남아프리카공화국에서 태양광 기반 전력망 안정화가 이루어진 후, 데이터센터 운영사들이 이제 국가 전력망에 대한 우선 접근권을 요구하며 로비 활동을 전개하고 있다.

다른 국가들이 이제야 데이터 센터가 전력망에 가하는 부담을 직면하고 있는 반면, 남아프리카공화국은 이미 이런 상황을 겪어본 바 있다. 고객들은 태양광 발전을 통해 유틸리티 기업 없이도 10년 동안 이어진 정전 사태를 해결했으며, 이는 전 세계 어디에서도 가장 시장 주도적인 에너지 전환 사례로 꼽힌다. 이제 데이터 센터 붐이 이러한 회복 탄력성에 부담을 가하며, 다른 시장에서도 전개될 수 있는 이원화된 에너지 시스템을 초래할 위험이 생겼다.

플라노(Planno)의 창립자이자 최고경영자(CEO)인 다니엘 도밍구스(Daniel Domingues) 기고

전 세계적으로 새로운 파도의 데이터 센터 건설이 전력망에 대규모이고 지속적인 전력 수요를 부과하고 있으며, 이에 대비되지 않은 전력망은 큰 어려움을 겪고 있다. 버지니아주의 ‘데이터 센터 알레이(Data Center Alley)’부터 네덜란드에 이르기까지 규제 당국자들은 동일한 긴장감에 직면해 있다. 즉, AI 경제의 인프라는 방대하고 연속적인 전력을 필요로 하며, 전력망이 청정 공급원을 추가하는 속도보다 훨씬 빠르게 이를 요구한다는 점이다.

아일랜드는 뚜렷한 예시를 제공한다. 아일랜드의 데이터 센터들은 현재 해당 국가 전기 사용량의 5분의 1 이상을 소비하고 있다. 그 부담이 심각해지면서 규제 기관은 더블린 인근의 신규 전력망 연결을 2021년부터 2025년 후반까지 사실상 동결했으며, 신규 대형 시설이 자체 전력의 대부분을 신규 재생에너지로부터 공급한다는 조건 하에서만 제한을 해제했다. 이제 이러한 모든 시장에서 각국이 직면한 질문은 단순히 전력을 확보할 수 있느냐가 아니라, 누가 먼저 접근권을 얻느냐는 것이다.

남아프리카공화화는 이러한 질문이 어디로 이어지는지를 매우 명확하게 보여준다. 이 나라는 이미 10년 간의 전력망 마비를 겪었고, 그 문제의 상당 부분을 하향식(bottom-up) 방식으로 해결했으며, 이제 데이터 센터 붐이 치열한 에너지 압박 속에서 그토록 어렵게 쟁취한 진전이 유지될 수 있는지 시험받고 있다. 그곳에서 드러나는 현상은 청정 전력의 부족이라기보다는, 누구에게 그 접근 권한이 주어지는지의 격차이다. 현재 접근 차단 상황에 처한 기업들은 바로 유틸리티 기업이 제 역할을 하지 못했을 때에도 불을 밝히며 시스템을 지탱했던 바로 그 기업들이다.

수년간 남아프리카공화화는 현지에서 ‘부하 차단(load shedding)’으로 알려진 순환 정전과 씨름해 왔으며, 이는 2007년 말부터 생활의 일부가 되었다. 국영 유틸리티이자 오랫동안 지배적이었던 공급업체인 에스콤(Eskom)은 수요 증가에 대응하거나 노후화된 발전 설비를 유지 관리하지 못해, 더 광범위한 전력망 마비 위험을 줄이기 위해 공급을 배급해야 했다.

이에 대응하여 기업과 가정은 중앙 집중식 해결책을 기다리는 것을 멈췄다. 상업용 부동산 소유주, 주택 소유주, 제조업체 및 소매업체들은 정부의 강제 명령 때문이 아니라 신뢰할 수 있는 전기가 경제적 필수조건이기 때문에 태양광 발전에 수십억 달러를 투자했다. 민간 옥상 태양광 용량은 2022년 중반 약 2,260메가와트(MW)에서 2025년 후반경 약 7,300MW로 증가했다. 이로 인해 전 세계 어느 곳보다도 시장 주도적인 에너지 전환 중 하나가 이루어졌다.

하지만 이것이 취약할 수도 있다는 점은 주목할 만하며, 그 이유는 동일한 확장을 맞닥뜨리는 모든 시장에 교훈을 준다.

56개의 데이터 센터를 보유하고 있으며 계속 늘어나고 있는 남아프리카공화화는 아프리카 대륙에서 가장 지배적인 데이터 센터 허브이며, 전 세계 AI 데이터 센터 용량의 약 1%를 차지한다. 최대 규모 시설 10곳의 부하 용량은 약 278MW이며, 이 중 테라코(Teraco)의 이사ンド(Isando) 캠퍼스가 가장 크다.

우려되는 것은 구축 속도와 최근 2년 동안 투자 집중도가 매우 높다는 점이다. 현재 계획 중이거나 진행 중인 신규 데이터 센터 프로젝트에는 약 15억 달러가 투입된다. 케이프타운에서만도 제안된 4개 시설이 합쳐져 도시의 현재 전력 수요의 3분의 1 이상에 해당하는 전력을 소비할 수 있다. 더반에서는 최근 수백 메가와트의 용량이 필요한 남아프리카공화국 최대 규모의 AI 전용 데이터 센터가 될 수 있는 계획을 발표했다. 로이터 통신의 보도에 따르면, 현재의 금광 열풍이 더 넓은 자원 부족 사태를 촉발할 위험이 있다.

데이터 센터는 투자, 일자리 창출, 그리고 AI 경제에서의 더 강력한 입지를 가져올 수 있다. 그러나 이들은 비교적 최근에 안정화되기 시작한 전력 시스템에 무겁고 지속적인 수요를 부과하며, 특히 에스콤이 석탄 폐쇄 일정에 추가 지연이 있음을 시사한 배경에서 이는 더욱 중요하다.

국내 최대 규모의 하이퍼스케일러들은 자체적인 지속 가능한 에너지 공급원을 구축하고 있다. 테라코는 현재 120MW 규모의 태양광 시설을 건설 중이며, 많은 AI 운영사들은 휠링(wheeling) 계약을 통해 재생에너지 확보를 모색하고 있다. 이는 유틸리티 규모의 태양광 발전소에서 전기를 구매하고 에스콤의 네트워크를 이용해 해당 전력을 시설로 운송하는 방식이다.

일견 이는 긍정적인데, 데이터 센터 운영사가 노후화된 석탄 발전소로부터 더 많은 전력을 끌어오는 대신 신규 재생에너지 발전 설비의 자금 조달에 기여할 수 있기 때문이다. 하지만 휠링은 중형 제조업체가 제공할 수 없는 장기 계약 기간과 대차대조표 상의 재무 건전성을 요구한다. 또한, 휠링을 통해 공급되는 청정 에너지 역시 이미 부담을 겪고 있는 동일한 송전 인프라에 의존한다. 두 그룹을 구분하는 것은 전자의 가용성이 아니라, 그 메커니즘 자체에 대한 접근 권한이다.

그 결과 이원화된 에너지 전환이 발생한다. 한 그룹은 대규모 재생에너지 인프라와 전력망 용량에 특권적인 접근권을 얻는 반면, 부하 차단 기간 동안 전력망의 회복 탄력성을 구축했던 소규모 사용자들은 남은 자원을 두고 경쟁해야 한다. 이들은 상승하는 전기 요금과 등록 요건 및 지방자치단체 요금이라는 점점 복잡해지는 패치워크에 직면한다.

공공정책연구소(Public Affairs Research Institute)는 이달 보고서에서 두 번째 tiers(계층)가 실제로 시스템에 기여하는 내용을 수치화했다. 보고서는 2024년 12월 기준 설치된 2,260MW 이상의 옥상 태양광 중 요하네스버그, 에쿠르훌레니(Ekurhuleni), 트슈완에(Tshwane) 세 지역이 절반 이상을 차지했다고 밝혔다. 대부분의 주거용 설비는 12개월 기간 동안 잉여 전력을 생산하지만, 이를 수용할 곳이 없어 curtailed(제한/폐기)된다.

보고서는 상업용 및 산업용 설비가 20%, 주거용 설비가 50% 성장하고, 지방자치단체가 메가플렉스(Megaflex) 요금제보다 할인된 가격으로 잉여 전력을 구매하여 리스된 배터리 시스템에 저장한 뒤 피크 시간대에 공급한다면, 세 대도시가 연간 약 25억 랜드(R2.5 billion)를 절약할 수 있다고 계산했다. 이는 세 지역의 연간 자본 예산 합계와 거의 맞먹는 금액이다. 보고서는 독립 발전자가 요구하는 장기적이고 복잡한 전력 구매 협상을 체결하는 것보다 이러한 방식으로 공급을 확보하는 것이 considerably(훨씬) 더 간단할 것이라고 주장한다.

그러나 지방자치단체들은 이와 반대 방향으로 움직이고 있다. 보고서는 설치 소유주들에게 더 비싼 요금제 구조를 적용하고, 준수 비용을 추가하며, 급등하는 요금제 배경 하에서 신규 계측기의 전체 비용을 부담하도록 강요하는 것이 전력망 이탈(grid defection)을 가속화할 가능성이 매우 높다고 경고한다. 보고서는 이러한 결과를 이용 가능한 옵션 중 최악이라고 묘사하는데, 그 이유는 지방자치단체가 고객뿐만 아니라 제3자가 이미 지불하고 지속적으로 유지 관리하고 있는 저렴한 발전 인프라에 대한 접근권도 잃기 때문이다.

보고서에 인용된 설문 조사에 따르면, 요하네스버그의 태양광 소유주 40%는 소비 전 월 고정 요금 1,500랜드 수준을 포함하는 시간대별 요금제로 이전하는 것을 피하기 위해 잉여 전력을 제로(zero) 요금으로 전력망에 되돌려 보내는 데 동의할 의향이 있다고 답했다.

휠링 이야기와 함께 읽을 때, 그 대칭성은 눈에 띄지 않을 수 없다. 하이퍼스케일러들은 네트워크 접근권, 장기 계약, 그리고 자신들을 수용하도록 설계된 규제 구조를 부여받는 반면, 분산형 발전설비는 징벌적인 요금제를 부과받는다. 궁극적으로 이러한 arrangement(배치/구조)로 인해 유틸리티는 더 나쁜 상황에 처하게 된다.

리딩 AI 허브가 되는 경제적 이익을 포착하면서도 분산형 발전이 시장에서 세금으로 인해 축출되는 대신 계속 확장되도록 허용한다면, 전력망은 또 다른 10년의 부하 차단 위험을 감수하지 않고도 새로운 수요를 흡수할 수 있다. 만약 분산형 발전이 불평등한 조건에서 경쟁하도록 방치한다면, 이러한 구축은 청정 전력에 대한 불평등한 접근을 고착화시키고 시스템이 이미 비용을 지불한 자산이 표류(stranded)하게 만든다.

이러한 선택은 남아프리카공화화만의 고유한 문제가 아니다. 캘리포니아, 애리조나의 유틸리티들과 점차 PJM 지역을 포함한 다른 지역의 유틸리티들도 동일한 충돌