AI·데이터센터가 흔든 전력망…美, 전력시스템 전반 손질

▲미국 플로리다주 마이애미에 설치된 변전소의 모습. 사진=AFP/연합뉴스

인공지능(AI) 확산, 데이터센터 급증, 산업 부문 전기화가 맞물리며 미국 전력산업의 환경이 빠르게 변하고 있다. 전력 수요가 증가하면서 전력망 부담과 요금 인상 압박도 동시에 커지면서 미국은 단기·중기·장기 전략을 병행하며 전력 시스템을 바꾸고 있다.

한국전력 경영연구원이 지난 9일 발간한 '전력산업 환경 변화에 대한 미국의 대응 방향' 보고서에 따르면 올해 미국 전력 사용량은 전년 대비 6만8000기가와트시(GWh)(1.6%) 증가한 426만7000GWh에 이를 전망이다. 특히 데이터센터가 밀집한 상업 부문 전력 수요는 약 3% 늘어난 153만GWh로 예상된다.

알파벳, 아마존 등 하이퍼스케일러의 데이터센터 설비 용량은 지난해 61.8기가와트(GW)에서 올해 75.8GW로 23% 급증할 것으로 추산된다. 반도체·배터리 공장 가동 확대에 따른 산업 부문 전력 수요도 같은 기간 1.9% 증가할 것으로 보인다.

수요 급증과 함께 계통 접속 지연 문제도 주요 과제로 떠올랐다. 현재 미국 내 계통 접속 대기 중인 발전 용량은 2000GW를 웃돌고 있다. 이에 미 연방에너지규제위원회(FERC)는 'Order 2023'을 통해 기존 선착순 접속 방식에서 준비된 프로젝트를 우선 처리하는 방식으로 제도를 개편하고 지역 단위로 발전소를 묶어 평가하는 '집단 계통 영향 분석'을 도입했다.

전기요금 인상 압박도 이어질 전망이다. 액화천연가스(LNG) 수출 확대에 따른 천연가스 가격 상승과 대규모 전력 인프라 투자 확대가 겹치며 올해 가계 전기요금은 평균 3.5% 상승할 것으로 예상된다. 발전용 천연가스 가격 역시 전년 대비 약 8% 오른 MMBtu당 4.22달러로 전망된다.

미국은 공급 신뢰도 유지를 최우선 과제로 설정했다. 2030년까지 209GW의 신규 발전 설비의 대부분이 태양광·풍력·배터리 등 간헐성 전원으로 채워지고 이중 가스 발전은 약 20GW를 차지해 발전량 변동성이 커질 수 있다. 단기적으로는 석탄발전 수명 연장, 가스발전 가동률 확대, 원전 출력 증강 등 기존 전원의 활용도를 높이고 중기적으로는 장주기 에너지저장장치(LDES)와 수요 반응 자원 확대를 추진한다. 장기적으로는 세액공제와 보조금을 활용해 원전 설비를 2050년 400GW까지 확대하는 목표를 세웠다.

데이터센터를 수요 자원으로 활용하려는 시도도 본격화되고 있다. 텍사스주 전력계통 운영자 'ERCOT'는 일정 규모 이상의 신규 데이터센터에 수요 반응 프로그램 참여를 의무화했다. 수요 반응은 전력 수급이 타이트한 시기에 전력 소비를 줄이도록 유도하는 제도다."

이와 함께 AI를 전력 시스템 운영에 적극 도입해 효율성을 높이는 전략도 병행된다. 고장 감지, 수요·발전 예측, 정전 복구 등 전력 계통 전반에 인공지능(AI) 활용이 확대되며 2027년까지 유틸리티 제어실의 40% 이상에 AI가 적용될 것으로 예상된다.

이원희 기자 wonhee4544@ekn.kr