폭증하는 AI 전력 수요에 멈춰 선 전력망…2030년 268GW 공급 절벽 온다

글로벌 데이터센터 전력 수요 용량은 클라우드 기업들의 설비투자에 힘입어 2026년 161GW로 전년 대비 31% 증가한다. 이는 대략 대한민국 전체 하루 사용량의 약 2.5배이고, 약 3억 8000만 가구의 하루 사용량에 해당한다.

시장조사기관 트렌드포스는 9월 16일(현지시각) 발표한 보고서를 통해 AI 서버가 2026년 데이터센터 전체 전력 수요의 33.4%를 차지하며 성장을 견인한다고 집계했다. 전력 수요 급증에 따른 송배전망 포화는 변압기와 전력기기를 공급하는 한국 기업의 수출 경로를 넓히는 동시에 납기 지연 가능성을 높인다는 분석이 나온다.


트렌드포스 조사 결과 글로벌 데이터센터 전력 수요 용량은 2025년 122.9GW에서 2026년 161GW로 증가세를 이어간다. 2027년에도 클라우드 서비스 제공업체(CSP)들의 지속적인 인프라 확장이 이어지면서 연간 전력 수요 성장률은 30%를 웃돌 전망이다.
수요 팽창의 중심에는 대규모 연산을 수행하는 AI 서버가 자리 잡고 있다. 전체 데이터센터 전력 수요 기준 구성비에서 AI 서버 비중은 2025년 약 25% 수준에서 2026년 33.4%로 상승한다. 트렌드포스는 이 비중이 2027년 40%를 넘어설 수 있다는 분석을 제시했다.

반면 전통적인 일반 서버 비중은 과거 약 40%에서 2027년 25.6%까지 떨어진다. 데이터센터 전력 소비는 일반 서버, AI 서버, 기타 IT 장비, 냉각과 전원 공급 장치 등 비 IT 장비로 구성된다. 운영사들은 송전망이 아닌 센터 내부의 전력 분배 효율을 개선하기 위해 고압직류(HVDC) 아키텍처 도입을 계획하고 있다.


전력망 공급 능력은 2025년까지 데이터센터 증설 속도를 뒷받침했으나 2026년부터 수급 불일치가 시작된다. 2028년 이후에는 송배전 인프라 건설 지체로 공급 격차가 본격적으로 확대된다.

2030년 글로벌 데이터센터 전력 수요 용량은 490.7GW에 도달하지만 타 산업 수요를 충족한 뒤 전력망이 데이터센터에 공급할 수 있는 용량은 222.6GW에 그친다. 이로 인해 268GW에 달하는 격차가 발생한다고 트렌드포스는 분석했다.

다만 이 격차는 두 가지 요소를 함께 살펴야 한다. 운영사가 자체 구축하는 현장 구내 발전 설비는 전력망 공급 통계에 포함되지 않으므로 268GW라는 계산치는 실제 부족분보다 크게 나타날 수 있다.
반면 변전소 계통 연계와 송배전망 확충이 늦어지면 실질적인 공급 차질이 빚어진다. 전 세계 데이터센터가 가장 밀집한 미국의 경우 2030년 수급 격차가 170GW를 넘어설 것으로 관측된다. 2028년 이후 계통 연계 지연이 빈발할 가능성이 높다.


미국을 중심으로 한 글로벌 데이터센터의 전력 부족 현상은 한국 전력망 기기 제조업계 가치사슬에 직접 맞닿아 있다. 글로벌 전력망 병목을 해소하려면 초고압 변압기와 차단기 등 송배전 기기 증설이 필수적이다.

한국의 HD현대일렉트릭, LS일렉트릭, 효성중공업은 북미 전력청과 주요 빅테크 기업에 변압기와 배전반을 납품하는 경로를 확보하고 있다. 한국내 전력 수급 여건 역시 산업통상자원부 제11차 전력수급기본계획 실무안에서 드러나듯 데이터센터와 반도체 클러스터 확충으로 대규모 전력망 보강이 요구되는 상황이다.

북미 시장에서 기존에 계통 연계가 확정된 프로젝트는 일정대로 전력을 공급받을 가능성이 높다. 그러나 현지 송배전 인프라 확충이 지연될 경우 변압기 설치 시점이 밀리거나 재고 보관 부담이 늘어날 위험이 병존한다.

미국 유틸리티 기업과 주 정부가 전력망 인허가를 신속히 처리하고 계통 증설 공사를 조기에 마친다면 전력 부족에 따른 납기 차질 우려는 낮아질 수 있다. 향후 각국 전력 당국의 계통 연계 승인 일정과 데이터센터 구내 자체 발전 도입 속도가 실질적인 수급 균형 여부를 결정짓는다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com