데이터센터 전력난 해법 떠오른 '수요반응'…10년간 최대 201조 원 아낀다

거대 기술 기업인 '빅테크'와 전력 회사들이 인공지능(AI) 확산에 따른 데이터센터 전력 난제를 극복하기 위해 전력 소비를 유연하게 조절하는 '수요반응(Demand Response)' 전략을 본격 도입하고 있는 것으로 나타났다.
로이터통신은 8일(현지시각) 전력 피크 시간대에 데이터센터의 전력 사용을 시차 분산하거나 일시 감축해 전력망 부하를 완화하고 신규 데이터센터의 망 접속 속도를 높이려는 움직임이 가속화하고 있다고 보도했다.

인공지능 데이터센터의 전력 유연성 확보 여부가 글로벌 전력망 투자 방식과 전력 기자재 공급망의 구조적 변화를 이끄는 핵심 변수로 떠오르는 흐름이다.


미국 전력연구소의 '파워링 인텔리전스 2026' 보고서 시나리오별 추정치에 따르면, 미국 내 데이터센터 전력 소비량은 2024년 177테라와트시(TWh)에서 2030년 793테라와트시(TWh)로 늘어날 전망이다.
이에 따라 전력망 과부하와 접속 대기 병목 현상이 심화되자 전력 피크 시 전력 사용을 조절하는 '수요반응'이 대안으로 부각됐다.

미국 전력연구소의 아린 케이 기술책임자는 데이터센터 시설 유형에 따라 첨두 전력을 10~30% 감축할 수 있으며 일부 하이퍼스케일러는 그 이상의 감축도 가능하다고 분석했다.

에너지 싱크탱크 알엠아이(RMI)의 로렌 슈비스버그 책임연구원은 미국 연방 기관과 주 정부, 전력 시장 운영자들이 '수요반응' 도입을 적극 검토하고 있다고 전했다.

실제로 미국 연방에너지규제위원회는 지난 6월 전력망 운영자들에게 대형 전력 사용자의 접속 규칙을 재검토하도록 명령하고 전력 유연성을 제공하는 시설에 대해 우선적인 패스트트랙 접속 경로를 마련하도록 조치했다.

그동안 '수요반응' 방식은 시범 사업이나 단발성 계약 위주로 추진됐다. 오픈AI는 미국 조지아주에 추진 중인 3.2기가와트 규모 데이터센터 사업에서 전력망 스트레스 발생 시 최대 1기가와트의 전력을 감축하기로 합의했다.

이러한 움직임은 산업 전반의 핵심 협력체 결성으로 진화하고 있다. 알파벳(구글)과 엔비디아, 에메랄드에이아이는 글로벌 반도체 및 전력 기업 등 20여 개 초기 회원사와 손잡고 ‘AI 에너지 관리 연합(AEMA)’을 공식 출범시켰다.

이와 관련해 듀크대학교 니콜라스연구소는 데이터센터가 전력망 수요에 맞춰 가동률을 조절하는 '전력 유연성'을 확보할 경우, 향후 10년간 미국 전역에서 최소 400억(53조 8000억 원)에서 최대 1500억 달러(201조 8000억 원)에 달하는 천문학적인 전력망 인프라 자본 투자를 절감할 수 있을 것으로 추산했다.
피치솔루션스 산하 비엠아이(BMI)의 알렉산더 케더 애널리스트는 수백 곳의 신규 시설에 감축 협약을 적용하려면 상당한 자본 지출과 정책 조율 체계가 필요하다고 지적했다.

한국 전력기기·배터리 공급망 직접 수혜볼 듯

미국 데이터센터에 대한 '수요반응' 방식 적용 확대는 한국 전력 기자재와 배터리 공급망의 공급 제품군에 직접 영향을 미칠 것으로 보인다.

미국 전력망 운영자들이 '수요반응'을 전제로 한 조기 전력망 접속을 허용함에 따라 신규 데이터센터들은 피크 시 자체 전력을 충당할 현장 에너지저장장치와 고성능 수배전반 배치를 필수화하고 있다.

이는 HD현대일렉트릭, LS일렉트릭, 효성중공업 등 한국 전력기기 3사가 북미 데이터센터용 변압기 및 배전반을 주요 수출 품목으로 두고 있다는 점에 구체적으로 연결된다.

데이터센터가 유연 전력망 체계로 전환될 경우 단순 송배전 변압기 외에 실시간 전력 제어가 가능한 스마트 배전 설비 및 에너지저장장치용 변압기 수요가 확대될 수밖에 없다.

실제로 에이치디현대일렉트릭의 2026년 반기보고서 기준 북미 매출 비중은 전체의 50% 이상을 차지하므로 북미 데이터센터의 전력 유연화 투자 구도는 한국 전력기기 업체의 수주 잔고 고도화에 기여할 수 있다.

아울러 피크 타임 전력 부하를 제어하기 위한 데이터센터 전용 배터리 에너지저장장치 수요가 증가함에 따라 LG에너지솔루션·SK온·삼성SDI의 북미 리튬인산철 에너지저장장치 배터리 공급 기회도 함께 확대될 것이라는 전망이 나온다.


심완섭 글로벌이코노믹 기자 ciberwld@g-enews.com