전력망 포화에 원전 11기 판 키운 구글…빅테크 24시간 기저부하 쟁탈전

구글이 2026년 10월 7일(현지시각) 콘스텔레이션 에너지와 3590메가와트(3.59기가와트)라는 대규모 전력 공급 계약을 체결하며 인공지능 데이터센터 가동에 필요한 전력 확보에 나섰다.

오일프라이스닷컴은 전체 계약 물량 가운데 약 4분의 1에 해당하는 890메가와트는 설비 개선을 거친 신규 증설 원자력 발전으로 충당하며, 첫 전력 공급은 2028년부터 개시될 예정이라고 이날 보도했다.

데이터센터 증설에 따른 미국 전력망 포화가 가속화하는 가운데, 이번 결정은 안정적인 24시간 기저부하 전원을 선점하려는 기술 기업들의 자구책이자 한국 전력 인프라 기자재 공급망에도 구조적인 파급을 미친다.

콘스텔레이션 에너지는 이번 계약에 따라 일리노이, 펜실베이니아, 뉴저지 등 3개 주에 위치한 자사 소유 11기 원자로의 설비 개선 작업에 착수한다. 콘스텔레이션은 43억 달러(약 5조 7663억 원) 이상을 투입해 열효율과 전기 발전 출력을 높이는 설비 개선 작업을 진행한다.

20년 장기 전력구매계약 형태로 체결된 이번 투자를 통해 890메가와트 증설 전력을 확보하며, 2028년 첫 공급 이후 2030년대 초까지 전력망에 단계적으로 반영한다는 계획이다. 원전을 제외한 잔여 2,700메가와트 공급분의 세부 계약 조건은 원문에 공개되지 않았다.

미국 기술 대기업들의 장기 원자력 전력 계약은 이미 산업 전반의 연속적인 흐름으로 자리 잡았다. 콘스텔레이션은 펜실베이니아 스리마일 아일랜드 원자로를 마이크로소프트 데이터센터 전용으로 재가동하기로 합의했다.

아마존은 2026년 9월 30일 메릴랜드 칼버트 클리프스 원전에서 690메가와트를 20년간 공급받는 계약을 발표했다. 메타 역시 1,121메가와트 규모의 20년 가상 전력구매계약을 맺었다. 구글은 앞서 아이오와주 넥스트에라 에너지 원전 재가동 계약도 맺은 상태다.

날씨와 계절에 따라 출력이 급변하는 풍력·태양광 등 재생에너지와 달리 원자력은 기상 조건에 구애받지 않고 연중 일정한 기저부하 전력을 공급할 수 있어 대규모 데이터센터 가동의 필수 전원으로 선택받고 있다.

기술 기업들이 대규모 자체 전원 확보에 뛰어드는 직접적인 배경에는 미국 최대 전력망 운영사인 PJM 인터커넥션의 공급망 압박이 있다. PJM은 13개 주와 워싱턴 D.C.에 걸쳐 6700만 명에게 전력을 공급하는 미국 최대 송전망이다. 데이터센터 수요 급증과 노후 발전소 퇴역이 겹치면서 PJM의 전력용량 경매 가격은 2024년 이후 11배 이상 급등했다.

로이터 통신에 따르면 PJM 경영진은 송전망에 연결된 데이터센터 고객을 대상으로 자체 전원을 마련하지 않을 경우 전력 피크 시간대에 전력망 연결을 원격 차단하는 방안을 제안했다.

전력 수급 불균형은 장기화할 전망이다. 데이터센터의 연간 전력 소비량은 2030년까지 전 세계적으로 두 배 늘어나 945~980테라와트시에 달할 것으로 추산된다. 미국 내 데이터센터 전력 소비는 2030년 자국 전체 소비량의 최대 12%를 차지할 수 있다는 관측도 나온다.

미국은 현재 가동 중인 94기 상업용 원자로를 통해 연간 약 78만 2000기가와트시를 생산하며 전체 전력의 18~19%를 충당하고 있다. 미국에서 가장 최근 상업 운전을 시작한 신규 원자로는 2024년 4월 가동된 조지아주 보그틀 4호기다.


미국 대형 원전의 출력 증강과 설비 수명 연장 투자는 한국 원전 주기기 제작 및 전력 인프라 산업에 뚜렷한 가치사슬 연결고리를 형성한다.

11기 원자로 개선에 투입되는 43억 달러 규모의 설비 개보수는 터빈과 증기발생기 등 핵심 부품 교체 수요를 수반하므로 관련 주기기 제작사의 공급망 참여 기회로 이어진다. 송전망 병목 해소를 위한 계통 연계 설비 투자가 급증하면서 초고압 변압기와 차단기를 공급하는 한국 중전기기 제조사들의 북미 시장 수요 환경도 우호적으로 조성된다.

다만 실제 공급망 확대 여부는 규제 및 계통 여건에 영향을 받는다. 북미 원자력규제위원회의 인허가 심사가 지연될 경우 설비 개선 완료 시점이 늦춰질 가능성이 상존한다. 전력망 운영 당국의 자체 전원 규제안이 완화되거나 가스터빈 발전이 대체재로 신속히 투입되면 대형 원전 개보수 중심의 기자재 수요 분산이 나타날 수 있다.

데이터센터의 급증하는 전력 수요와 실제 원전 설비 개선 완공 시점 사이의 2년 이상 시차를 메울 수 있는 전력 대안 확보가 핵심 해결 과제로 꼽힌다. 빅테크 기업들의 기저부하 전력 선점 경쟁이 미국 전력망의 운영 규칙을 재편하는 과정에서 한국 전력기자재 공급망의 납기 경쟁력과 수주 대응 능력이 검증대에 오른다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com