소규모전력망 마이크로그리드, 데이터센터 촉발 전력수요 급증에 관심↑ 

[이코노믹데일리] 태평양에 위치한 미국의 50번째 주 하와이는 미국 본토와 전력망이 분리된 도서 지역으로 100개 이상의 크고 작은 작은 섬들이 약 600km에 걸쳐 분포하고 있다. 연간 소비 전력은 약 1200만MWh(메가와트시), 이 중 70%가 화석연료에서 나온 전력이지만 최근 태양광, 풍력 비중이 늘어나 전력의 30%가량을 재생에너지로 사용하고 있다.

약 145만명(2023년 기준)의 주민 대부분이 주도인 호놀룰루가 있는 오아후섬에 거주하지만 나머지 주민들이 흩어져 살고 있는 각기 다른 섬까지 전력망을 효율적으로 사용하고 있는 비결은 마이크로그리드(Microgrid) 시스템 덕분이다. 

마이크로그리드는 소규모 전력망으로, 독립적으로 운영되거나 기존 전력망에 연결돼 전력을 생성·저장·분배할 수 있는 시스템이다. 지역 사회나 특정 시설의 전력 수요를 충족하기 위해 설계되며 일반적으로 재생에너지, 에너지저장장치(ESS), 그리고 수요 관리 기술을 활용해 비상시나 특정 지역에서 안정적 전력 공급을 하는 데 도움을 준다. 

미국 에너지부(DOE)가 자국 최초로 마이크로그리드 프로젝트를 진행한 곳이 바로 하와이다. 하와이는 2014년부터 마이크로그리드 프로젝트를 본격적으로 시작했다. 하와이는 태양광·풍력 자원이 풍부한 데다 소규모 전력망을 필요로 하는 곳이 많아 마이크로그리드 시스템의 테스트와 발전에 적합한 환경을 제공했다.

대한무역투자진흥공사(KOTRA) 미국 실리콘밸리무역관은 최근 고성능 컴퓨팅, 인공지능(AI) 기술의 급속한 확산으로 캘리포니아, 텍사스, 애리조나와 같은 지역을 중심으로 데이터센터 건설이 집중되면서 대규모 전력 수요 발생이 예정됨에 따라 청정에너지원인 원자력발전과 함께 마이크로그리드와 주목받고 있다고 전했다.

지난 22일 KOTRA 해외시장뉴스에 공개된 실리콘벨리관의 보고서에 따르면 원자력발전은 탄소 배출이 적고 안정적·장기적으로 전력을 제공할 수 있기 때문에, 마이크로그리드는 재생에너지를 활용해 독립적으로 데이터센터에 전력을 공급하고 전력망 장애에도 대비할 수 있는 효율적인 솔루션이기에 데이터센터 증설이 늘며 주목 대상이 됐다는 것이다.

특히 마이크로그리드는 전력을 필요로 하는 시스템 가까운 곳에서 전력을 생산해 송전 손실을 줄이고 에너지 효율을 높일 수 있는 데다, 데이터센터는 대규모 서버와 네트워크 장비를 운영해야 해 막대한 전력을 필요로 하고 24시간 안정적 전력 공급이 중요하기에 현재 미국의 마이크로그리드 시장이 빠른 속도로 성장하고 있다는 것이다. 

비영리단체인 '기후 및 에너지 솔루션 센터(C2ES)'의 분석에 의하면 2022년까지 미국의 마이크로그리드 설치 용량은 약 10GW에 도달했으며 미국 전체 전력 공급에서 차지하는 비중은 0.3%로 낮지만 향후 시장 확장이 전망되고 있다. 이를 증명하듯 최근 미국에서는 데이터센터를 위해 마이크로그리드를 개발 혹은 신규 설치한다는 계획과 관련한 소식이 속속 등장하고 있다. 

구글의 모회사인 알파벳의 분사기업으로 인프라 문제에 대한 새로운 접근 방식을 구축하고 지원하는 데 주력하고 있는 ‘사이드워크 인프라스트럭쳐 파트너스(Sidewalk Infrastructure Partners, SIP)’는 ‘베러스(Verrus)’란 프로젝트명으로 데이터센터를 위한 배터리 구동 마이크로그리드 개발을 계획하고 있다. 이 프로젝트는 데이터센터에서 필요로 하는 전력 관리를 최적화하고 AI과 같이 대용량 전력을 필요로 하는 작업에 대비할 수 있다고 설명하고 있다. 

마이크로소프트는 산호세 지역에 설립되는 신규 데이터센터에 마이크로그리드와 바이오 연료를 사용한 백업 전원 시스템을 구축할 계획인 것으로 알려졌으며 데이터센터, 통신 네트워크 등 디지털 인프라의 설계, 제조 및 서비스를 전문으로 하는 기업 버티브(Vertiv)는 델라웨어주와 오하이오주에 있는 자사 데이터센터에 마이크로그리드를 설치한다고 발표했다.

하와이에서의 시험적 운영을 바탕으로 미국 전역에 확장 중인 마이크로그리드는 혁신산업의 기반인 데이터센터 건립을 계기로 특정 지역에 집중된 안정적이고 신뢰성 높은 전력망으로 각광받고 있으며 향후 백업 지속 시간, 다양한 운영 조건에서의 반응성을 시험하는 데 사용될 전망이다.