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천연가스·청정에너지 동시 확대가 필수 과제로 부상
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AI와 클라우드 컴퓨팅 수요 폭증으로 미국 데이터센터 산업이 급성장하면서 전력 인프라에 새로운 도전을 제기하고 있다.
지난 1일(현지시각) 오일프라이스 보도에 따르면, 미국 데이터센터 전력 수요는 2024년 약 10GW에서 2035년 100GW로 10배 증가할 전망이다.
라이스타드 에너지의 파워큐브 분석 자료는 "미국이 100GW 이상의 데이터센터 토지 매입 및 건설을 발표했으며, 2024년에서 2035년 사이 상업 운영될 것"으로 예측했다. 이는 2023년 기준 전 세계 데이터센터 발표의 약 40%에 해당하는 규모다.
미국 내 데이터센터는 2035년까지 395~660테라와트시(TWh)의 전력이 필요할 것으로 예상되며, 이는 현재 미국 전력 수요의 최소 10%에 달한다.
데이터센터는 '5~9' 가동 시간 표준(99.999% 가용성)을 준수해야 하는데, 이는 1년 중 단 5분 15초만 서비스가 중단될 수 있음을 의미한다. 이처럼 엄격한 가동 시간 요구로 인해 중단 없는 안정적 전력 공급이 데이터센터 운영의 핵심 과제가 되고 있다. 천연가스는 즉각적이고 견고한 전력 공급원으로 주목받으면서 유틸리티 부문 내 계획된 가스 발전 프로젝트는 2023년 말 6GW에서 현재 17.5GW로 증가했으며, 이는 2017년 이후 최고치다.
주요 석유기업들도 이 시장에 뛰어들고 있다. 지난해 12월 엑손모빌은 데이터센터 전용 가스 플랜트 건설 계획을 발표했다. 올해 1월 셰브론과 엔진 넘버원은 GE 버노바와 협력해 미국 남동부, 중서부 및 서부 지역에 최대 4GW 용량의 '파워 파운드리'를 건설하는 파트너십을 체결했다.
지역별로는 버지니아주가 2035년까지 약 22GW로 가장 큰 전력 수요를 기록할 것으로 예상된다. 텍사스와 애리조나주도 높은 성장세를 보일 전망이며, 미국 전역으로 데이터센터가 확산되는 추세다.
메타, 마이크로소프트, 구글, 아마존 등 하이퍼스케일러(대형 기술기업)들은 무탄소 에너지 목표 달성을 위해 '청정 기업' 전력 확보에도 적극 나서고 있다. 마이크로소프트는 스리마일아일랜드의 Unit 1 원자로 재가동을 추진 중이며, 메타는 최대 4GW의 원자력 에너지 제안요청서를 발행했다. 아마존은 2039년까지 최대 5GW의 원자력 프로젝트를 위해 X-에너지에 투자를 진행했다.
그러나 소형 모듈형 원자로 및 첨단 원자력 기술은 아직 상용화가 미진해 즉각적인 수요 대응에는 한계가 있다. 하이퍼스케일러들은 현재 태양열 및 풍력 발전소와의 가상 전력 구매 계약(PPS)을 통해 연간 청정 에너지 목표를 달성하는 전략을 병행하고 있다.
재생에너지도 중요한 전력원으로 부상하고 있다. 미국은 2024년에 전년 대비 50% 증가한 30GW의 유틸리티급 태양광과 60% 증가한 10GW의 배터리 저장장치를 설치했다. 올해는 33GW 이상의 태양열 저장장치와 18GW 이상의 배터리 저장장치가 그리드에 추가될 예정이다.
그러나 송전망 제약이 재생에너지 확대의 주요 장애물로 작용하고 있다. 2테라와트 이상의 잠재적 에너지 프로젝트가 그리드 상호 연결 승인을 기다리고 있으나, 역사적으로 승인률은 약 15%에 불과하다. 중부 대서양 지역 독립 시스템 운영업체인 PJM의 경우, 태양광 프로젝트는 그리드 연결을 위해 MW당 10만 달러를 지불해야 하는 실정이다.
AI 개발 경쟁은 전력 수요를 더욱 가속화하고 있다. 현 미국 행정부는 AI 발전을 저해하는 규제 철폐를 지시했으며, 개인 투자자들은 스타게이트 데이터센터 이니셔티브에 5000억 달러를 투자했다. 중국 오픈소스 대규모 언어 모델인 딥시크(DeepSeek)의 개발로 기술주 중심의 나스닥이 지난 1월 27일 3.1% 하락하는 등 기술 발전은 금융시장에도 영향을 미치고 있다.
에너지 전문가들은 "데이터센터는 반도체, 광섬유 케이블, 냉각수, 백업 전력용 디젤 발전기 등 다양한 자원도 필요로 한다"며 "종합적인 인프라 계획이 필요하다"고 조언하고 있다. 또한 "활용률에 따라 전력 수요가 크게 달라질 수 있어, 효율성 향상 기술도 중요한 변수"라고 지적했다.
박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com
