2023년 지속 가능성과 에너지: 핵융합의 진전, 메탄 관리, 전기차의 확산

앞서 살펴본 것처럼, 2023년은 항공우주 분야에서 중요한 한 해였습니다. 지속 가능성과 에너지 분야에서도 주목할 만한 진전이 있었습니다. 아래에서는 세 가지 사례와 관련 기업을 살펴봅니다.

1. 핵융합의 진전: 점화 달성

핵융합은 태양에 에너지를 공급하는 과정입니다. 지구에서 이를 제어해 활용하면 장기적으로 저탄소 에너지원이 될 수 있습니다. 다만 상업적 발전을 위해서는 과학적·공학적 과제가 남아 있습니다.
2023년에는 중요한 연구 성과가 나왔습니다. 이러한 성과는 진전을 보여 주지만 상용화 시점을 확정하지는 않습니다.

• 핵융합 에너지 생산 증가:  중요한 이정표는 표적에 전달한 레이저 에너지보다 많은 핵융합 에너지를 얻은 것입니다. NIF는 2022년 12월 처음 이를 달성했고, 2023년 7월 더 높은 핵융합 에너지를 기록했습니다. 이 비교에는 레이저와 시설 전체의 전력 소비가 포함되지 않습니다. 점화는 중요한 과학적 성과이며, 발전소 전체에서 순전력을 생산했다는 뜻은 아닙니다.
• 플라즈마 가둠 기술의 발전:  토카막과 스텔러레이터에서는 자기 가둠 기술에 관한 연구가 진행됐습니다. 강한 자기장으로 뜨거운 플라즈마를 가두며, 안정성과 유지 시간을 개선하는 일이 미래 핵융합 장치에 중요합니다.
• 레이저 핵융합의 혁신:  레이저를 이용하는 관성 가둠 핵융합에서는 레이저의 표적 조준과 연료 캡슐 설계가 중요합니다. 정밀도와 설계 개선은 실험 성능을 높일 수 있습니다. 그러나 상업용 발전소가 자기 가둠 방식보다 반드시 작거나 저렴하다는 점까지 입증된 것은 아닙니다.
• 재료 과학의 역할:  핵융합 장치의 높은 온도와 중성자 조사에 견디는 재료도 중요한 연구 분야입니다. 내열 재료와 벽·부품의 손상 방지 기술은 장치의 수명과 안전한 운전에 필요합니다.

2023년 말에는 2024년에도 성공한 실험의 재현, 성능 개선, 더 큰 장치에 필요한 기술 개발이 이어질 것으로 기대됐습니다. 이는 연구 전망이며 상업용 발전소가 준비됐다는 발표는 아니었습니다.

핵융합은 저탄소 에너지 공급에 기여할 잠재력이 있습니다. 실제 활용은 비용, 신뢰성, 연료 주기와 공학적 문제 해결에 달려 있습니다. 지속적인 연구 투자와 국제 협력이 중요합니다.

소형 핵융합로 연구 구상을 발표했던 상장기업에는 Lockheed Martin Corporation (LMT )이 있습니다.

LMT 가격 차트

Lockheed Martin은 항공우주·방위 분야의 대기업입니다. Skunk Works 사업부는 2014년 소형 핵융합로(CFR) 개념 연구를 발표했습니다. 비교적 작은 핵융합로의 가능성을 탐색하려는 구상이었으며, 이를 2023년에 상업용 원자로가 준비됐거나 발전이 이루어졌다는 증거로 받아들여서는 안 됩니다.

2. 메탄 관리

지속 가능성 측면에서 2023년에는 메탄 배출 관리에 대한 관심이 커졌습니다. 메탄은 이산화탄소보다 대기 중 체류 기간이 짧지만, 일정한 시간 범위에서 같은 질량당 온난화 효과는 더 큽니다. 주요 인위적 배출원에는 다음 분야가 포함됩니다.

• 농업
• 화석 연료 생산
• 폐기물 관리

2023년에는 폐기물에서 나오는 메탄으로 만든 전기를 비트코인 채굴에 사용하는 실증 사업이 등장했습니다. Marathon과 Nodal Power는 그해 11월 미국 유타주에서 매립지 가스로 가동하는 280 kW 시범 사업을 발표했습니다. 가스를 발전기에서 태워 전기를 생산하는 방식이며, 단순히 플레어로 태워 없애는 것과는 다릅니다.
기후상 이점은 메탄 누출, 발전기 배출, 해당 가스가 원래 대기로 방출됐을지 이미 연소되고 있었을지 등에 달려 있습니다. 관련 기업에는 Marathon Digital Holdings (MARA )(Nasdaq: MARA)가 있습니다. 2023년 12월 일부 거래일에는 MARA가 미국 시장에서 거래가 활발한 종목에 포함됐습니다. 이는 특정 시점의 거래 상황이며 영구적인 세계 순위가 아닙니다.

MARA 가격 차트

2023년 매립지 시범 사업은 폐가스의 에너지 활용과 디지털 자산 채굴을 연결하려는 시도였습니다.

3. 전기차의 확산

2023년 말 전기차 시장은 비용, 수요와 충전 접근성 등의 과제에 직면했습니다. 여러 정부가 향후 신규 내연기관 차량 판매를 제한하는 목표나 규정을 도입했지만, 이는 기존 내연기관 차량 전체에 대한 즉각적인 금지와는 다릅니다. 배터리 기술 개선을 통해 주행거리와 성능을 높이려는 노력도 이어졌습니다.

충전 기반시설과 배터리 비용은 전기차 보급의 중요한 과제였습니다. 2023년에는 여러 자동차 제조업체가 Tesla (TSLA )의 충전망에 향후 접근하기 위한 계약을 맺었고, 전고체 배터리 개발 성과도 발표됐습니다.

전고체 배터리는 에너지 밀도와 충전 성능을 개선할 가능성이 있지만, 양산·비용·내구성 과제가 남아 있었습니다. 전고체 배터리에 대한 기대의 한 이유는 높은 에너지 밀도의 가능성입니다. 같은 사용 가능 용량을 더 가볍게 구현하거나 같은 무게에 더 많은 에너지를 저장할 수 있다면 차량 설계와 주행거리에 이점이 있을 수 있습니다. 실제 효과는 배터리 팩과 차량 전체의 설계에 달려 있습니다. 그 밖의 잠재적 이점은 다음과 같습니다.

• 안전성: 일부 고체 전해질은 가연성 액체 전해질을 대체할 수 있지만, 모든 조건에서 배터리 전체가 불연성이라는 뜻은 아닙니다.
• 수명: 반복 충·방전에 대한 내구성 개선 가능성이 있으며, 재료와 운전 조건에 따라 달라집니다.
• 충전 속도: 빠른 충전 가능성을 실제 장치와 사용 조건에서 검증해야 합니다.

Toyota는 2023년 전고체 배터리의 2027~2028년 상용화를 목표로 제시했습니다. 당시에는 개발 목표였습니다. 기존 전기차 시장의 주요 기업에는 Tesla, Inc.(Nasdaq: TSLA)가 포함됐습니다.

TSLA 가격 차트

2023년 Tesla는 제조 역량과 차량 기술을 개선하기 위한 투자를 이어 갔습니다. 그해 말 Cybertruck의 초기 인도가 이루어졌습니다.
https://youtu.be/DsonSEllPmU

Tesla는 전기차 대중화에 기여한 주요 제조업체입니다. 차량 성능, 소프트웨어와 충전 분야에서 영향력을 발휘했으며, 다른 제조업체와의 경쟁도 커졌습니다.

Supercharger 네트워크, 배터리 기술과 운전자 보조 시스템은 Tesla 사업의 중요한 요소였습니다. 운전자 보조 기능을 사람의 감독 없이 운전할 수 있는 일반적인 허가로 오해해서는 안 됩니다. 장기 전망과 함께 수요, 가격, 경쟁과 사업 실행 위험도 고려해야 합니다.

*표의 수치는 원문 작성 당시의 자료이며 현재 기업가치 평가를 나타내지 않습니다. 투자자는 최신 수치를 별도로 확인해야 합니다.*