련하고자 함.

2. 다원시스 (핵융합 관련주)

특수전원장치 사업부문(핵융합전원장치 등), 플라즈마 사업부문(플라즈마전원장치 등), 전동차 사업부문(철도차량 등), 전자유도가열 사업부문(전자유도가열장치 등) 등을 주요 사업으로 영위하는 업체.
핵융합전원장치는 국가핵융합연구소 주도로 추진하고 있는 KSTAR사업과 국제핵융합실험로(ITER) 공동개발사업에 공급.

 

• 특수전원장치 제조 및 판매를 목적으로 1996년 1월 9일 설립됨. 국내시장에서 핵융합 전원 장치를 공급하는 유일 업체로 특수전원장치 사업과 전자유도가열 사업을 주요 사업으로 영위하고 있음.
• 특수전원장치 중 핵융합전원 장치는 국가 연구기관을 대상, 플라스마 전원 장치는 환경 설비 전문 업체인 포스코 ICT와 민간기업인 반도체 세정장비 제조업체들을 대상으로 제품을 공급함.

3. 두산에너빌리티 (핵융합 관련주)

ITER 가압기 측면(두산에너빌리티 제공)

 

국제핵융합실험로(ITER)와 한국형 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR) 부품 생산에 참여.

 

• 1962년 현대양행으로 설립되었으며 1980년 중화학공업 구조조정의 일환으로 정부에 귀속, 한국중공업으로 변경됨. 2022년 3월 두산중공업에서 두산에너빌리티로 사명 변경함.
• 발전설비 및 담수설비, 주단조품, 건설(두산중공업), 건설중장비 및 엔진(두산인프라코어), 토목과 건축공사(두산건설) 등의 사업을 영위 중임. 17,000톤 프레스 도입으로 발전과 산업 분야의 초대형 단조품 시장 공략을 더욱 가속화할 계획임.

 

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4. 모비스 (핵융합 관련주)

거대과학시설(Big Science) 분야에서 국내 기업으로는 유일하게 EPICS 기반 초정밀 특수제어 시스템 및 장비 공급. 핵융합 사업(CFS, CIS, MCS-CPSS 등) 등을 주요 사업으로 영위. 2012년 9월 국내 최초로 국제핵융합실험로(ITER) 중앙제어시스템을 수주한 바 있음.

 

2016년 설립되어 하나금융인수목적 주식회사와 합병을 통해 2017년 코스닥 시장에 상장하였고, 피합병회사인 모비스는 2000년 설립되었음.
국가 차원에서 수행되는 대형 과학 프로젝트인 빅사이언스 시설물 제어에 필요한 제어시스템 및 장비를 공급하는 사업을 영위하고 있음.
2018년 9월 블록체인 기반한 P2P 광고 플랫폼 및 솔루션 제공을 하는 블록베이스 지분을 획득함.

 

5. 일진파워 (핵융합 관련주)

• 발전소의 밸브류 가공 및 수리를 주 업종으로 하여 설립되고, 꾸준한 연구개발 등으로 각종면허 및 인증을 획득하여 화공기기 제작, 플랜트 경상정비, 유지보수 등을 해옴.
• 2002년 한국남부발전(주)하동화력 경상정비공사를 수주하여 본격적으로 사세를 확장함. 국가 기간산업인 발전소의 안정적인 전력공급을 위해 발전설비의 유지보수와 차질 없이 설비가동을 하며 축적한 기술력의 민간정비회사로 성장함.

6.  삼화콘덴서 (핵융합 관련주)

국내 유일의 콘덴서 종합 메이커로 핵융합 관련 핵심부품(전력의 역류를 방지해 효율화를 극대화시키는 SVC시스템) 생산.

 

• 종합콘덴서(축전기) 제조업을 영위할 목적으로 1956년 설립되었으며 1976년 한국거래소에 상장됨.
• 국내 유일의 콘덴서 종합 메이커로서 관계사인 삼화전기가 생산 중인 전해콘덴서를 제외한 거의 모든 콘덴서, 즉 전력용 콘덴서(FILM), 단층 세라믹 콘덴서, 적층형 콘덴서(MLCC)를 생산하고 있음.
• 내수면에서는 대형 IT기업과의 안정적인 거래관계 유지로 경쟁사에 비해 상대적 우위에 있음.

 

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