美 전력망, 폭염·AI 붐에 '비상'…극심한 스트레스 테스트 진입

미국 전역을 강타한 폭염과 인공지능 산업의 전력 수요 급증이 맞물려 전력망 안정성이 중대한 시험대에 올랐다.

악시오스는 7월 31일(현지시각) 전력 업계가 신뢰도 유지를 위해 장기 대책 마련에 들어갔다고 보도했다.

이번 여름 연쇄 폭염으로 17개 주에 전력과 기후 관련 연방 비상 명령이 내렸다. 고온 현상은 냉방용 에어컨 사용량을 급증시켜 전력 수요를 올린다. 동시에 발전소 가동 효율을 떨어뜨리는 이중 과제를 안긴다.

2021년 한파 사태를 겪은 텍사스주는 전력망 현대화의 주요 시험장 역할을 맡고 있다. 텍사스전력신뢰도위원회는 배터리 저장 장치 확장, 기상 대비 의무화, 기상 예측 향상, 수요 반응 확대로 계절 수요에 대응한다.

텍사스공공유틸리티위원회는 전력망 비상 상황이 생길 때 대형 데이터센터가 전력 연결을 차단하도록 돕는 표준을 승인했다. 전력망 전체의 안정성을 보호하기 위한 예방 조치다.

수요 증가세는 여전히 가파르다. 텍사스전력신뢰도위원회는 2032년 주 전체 전력 수요가 약 17만 5000메가와트에 달할 것으로 본다. 이 수치는 최근 기록한 역대 최고 수요의 약 2배 수준이다.


사샤 폰 마이어 전 캘리포니아대 버클리 전기공학과 교수는 텍사스주가 송전망 구축과 재생에너지 추가에 선제 대응했다고 평가했다. 그러나 인공지능 데이터센터 성장에 따른 전력 수요 증가가 새로운 과제를 던진다.

미국 전력연구소의 에이단 투히 연구개발 이사는 유틸리티 기업의 수급 계획이 단일 피크 시간 대비에서 장기 폭염 속 자원 확보로 바뀌고 있다고 전했다. 전력 위기를 해결할 단 하나의 특정 자원은 없다. 다양한 자원의 조합 자체가 위기 극복의 핵심 요소다.

미국 유틸리티 기업들은 소프트웨어로 가정용 배터리, 태양광 패널, 전기차 충전기를 연결하는 가상발전소를 구축해 대응한다. 캘리포니아 독립계통운영기구는 배터리 저장 장치가 2022년 폭염 속에서 순환 정전을 막는 데 기여했다고 분석했다.

전력연구소가 애리조나주에서 진행한 모의실험 결과 참여한 인공지능 데이터센터가 피크 기간 3시간 동안 전력 사용량을 25.0% 줄였다. AI 데이터센터는 복잡한 연산을 피크 시간이 지난 후로 미루거나 비상 전원·배터리를 활용해 전력망 부하를 즉시 줄일 수 있기 때문이다. 이는 데이터센터가 유연한 전력 자원으로 활용될 수 있음을 보여준다.


전문가들은 5년 뒤 전력망이 더 민첩하고 유연해질 것으로 전망한다. 모든 광역 전력망에서 동일한 신뢰도를 유지하면서 무제한 전력 수요를 저렴하게 맞추는 방식은 한계에 다다랐다.

기후변화로 폭염·한파가 일상화되고 AI 데이터센터 등 초대형 전력 소비처가 급증하면서, 기존의 일률적인 공급 방식으로는 천문학적인 설비 비용과 전력망 과부하를 감당할 수 없기 때문이다.

전력 저장장치, 자가발전, 독립형 소규모 전력망인 마이크로그리드를 활용해 전력 수요를 능동 관리하는 기술이 중심에 선다. 전력망 신뢰도는 개별 부품의 성능이 아니라 여러 자원이 함께 작동하는 유기적 협력에 달렸다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com