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데이터센터가 바꾸고 있는 미국의 전력시장, 전력 인프라 수출 기회 열린다
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데이터센터 확산으로 미국에서는 지역별로 송전망 확충과 전력 인프라 현대화 가속화
변압기, 고압 전선, HVDC 등 전력 기자재와 솔루션의 북미 진출 기회 본격적으로 열려
미국, 데이터센터 확산에 따른 전력 수요 급증
미국의 전력 수요는 지난 10여 년간 비교적 안정적인 흐름을 보여왔으나, 최근 들어 데이터센터, 인공지능, 전기차 등의 산업 확대로 인해 다시 증가세로 전환되고 있다. 북미전기안정성공사(North American Electric Reliability Corporation, NERC)의 2024년 장기 신뢰도 평가(Long-Term Reliability Assessment, LTRA)에 따르면, 북미 전역의 여름철 피크 전력 수요는 향후 10년간 약 132GW, 겨울철 피크 수요는 약 149GW 증가할 것으로 전망된다. 이는 지난 20년간의 정체 또는 감소 추세를 뒤집는 변화로, 특히 대규모 상업 및 산업 부하가 전력망에 빠르게 연결되고 있는 것이 주요 요인으로 지목된다.
데이터센터는 이러한 전력 수요 증가의 핵심 원인 중 하나다. 국제에너지기구(IEA)는 최근 보고서에서, AI 기술 적용 확산으로 인해 2030년까지 전 세계 데이터센터의 전력 소비량이 약 2배 증가해 945TWh에 이를 수 있다고 경고했다. 미국 동북부 전력망을 포함한 일부 지역에서는 계절별 수요 패턴이 변화하고 있으며, 향후에는 난방의 전기화와 데이터센터의 항온시스템 운영 등으로 인해 겨울철이 연중 최대 피크 시기로 전환될 가능성도 있다.
<전력 수요 증가의 핵심 요인인 데이터센터(왼쪽)와 데이터센터에 들어가는 장비별 글로벌 전력 소비량(오른쪽) 전망>
[자료: 국제에너지기구]
이처럼 데이터센터를 중심으로 전력 수요가 빠르게 증가함에 따라 미국은 전력망 운영을 위하여 공급 안정성 확보와 중장기 전력 인프라 재편의 필요성이 빠르게 커지고 있다. 이는 관련된 시장이 대규모 송전망 투자, 재생에너지 연계 확대, 전력망 현대화 등 대응 방안을 적극 탐색하고 있음을 의미한다.
데이터센터發 송전망 수요 급증… 지역별 송전 인프라 수요 현황은?
미국은 데이터센터 확산과 맞물려 전력 인프라의 전반에 대한 투자를 가속화하고 있다. 미 연방에너지규제위원회(FERC)와 북미전기안정성공사의 2024년 장기 신뢰도 평가 보고서에 따르면, 향후 10년간 계획됐거나 건설 중인 100kV 이상 송전선로는 총 28,275마일에 달해, 전년도 예상치인 18,675마일을 크게 웃돈다. 이는 신재생에너지 발전량의 전력망 연계 확대는 물론, 데이터센터 밀집 지역에 안정적인 전력 공급을 위한 핵심 기반 인프라를 제공하기 위함이다.
송전망 확충은 전력망의 현대화와도 직접적으로 연관되며, 각 지역의 수요 특성과 기존 인프라 여건을 반영해 각기 다른 방식으로 추진되고 있다. 북미전기안정성공사는 북미 전역의 전력망을 기후, 지형, 부하 특성 등에 따라 신뢰도 지역(Regional Entities)으로 구분하고 있으며, 각 지역은 자체적인 기준에 따라 송전망의 안정성을 유지하고 문제 발생 가능성이 있는 구간을 주기적으로 점검∙보완한다. 예를 들어 서부전기신뢰도협의회(WECC) 지역은 높은 재생에너지 비중과 광활한 지형으로 인해 송전 안정성 확보가 핵심 과제이며, 남서전력풀(SPP) 지역은 송전 혼합 및 발전 여유율 부족 문제가 지속적으로 제기되고 있다. 아래 이미지에서 확인할 수 있듯, 대부분의 지역에서 데이터센터는 전력 수요 증가의 핵심 요인으로 작용하고 있으며, 이는 곧 해당 지역에서 송전 인프라 확충 수요도 높다는 점을 시사한다.
<북미 전력망 평가를 위한 신뢰도 지역별 전력 수요 요인>
[자료: 북미전기안정성공사, 2024년 12월]
<주요 지역별 데이터센터와 송전 수요∙대응 현황>
지역 | 데이터센터 관련도 | 주요 이슈 | 송전 수요∙대응 현황 |
Texas RE-ERCOT
| 매우 높음 | - 중부 텍사스 지역에서 데이터센터를 포함한 전력 부하 급증으로 송전 병목 현상 발생
- 이를 해결하기 위해 2024년 3월 남부 지역에 4개의 계통연계 신뢰도 운전 한계(Interconnection Reliability Operating Limit, IROL) 도입
- 대규모 전력 소비로 인해 기존 송전 인프라 수용 한계 도달 | - 송전 제약 대응 및 신뢰도 확보를 위한 계통연계 신뢰도 운전 한계(IROL) 운용
- 추가적인 송전 인프라 투자 필요 |
PJM
| 매우 높음 | - 세계 최대 데이터센터 밀집 지역인 버지니아주 라우든 카운티가 PJM 관할 구역 내 위치하며, 데이터센터의 대규모 성장이 전력 수요 증가를 견인하는 중
- 여름철 피크 수요가 향후 10년간 연평균 1.6% 증가할 것으로 예측되며, 그 중심에 데이터센터 수요가 있음 | - 수요 예측 모델 고도화 및 장기 계획 반영 추진 중 |
NPCC -New York | 높음 | - 노후 발전소 폐지, 데이터센터로 인한 수요 증가가 맞물리며 전력 공급 여유분이 감소하는 중
- 특히 해상풍력 발전 확대와 뉴욕 북부-남부 간 발전원 연결을 위한 송전망 확충 필요
- 전력 공급에 여유가 있는 북부 지역의 전력을 수요가 많은 남부로 원활히 이동시켜야 하는 필요성 존재 | - 송전망 확충이 최우선 과제로 부상 |
WECC-CA/MX | 중간~높음 | - 전기차 충전 인프라, 건물 전기화 및 데이터센터 증가로 인한 피크 수요 급등 예상(2024년 56.4GW→2034년 69.1GW, 약 22.5% 증가)
- 현 송전망으로는 장기 수요 대응이 어려워 고압 송전 인프라 부족 우려 | - 500kV 이상 대형 송전 프로젝트 17건 추진 중 |
MISO | 간접적 | - 신규 발전 자원 53GW 통합을 위한 장기 송전 계획(Long-Range Transmission Planning, LRTP) 1단계 추진 중
- 이후 2단계에서 송전망 확충으로 최대 115.7GW 수용 계획
- 현재로선 신재생 자원과 일반 부하 중심이지만, 데이터센터 수요 수용 가능성 내포 | - 장기 송전 계획(LRTP) 1단계 진행 중 |
[자료: 북미전기안정성공사, KOTRA 실리콘밸리 무역관 정리]
다만 송전 인프라 확대에는 여러 구조적 제약도 존재한다. 특히, 부지 확보, 환경 인허가, 주민 반발 등으로 인해 약 1,230마일 규모의 68개 송전 프로젝트가 지연되고 있는 상황이며, 주(州) 경계를 넘는 대규모 프로젝트의 경우 비용 분담 문제도 해결 과제로 남아 있다. 북미전기안정성공사는 극한 기후 상황이나 예상치 못한 수요 급증에 대비하기 위해 미국 전역에서 35GW 규모의 추가 송전 용량을 확보해야 한다고 분석했다. 이에 안정적인 데이터센터 운영을 위해서 지역 간 전력망 연계 확대가 더욱 중요해질 것으로 예상된다.
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