AI 전력 수요 160% 급증…에너지 산업의 新도전

골드만삭스 '2030년까지 85-90GW 추가 필요...원자력·신재생 에너지 믹스가 해법

골드만삭스 리서치는 지난 23일 생성형 AI로 인한 데이터센터 전력 수요가 2030년까지 급증할 것으로 전망했습니다.

브라이언 싱어, 짐 슈나이더, 칼리 데븐포트가 주도한 리서치팀은 2030년까지 데이터센터 전력 수요가 2023년 대비 160% 이상 급증할 것으로 전망됩니다.

특히 AI 기술 도입 가속화로 인해 데이터센터의 전력 소비가 크게 늘어날 것으로 분석됐습니다.

리서치팀은 최근 전력 수요 증가를 충족하기 위해선 2030년까지 85~90GW의 신규 원자력 발전 용량이 필요할 것으로 추정했으나, 실제 구축 가능한 용량은 10% 미만에 그칠 것으로 예측했습니다.

현실적으로 원자력, 천연가스, 신재생에너지 등 다양한 에너지원의 조합이 불가피할 것으로 분석됐습니다.

최근 저탄소·연중무휴 발전을 목표로 하는 주요 MS, 구글, 아마존, 메타 등 테크 기업들은 이미 지난해부터 신규 원자력 발전 계약을 체결하기 시작했습니다.

미국에서는 지난해에만 10GW 이상의 신규 원자력 발전 용량 계약이 체결됐지만, 골드만삭스는 2030년까지 단, 3개 발전소만 실제로 가동될 것으로 전망했습니다.

원전만으로 급증하는 전력 수요를 메꾸는데 매우 부족한 상황입니다.

AI로 인한 전력 수요가 급증한 가운데, 전력 수요 대응은 에너지 산업의 새로운 도전과제이자 투자 기회로 부상하고 있습니다.

그리니엄이 자세히 분석하겠습니다.

 

AI 시대의 폭발적 전력 수요 해결 에너지 믹스로 해결해야

최근 글로벌 데이터센터 시장이 AI 시대로 진입하면서 전력 수요가 급격히 증가하고 있습니다.

맥킨지의 분석에 따르면, 현재 60GW 수준인 전 세계 데이터센터 전력 수요는 연평균 22%씩 증가해 2030년에는 171GW까지 확대될 전망입니다.

최근 AI 데이터센터가 이러한 전력 수요 증가세를 주도하면서 기존 전력 인프라에 대한 압박이 커지고 있습니다. 현재 발전 기술로는 원자력 발전만으로는 급증하는 전력 수요를 감당할 수 없는 상황입니다.

골드만삭스는 결국 재생에너지가 데이터센터 증가 전력 수요의 40%를 담당할 것으로 예측하였습니다.

다만, 재생에너지는 간헐성 문제를 안고 있습니다. 태양광 발전은 하루 평균 4~6시간, 풍력은 9시간만 가동되는 간헐성 문제가 있습니다.

데이터센터의 24시간 안정적인 전력 공급을 위해서는 원자력이나 천연가스와 같은 기저발전이 반드시 필요합니다.

리서치팀은 전력 수급 안정화를 위한 경제성 분석도 진행하였습니다. 정책적으로 탄소 가격제를 도입하면 원자력과 재생에너지의 경제성이 개선될 것으로 분석합니다.

탄소 가격을 1tCO2당 $100로 적용할 경우, 천연가스 발전($91/MWh)과 비교해 재생에너지+배터리 솔루션($87/MWh), 대규모 원자력 발전($77/MWh)이 비용 경쟁력을 확보할 수 있습니다.

대규모 데이터센터 운영사들은 이미 변화를 시작했습니다. 대규모 데이터센터인 하이퍼스케일러(Hyperscaler)들은 최근 태양광, 배터리 저장장치, 천연가스 피크 발전을 결합한 솔루션을 도입해 기존 대비 67%의 탄소 배출 감축 효과를 거두고 있습니다.

 

DeepSeek가 보여준 AI시대 전력수요 전망

기술혁신을 통한 효율성 향상도 긍정적입니다.

2015~2019년 기간 동안 데이터센터 워크로드가 3배 가까이 증가했음에도 전력 소비는 일정 수준을 유지했습니다.

비록 2020년 이후 효율성 개선 속도가 둔화되었으나, 최근 AI 기술의 발전으로 더 혁신적인 에너지 효율화가 기대됩니다.

주목할 만한 기술 혁신 사례도 등장하고 있습니다.

최근 중국의 AI 스타트업 딥시크(DeepSeek)가 선보인 R1은 기존 AI 모델 대비 높은 에너지 효율성을 보여주고 있으며, 이는 미래 전력 수요 전망에 새로운 변수로 작용할 것으로 평가됩니다.

투자기관인 제퍼리스(Jefferies) 애널리스트들은 “딥시크 모델이 보여준 에너지와 자본 효율성은 미국의 전력 수요 전망치에 의문을 제기하게 만든다”고 평가했습니다.

이 소식이 알려진 직후인 1월 29일 월요일, AI 관련 에너지 기업들의 주가가 큰 폭으로 하락했으며, 엔비디아(NVIDIA)는 시가총액에서 6,000억 달러(약 882 조원) 이상이 증발했습니다.

한편 글로벌 정책 환경도 변화하고 있습니다.

2023년 COP28에서는 2050년까지 전 세계 원자력 발전 용량을 3배로 확대하기로 합의했으며, 스위스, 미국, 호주 등 주요국들도 원자력 발전에 대해 우호적인 입장을 보입니다.

AI 시대의 전력 수요 증가에 대응하기 위한 국제사회의 공조가 본격화되고 있습니다.

 

AI 시대 전력수요 문제 에너지 믹스와 정책, 기술 혁신으로 풀어가야…

골드만삭스 리서치팀은 원자력, 천연가스, 신재생에너지, 배터리 기술 등 모든 가용 자원을 활용한 에너지믹스 전략이 전력 안정성과 탄소 배출 감축이라는 두 가지 목표를 동시에 달성할 수 있는 현실적 대안이라고 제시했습니다.

특히 탄소 가격제 도입은 게임 체인저가 될 것으로 전망됩니다. 톤당 100달러의 탄소 가격이 적용될 경우, 재생에너지와 원자력 발전의 경제성이 크게 개선되어 천연가스 발전 대비 확실한 경쟁우위를 확보할 수 있습니다.

또한 AI 기술 발전을 통한 데이터센터 효율성 향상, 글로벌 정책 공조 강화, 그리고 혁신적인 에너지 솔루션 개발도 필요합니다.

결론적으로, AI 시대의 전력 수요 도전은 단일 해법이 아닌, 기술·정책·시장이 결합된 통합적 접근을 통해 해결해야합니다.

저작권자(©) 그리니엄, 무단 전재-재배포 금지- AI학습 이용 금지

댓글 쓰기

관련 기사

그린비즈, 산업

산업계 82.7%, 2035 NDC서 감축 수준 유지 요구…“전환리스크에 기업 부담 가중”

그린비즈, 정책

CCUS법 시행… 탄소중립 핵심 기술 산업화 본격화

산업통상자원부는 2025년 1차 에너지기술개발 사업으로 787억 원을 투자해 무탄소에너지 기술, AI 기반 전력 효율화, 기후테크 기업 육성을 추진합니다. 재생에너지·원자력·수소 기술 개발, AI 활용 전력 수요관리, 산업 AI 및 인재 양성을 통해 탄소중립과 에너지 안정성 강화를 목표로 합니다.

그린비즈, 정책

산업부, 에너지기술개발에 787억원 투자… 탄소중립·에너지 안정성 강화

많이 읽은 기사