AI가 불러온 전력 이슈, 수소연료전지가 해답일까? 블룸에너지를 주목하자.

AI와 데이터센터가 불러온 전력 이슈

기본적으로 발전에서 시작해서 송배전으로 이어지는 전력망 구축은 굉장히 많은 자본과 시간이 소요되는 거대 인프라 사업입니다.

투자 자금 회수에 20년 이상의 긴 시간이 필요하기 때문에 장기 전력 수요, 공급에 대한 확신이 있어야 하며, 시공과 PF 참여 주체들의 이해관계를 조율하고 구조화하는 데도 많은 시간과 노력이 필요합니다.

그래서 전력 시장은 매우 효율적이고 경쟁 논리에 충실한 구조를 갖추고 있습니다. 예비 전력이 항상 타이트한 상황으로 유지된다는 얘기입니다.

그런데 AI 산업이 불러온 데이터센터의 엄청난 전력 수요가 1~2년 전부터 기존 전력망에 한계를 노출시키고 있습니다. AI 경쟁이 국가 간의 주도권 싸움으로 확대된 가운데, 전력 부족으로 인해 데이터센터를 건설하지 못하는 상황이 발생하기 시작한 것입니다.

지난해부터 미국에서는 자체 전력망 확보 없이는 데이터센터의 신규 인허가가 어려운 상황이 생겨나고 있습니다. 전력 공급 계획이 선행되지 않으면 신규 하이퍼스케일의 데이터센터 건설은 어려운 상황이며, 실제 많은 프로젝트가 연기되고 있기도 합니다.

도시지역을 벗어나 데이터센터를 건설할 경우 전력 자체의 문제뿐만 아니라 송배전망도 중요한 이슈가 됩니다. 데이터센터 하나를 위해 송배전망을 별도로 구축하는 것은 비효율적일 수밖에 없기 때문입니다.

이미 전 세계 전력 소모의 1% 이상을 차지하고 있는 데이터센터의 이러한 전력 이슈는 장기적인 문제가 될 것으로 예상됩니다. AI 산업이 아직 시작 단계에 있고 미국을 제외한 지역에서 클라우드와 데이터센터의 확장은 여전히 과거 수준에 머물러 있기 때문입니다.

현재 일반적인 데이터센터는 기존 전력망에서 에너지를 끌어오는 방식으로 건설되고 운영되고 있습니다. 그리고 정전에 대비해 디젤기반의 백업 전원 시스템을 갖추는 방식입니다.

하지만 최근 전력망 한계를 극복하는 방안으로 수소 연료전지가 주목을 받고 있습니다. 수소연료전지를 데이터센터의 백업 전원 공급장치로 활용하는 것입니다.

이미 마이크로소프트는 2030년까지 데이터센터를 비롯한 자체 인프라에서 탄소 네거티브를 달성하겠다는 계획으로 연료전지를 자사 데이터센터의 주된 백업 전력으로 사용하고 있습니다.

국내에서도 최근 SK에코플랜트와 싱가포르 디지털엣지(Digital Edge)가 공동으로 구축하는 하이퍼스케일급 부평 데이터센터에 330kw 규모의 SOFC 방식 연료전지가 보조 전원으로 채택되었습니다.

KT 대덕2연구센터에 설치된 블룸에너지의 연료전지 주기기 모습. (출처 SK건설)

연료전지가 데이터센터의 에너지원으로 주목받는 이유는 친환경성과 독립적인 전력공급 시스템에 있습니다. SMR 역시 독립적인 분산 에너지원으로 활용될 수 있지만 원전을 둘러싼 정치적인 이슈와 기술적인 과제들이 아직 남아있는 상황입니다.

연료전기가 가진 높은 효율성과 모듈 방식의 확장성 그리고 낮은 소음 역시 데이터센터를 위한 독립적인 에너지원으로 활용할 수 있는 중요한 부분입니다.

물론, 아직은 기존 전력망을 활용하는 것 대비 추가적인 인프라 비용이 필요하기 때문에 주 전원보다는 백업 전원으로 연료전지가 활용되는 것이 대부분입니다.

하지만, 최근 들어 SOFC 기술의 발전과 함께 연료전지가 주 전원으로 사용되며 기존 전력망에서 완전 독립되어 운용되는 연료전지 시스템도 공급되기 시작했습니다. 연료전지를 주 전원으로 사용 시 백업 전원 공급이 불필요하다는 장점도 있습니다.

SOFC는 수소와 천연가스 모두를 연료원으로 사용할 수 있습니다. 따라서, 그린수소의 단가가 충분히 하락하고 수소 공급망이 갖춰지기 이전에는 천연가스를 활용해서 연료전지를 가동하는 방식으로도 활용될 수 있습니다.

탄소 네거티브를 실현하면서 기존 전력 그리드의 한계에서 벗어나 자유로운 데이터센터 건설에 즉각적으로 대응할 수 있는 수단으로 수소 연료전지를 주목할 필요가 있습니다.

트럼프의 당선에도 불구하고 연료전지 기업 블룸에너지는 최근 1년간 117%가 상승했습니다.

이러한 데이터센터를 둘러싼 수소연료전지의 시장 변화는 블룸에너지의 최근 실적발표에서도 잘 나타났습니다.

트럼프의 화석연료 회기 선언이 당분간 시장의 모멘텀을 약화시킬 수는 있지만, 적어도 데이터센터가 발전용 수소 연료전지의 촉매제가 되는 상황은 분명해 보입니다.