[이코노믹데일리] 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력 수요가 급증하면서 전력망 병목 현상이 국가적 과제로 떠오르고 있다. 전문가들은 신재생 전력의 지역 편중 문제를 해소하기 위해 정부가 추진 중인 '에너지 고속도로(초고압 송전망)' 정책 실효성이 무엇보다 중요하다고 지적한다.
데이터센터 전력 수요, 급격히 증가
국제에너지기구(IEA)가 올해 1월 발간한 '전력시장보고서(Electricity Market Report 2024)'에 따르면 2024년 전 세계 데이터센터 전력 소비는 약 415TWh로 이는 세계 전체 전력 사용량의 1.5% 수준에 해당한다. IEA는 해당 수치가 2030년까지 945TWh로 두 배 이상 늘어나 전체 전력의 약 3%를 차지할 것으로 전망했다. 특히 데이터센터 전력 수요는 최근 5년간 연평균 12% 이상 성장했으며 AI 학습과 추론에 최적화된 고성능 서버 확산으로 증가세가 가속화되고 있다.미국 에너지정보청(EIA)과 로렌스버클리국립연구소(LBNL)가 공동 발표한 '미국 데이터센터 에너지 전망(2024)' 자료는 미국 데이터센터의 전력 소비는 2014년 58TWh에서 2023년 176TWh로 세 배 넘게 늘었다고 분석했다.
국내도 사정은 다르지 않다. 글로벌 리서치 기관 IDC의 지사인 한국IDC는 국내 데이터센터 전력 수요가 2025년 4461MW에서 2028년 6175MW로 약 40% 증가할 것으로 내다봤다. 산업통상자원부에 따르면 데이터센터 전력 수요의 70% 이상이 수도권에 몰려 있으며 이 추세가 이어지면 2029년에는 80%에 달할 것으로 보인다.
문제는 수도권 집중 현상이다. 산자부가 2023년 발표한 '데이터센터 수도권 집중 완화 방안' 자료에 따르면 국내 데이터센터 전력 수요의 약 70%가 수도권에 몰려 있으며 신규 데이터센터 증가 추세가 이어지면 2029년에는 수도권 비중이 80%까지 확대될 것으로 예상된다.
산자부 관계자는 "국내 데이터센터 전력 수요는 단기간 내 급증할 것으로 예상되므로 수도권 중심의 전력 공급 구조를 개선하고 안정적인 전력망 확충이 필요하다"고 말했다.
수도권 집중, 신재생 공급 불균형
데이터센터 전력 수요가 폭증하는 상황에서 신재생 에너지가 수요 충당 해법으로 떠오르지만 현실적으로 생산지와 소비지가 불일치한다는 문제가 있다. 전력 공급 구조의 불균형이 심화할수록 데이터센터 산업 성장에도 제동이 걸릴 수밖에 없다.우리나라의 경우 데이터센터 전력 수요가 빠르게 증가하고 있지만 수도권에 수요가 집중되면서 신재생 에너지 생산지와의 불균형 문제가 심화되고 있다. 지역 간 전력 불일치는 향후 데이터센터 산업 성장과 안정적 전력 공급에 큰 영향을 미칠 수밖에 없다.
산업연구원 자료에 따르면 데이터센터 전력 소비의 77.9%가 수도권에 집중돼 있으며 2019년 대비 실제 전력 사용량은 48% 증가했다. 문제는 신재생 에너지가 풍력·태양광 중심으로 지방에 편중돼 있어 수요가 집중된 수도권과 공급지가 일치하지 않는다는 점이다.
태양광은 내륙, 풍력은 해안·제주에 집중돼 있는 반면 수요는 수도권에 몰려 있어 송전망 확충 없이는 안정적 공급이 어렵다. 결과적으로 초고압 송전망 구축과 같은 정책적 개입이 필수라는 지적이다.
정부, '에너지 고속도로'로 대응
정부는 이러한 문제를 해결하기 위해 초고압 직류송전(HVDC), 스마트그리드, 에너지저장장치(ESS)를 결합한 '에너지 고속도로' 정책을 추진 중이다. 서남권 풍력·태양광 발전 단지를 수도권과 주요 산업단지에 연결하는 것이 핵심이다.2030년까지 송전 선로를 30% 이상 확충하고 2040년대에는 전국을 연결하는 U자형 네트워크를 완성한다는 계획이다. 전력 손실 최소화를 위한 첨단 기술도 적용된다.
관련 산업계도 준비에 나섰다. LS전선, HD현대일렉트릭 등은 초고압 직류송전 케이블·변압기 등 핵심 장비를 개발 중이며, 정부 정책 추진 기대감에 주가도 강세를 보이고 있다. 한국에너지공과대학 등 학계도 초고압 직류송전, 대용량 에너지저장장치, AI 기반 스마트그리드 기술 연구에 박차를 가하고 있다.
산업계 기대와 파급 효과
정부의 '에너지 고속도로' 정책은 데이터센터와 전력 인프라 산업 모두에 새로운 기회를 제공할 전망이다. EY한영은 지난 6월 발표한 보고서에서 생성형 AI의 상용화가 데이터센터 수요를 급증시킬 것으로 전망하며 이는 전력 인프라·에너지·건설 등 관련 산업에 새로운 성장 기회를 제공할 수 있다고 분석했다.한국산업기술평가관리원은 지난 4월 발표한 정책브리프 'AI로 인한 전력 수요의 폭발적 증가와 대응방안'에서 생성형 인공지능(AI) 확산으로 글로벌 데이터센터 전력 수요가 향후 5~10년 내 두 배 이상 증가할 것으로 예상했다.
정동욱 중앙대학 에너지시스템공학부 교수는 한 매체와의 인터뷰에서 "정부의 에너지 고속도로는 초고속 인터넷망처럼 국가 산업 구조를 바꿀 인프라가 될 것"이라며 "5년 내 실행력 있는 투자가 시작되어야 한다"고 말했다.
AI 시대, 국가 경쟁력의 동맥
AI 산업의 폭발적 성장은 현실이 됐다. 데이터센터 수요는 기하급수적으로 늘고 있으며 안정적이고 친환경적인 전력망 없이는 산업 성장의 발목을 잡을 수밖에 없다에너지 고속도로는 재생에너지 생산지와 소비지를 연결하고 초고압 송전망·스마트그리드·에너지저장장치를 연계해 안정적인 전력 공급을 가능하게 한다. 결국 AI 시대 국가 경쟁력은 첨단 전력 인프라 확충에 달려 있다.
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