[EE칼럼]AI 적용 확대와 전기화(electrification) 추세에 따른 전력수요

▲손성호 한국전기연구원 미래전략실장

미국은 트럼프 대통령이 취임하면서 기후변화와 관련된 기존 조치들을 대부분 폐지하는 동시에 국가 에너지 비상사태를 선포하며, 앞으로 어떻게 에너지 산업을 꾸려나갈 것인지를 보여주는 기존과는 다른 방향의 행정명령들이 나왔다. 여기에는 전통 화석에너지의 생산이나 개발의 지원을 골자로 하는 에너지 설비 신속 인허가 등이 포함되어 있다. 한편, 중국에서 기존 재생에너지 계획의 시행을 위해 발표한 지침을 살펴보면, 재생에너지의 소비를 크게 늘리되 단순한 용량 증대보다는, 산업 전반에 걸친 전기화(electrification)와 인프라의 고도화를 이루고 여기에 재생에너지 활용을 극대화하는 것에 초점을 두고 있다.

이처럼 주요 전력소비 국가들이 기존의 에너지 계획을 선회하거나 더 가속화하고 있는 가운데, 세계 전력소비 7위(2023년 소비량 기준)인 우리나라도 전력정책의 기본뼈대라고 할 수 있는 전력수급기본계획(제11차, 2024~2038)을 지난달에 확정하였다. 여기에는 AI의 산업 적용범위 확산과 반도체 클러스터 조성 등을 감안한 전력수요 증가에 대응하되 재생에너지와 수소, 그리고 원자력 등의 무탄소 전원을 활용한다는 내용이 담겨져 있다.

이 내용을 약 2년 전에 확정한 제10차 전력수급기본계획과 일부 비교하여 보면, 2036년을 기준으로 수요관리를 감안하기 전의 수요(기준수요)를 제10차에서는 모형 기반 전망에 전기화 및 데이터센터의 영향을 더하여 135.6GW로 예측한 반면 제11차에서는 138.2GW로 예측하고 있다(참고로 2038년은 145.6GW로 예측). 여기에는 제10차 계획과 마찬가지로 거시변수를 기반으로 산정한 모형수요에 산업 부문의 전기화와 데이터센터 증가 등을 감안한 추가수요가 반영되어 있다.

기준수요(모형수요+추가수요)에서 수요관리 분을 차감한 목표수요의 경우, 제10차에서 예측한 2036년의 값(118.0GW)과 2038년의 값(129.3GW)이 2년의 시차를 감안하더라도 11GW 이상 차이 난다는 부분에서 전력 수요가 과다 예측된 것으로 보인다는 의견도 있는데, 이에 가장 큰 빌미를 제공하고 있는 것이 추가수요 부분이다. 기존 제10차 계획에서 10.5GW만 반영되었던 추가수요는 제11차 계획에 16.7GW로 확대 반영되어 있으며, 여기에는 데이터센터로 인한 수요와 산업 부문의 전기화가 각각 한 몫을 하고 있다.

추가수요에 반영되어 있는 국내 데이터센터는 1990년대부터 개인용 컴퓨터와 인터넷이 보급되기 시작하면서 꾸준히 증가해 왔는데, 그 추이를 보면 2010~2020년에 비하여 최근 3년 동안의 증가 폭이 상대적으로 크다. 그만큼 성장 속도가 점점 가파른 모양이 되고 있는데, 2023년 150개를 넘어선 이후에 2029년까지 예정된 데이터센터만 700개가 넘는다. 다양한 산업으로 그 적용 범위를 넓히고 있는 인공지능 기술은 대규모의 복잡한 데이터 처리에 필요한 고성능 컴퓨팅 등을 위해 기존보다 많은 전기에너지를 소모하는 것으로 알려져 있다.

또한, 추가수요에 데이터센터보다 더 큰 수치로 반영되어 있는 전기화 현상은 우리나라 제조업 및 모빌리티 산업 등에서 주요 흐름이 되고 있으며, 점차 가속화될 가능성이 높다. 특히 여기에는 현재 캐즘(chasm) 현상을 보이고 있는 전기차 보급의 확대와 국내에서의 수소 생산에 필요한 전력 수요 등도 반영되어 있다.

데이터센터의 증가나 전기화의 직접적인 영향인지는 몰라도 최근 1~2년 동안의 전력사용량 증가 추이를 살펴보면 그 모양이 상당히 가파른 것을 느낄 수가 있다. 최대 전력 실적 기준으로 코로나19의 Pandemic 종식 후인 2023년 8월에 93.6GW를 기록한 이후, 바로 다음 해인 2024년 8월에 97.1GW를 기록하는 등 단 1년 만에 3.5GW가 증가한바 있다. 이러한 흐름 등을 감안할 때에 전력수요를 과소 예측하여 블랙아웃의 가능성을 높이거나 급하게 후속 조치를 하게 되는 것보다는, 조금 여유 있게 예측하고 대응을 준비해 가는 것이 국가적 차원에서 더 유리하지 않을까 싶다.

이제 제11차 전력수급기본계획이 확정됨에 따라, 이후에 이어질 송·변전 설비계획 등이 주목되고 있다. 후속계획인 장기 송·변전 설비계획이나 장기 천연가스 수급계획 등의 수립은 연내에 진행될 예정이다. 아무쪼록 관련 전문가들의 협력을 기반으로 하여, 집단지성이 십분 활용된 최상의 결과물이 나오기를 기대해 본다.

손성호