미국 AI 데이터센터 전력난 비상… 100GW 수급 공백 발생

미국 전력 시장이 인공지능 데이터센터 폭증으로 심각한 수급 불균형에 직면했다. 유틸리티다이브는 지난 7월 17일(현지시각) 미국 투자은행 뱅크오브아메리카 분석가들 보고서를 인용해 2026년부터 2030년까지 미국 내 전력 부족 규모가 100GW를 넘어설 것으로 내다봤다고 보도했다.
전력망 연계 지연에 대응해 데이터센터 운영사들이 자체 발전 시설 구축에 나서면서 관련 인프라 산업 성장세가 빨라지는 분위기다.


유틸리티다이브는 이 보고서를 인용해 향후 5년간 미국에 230GW가 넘는 신규 발전 용량이 필요하다면서, 이 가운데 약 절반에 해당하는 125GW가 AI 전용 칩과 서버 등 데이터센터 기반 시설 확충에서 발생한다고 보도했다.
뱅크오브아메리카는 첨단 반도체 생산시설 증설과 제조업 리쇼어링에 따른 산업용 전력 수요 확대가 나머지 신규 수요를 이끌 것으로 분석했다. 2026년부터 2030년까지 미국 전력 수요 연평균 성장률은 4.1%에 달할 것으로 추산된다. 이는 과거 10~20년간 지속된 1% 안팎의 저성장 기조를 크게 웃도는 수치다.

반면 규제 전력회사들이 확보할 수 있는 실질 공급능력은 약 93GW 수준에 그친다. 풍력과 태양광 등 변동성 재생에너지는 최대 수요 시점의 실질 기여도가 명목 용량보다 낮아 수급 불균형을 해소하기 어렵다. 뱅크오브아메리카 분석가들은 전력을 공급할 수 있는 물리적 장소와 인프라 확보 여부가 시장 성장을 결정하는 핵심 변수로 변했다고 지적했다.


전력망 연결 지연 문제를 해결하기 위해 데이터센터 개발사들은 현장 자체 발전 시설로 전환하고 있다. 대형 가스 터빈은 주요 제조사들이 2030년까지 생산 슬롯을 이미 수주로 채운 상태다. 이 영향으로 상대적으로 인도 기간이 짧은 가스 엔진과 배터리 에너지저장장치 도입이 급증하는 추세다.

유틸리티다이브는 미국에서 약 7.5GW 규모 데이터센터가 자가발전 설비와 함께 건설 중이라고 보도했다. 사전 건설 단계에서 자체 발전을 전제로 추진되는 규모도 60GW 이상이다.
이러한 전력 인프라 재편은 한국 전력기기 및 배터리 기업 수출 환경에 긍정적 요인이다. HD현대일렉트릭과 LS일렉트릭 등 전력기기 업체들은 초고압 변압기와 전력케이블 대미 수출을 확대하고 있다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 배터리 3사 역시 전력망 안정화와 자가발전용 대용량 ESS 공급을 늘리고 있다.


전력 부족에 대응해 미국 각 주 정부와 전력회사들은 노후 발전소 수명을 연장하고 있다. 메릴랜드, 위스콘신, 인디애나, 유타, 캔자스, 네브래스카, 미시시피주 등에서는 노후 석탄화력발전소 폐쇄 일정을 연기하거나 철회해 출력 조절이 가능한 디스패처블 전원을 유지하는 방향을 택했다.

송전망 확충은 인허가 장기화로 빠른 대안이 되지 못한다. 약 335마일 구간 샴플레인 허드슨 파워 익스프레스 송전선 사업은 계획 수립부터 상업 운전까지 16년이 소요되었다. 이는 대규모 송전망 확충이 인허가와 지역 반발 등으로 장기 과제임을 보여준다.
학계 연구를 보면 단기 전력 수요의 가격탄력성은 -0.1~-0.2 수준이다. 실질 전력 가격이 10% 오르더라도 소비 감소율은 1~2%에 불과하다. 전력 공급 병목이 지속되는 한 전력 단가 상승 압력은 계속될 전망이다.


전력 시장 전문가들은 미국 데이터센터 전력 난제의 구조적 해소 여부를 판단하기 위해 세 가지 지표를 지속해서 점검해야 한다고 지적한다.

첫째, 캐터필러와 웻실라 등 주요 가스 엔진 제조사의 생산능력 및 리드타임 변화다. 출하 지연이 장기화되면 데이터센터 착공과 실제 가동 일정이 연속으로 차질을 빚을 수 있다.

둘째, 한국 전력기기 업체의 북미 수주잔고와 배터리 3사의 대미 ESS 수출액 추이다. 이는 미국 송전망 투자와 데이터센터 자가발전 시장 확대가 실질적인 기업 실적에 반영되는지 확인하는 척도가 된다.

셋째, 미국 각 주 정부의 디스패처블 전원 유지 비율이다. 노후 석탄 및 가스 발전소 수명 연장 규모를 점검해 기저 부하를 안정적으로 유지할 수 있는 전력 공급 능력을 평가할 수 있다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com