"꿈을 현실로"..미래에너지 정책에 쑥쑥 크는 다원시스

[대전=이데일리 하지나 기자] 서울에서 2시간 반 가량을 달려 도착한 대전시 국가핵융합연구소, 이곳에서는 미래에너지 연구가 한창이다. 엄격한 보안심사를 거친 후 내부로 들어서자 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advacnced Research)라고 써져 있는 핵융합발전실험기구 ‘토카막’이 그 위용을 뽐냈다.

높이 9.6M, 직경 9.4M의 둥그런 도넛츠 모양의 토카막 내부에서는 미래의 청정에너지이자, 지상의 ‘인공태양’이 만들어지고 있다. 다원시스가 개발한 전원장치는 바로 이 인공태양을 만드는 심장 역할을 한다.

KSTAR 전원장치 독점 공급 ‘다원시스’

▲핵융합발전 KSTAR 외부전경

지난해 KSTAR는 0.6메가암페어(MA)의 플라즈마를 20초 동안 유지하는 데 성공했다. 핵융합발전소가 상용화되기 위해서는 3억도(℃)의 플라즈마가 6개월 동안 안정적으로 유지돼야 한다.

내년 목표는 1MA의 플라즈마를 50초동안 유지하는 것이다. 최종 목표는 300초동안 유지하는 것이며 오는 2035년에는 상용로 전단계인 데모(Demo)플랜트를 만든다는 계획이다.

플라즈마 형태를 오랫동안 유지하기 위해서는 외부에서 별도로 전기를 공급해야 한다. 특수전원공급장치 업체 다원시스(068240)는 이러한 전원장치를 100% 독점 공급하고 있다.

매번 경쟁입찰방식으로 계약이 진행되지만 기술심사단계를 통과하는 기업은 지금까지 다원시스가 유일하다. KSTAR의 총사업비 3000억원 중 전원정치에 배정된 예산은 700억원 정도다. 다원시스는 매년 KSTAR에서 100억원 가량의 매출실적을 올리고 있다.

국가행융합연구소 한 관계자는 “300초 이상 플라즈마 상태를 유지하기 위해서는 현재 전원장치 규모의 3배 이상이 필요하다”며 “우선 올해 중성입자빔 가열장치(NBI)의 전원장치를 추가로 증설할 예정”이라고 밝혔다.

이뿐만 아니다. 다원시스는 국내를 비롯한 세계 7개국이 공동참여하고 있는 ITER(국제핵융합발전실험로)에도 729억원 규모의 전원장치 1차 공급계약을 체결한 상태다. 현재 수주잔액은 600억원 정도다.

“꿈이 현실로..” 차기정부 기초과학 투자 ‘수혜주’

핵융합발전이 꿈의 에너지라면, 의료용 중입자 가속기는 꿈의 암치료 기기이다. 일반적인 방사선치료의 경우 암세포뿐만 아니라 건강한 세포도 함께 죽이지만 의료용 중입자 가속기는 탄소 등 무거운 원소의 원자를 가속시켜 암세포만 집중적으로 제거한다.

현재 한국원자력의학원이 의료용 중입자가속기개발사업을 추진하고 있으며 2016년까지 1950억원의 예산이 투입될 예정이다. 의료용 중입자 가속기는 현재 일본이 3대, 독일이 2대를 보유하고 있고 으며 특히 일본은 의료용 중입자 가속기의 소형화를 추진하고 있다.

다원시스 관계자는 “의료용 중입자 가속기 소형화를 위해서는 작지만 안정적인 전력을 출력시킬 수 있는 전원장치가 필요하다”며 “일본과 기술적 협의를 맺은 상태이며 현재 개발 진행중에 있다”고 설명했다.

▲다원시스 가속기 전원장치 외부 모습

이밖에도 정부는 4세대 방사광가속기 전원장치에 대해 올해부터 내년까지 600억원 가량을 투입할 예정이다. 이미 다원시스는 포항가속기연구소에 3세대 가속기를 납품한 바 있다. 방사광 가속기는 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속시키는 장치로써 물체의 구조연구 및 신소재개발, 유전공합, 등 응용과학 및 각종산업에 활용되고 있다.

이처럼 다원시스가 진행하는 대다수의 사업은 기초과학 연구개발과 밀접한 연관을 맺고 있다. 올해 새롭게 출범하는 박근혜 정부가 미래과학기술부를 신설하는 등 기초과학부문 투자 활성화 계획을 발표하면서 다원시스에 대한 기대감이 높아지고 있다.

최성환 유화증권 연구원은 “차기정부가 과학기술 분야를 미래성장동력으로 삼으면서 다원시스의 독점적 수혜가 기대된다”면서 “올해부터 순차적으로 방사광가속기, 양성자가속기, 의료용중입자가속기, 중이온가속기 등 연구시설이 건설될 예정으로 다원시스는 가속기에 필수적으로 탑재되는 고정밀 전원장치 시장을 독점하고 있다”고 말했다.

올해 예상 매출액 600억원..2015년에 1000억 돌파

올해 다원시스의 예상 매출액은 600억원 정도다. 다원시스는 2010년 매출액 304억원에서 2011년 396억원, 지난해 476억원으로 매년 20% 가량의 매출성장세를 나타내고 있다.

핵융합사업부문에서 200억원, LG화학의 광학필름과 SK이노베이션의 2차전지분리막 등 표면개질 및 접착력 향상 부문의 플라즈마 세정사업 확대로 150억원 가량의 추가 매출 실현을 예상하고 있다. 그동안 다원시스는 삼성전자와 LG디스플레이 등에 LCD, OLED, PDP 등의 표면세정을 위한 플라즈마 전원장치를 공급하면서 유지·보수로만 매년 100억원 가량의 안정적인 매출을 냈다.

더불어 전자유도가열장치에서도 100억원의 매출을 기대하고 있다. 다원시스는 POSCO(005490), 현대하이스코(010520)에 전자유도가열장치 공급, 매년 100억원 규모의 매출을 올리고 있다. 전자유도가열장치는 철판 표면에 전류를 흘려 보내 열을 발생시키는 장치로 철판 등을 빠르게 전조시키는 역할을 한다.

다원시스 관계자는 “2014년에는 안산 시화MTV(멀티테크노밸리) 단지에 지금보다 6배 큰 규모의 공장으로 새롭게 이전할 계획”이라며 “이를 기반으로 2015년까지는 1000억원 매출 달성을 원활하게 진행할 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.

▲핵융합발전이란? 핵융합발전은 핵분열에너지를 이용하는 원자력발전과는 반대로 원자가 결합하는 과정에서 발생하는 에너지를 이용한다. 모든 물질은 온도가 높아지면 고체에서 액체, 기체를 넘어서 전자와 핵이 분리되는 플라즈마 상태로 변한다. 바닷물에서 쉽게 얻을 수 있는 중소수와 삼중수소가 플라즈마 상태에서 재결합하면 안정적이고 무해한 헬륨과 중성자가 튀어나오면서 높은 에너지가 발생한다. 핵융합은 핵폐기물이 발생하지 않으며 전원장치를 차단할 경우 플라즈마 상태가 해제되면서 발전소 폭발과 방사능 노출 위험에서 자유롭다.