업계 관계자들은 데이터센터 확충에 따른 전력 수요가 발전 및 송전 인프라 확장을 초과하면서 전력망이 이를 감당할 수 없다고 경고합니다.

6월이 7월로 접어들면서 열돔이 미국 동부 해안을 강타한 가운데, 미국 에너지부는 10년 전만 해도 상상할 수 없었을 명령을 내렸다. 이를 통해 시카고에서 워싱턴까지 6,700만 명의 미국인에게 전력을 공급하는 그리드 운영자 PJM은 시스템이 충분한 부담을 받을 경우 버지니아와 메릴랜드의 데이터 센터에 디젤 전력으로 운영하고 단절하도록 명령할 권한을 획득했다. 이는 다른 지역이 에어컨을 계속 유지할 수 있도록 전력 용량을 확보하기 위한 것이었다. 50메가와트 이상을 사용하는 모든 시설은 단 15분 내에 준수해야 했다. 이는 광범위한 정전 이전의 최후의 수단으로 규정되었다. 에너지부 장관 Chris Wright는 전력 공급 유지가 "협상 불가"라고 강조했다.

정전은 발생하지 않았다. 이틀 후 PJM은 피크 수요를 166,000메가와트 약간 넘는 수준으로 예측했으며, 이는 2006년 이후 유지되던 기록을 경신한 것이었다. 그리드는 안정적으로 유지되었다. 그러나 이 아찬한 위기 자체가 진정한 이야기를 말해준다.

약 20년간 미국의 전력 수요는 정체되어 있었다. 효율 개선이 소비 증가를 상쇄했기 때문에 유틸리티 회사들은 거의 건설을 하지 않았다. 하지만 그 시대는 끝났다. 수요 곡선을 추적하는 컨설팅 회사 Grid Strategies는 2030년까지 미국의 피크 수요가 약 166기가와트 상승할 것으로 예측하고 있다. 단 몇 년 전만 해도 5년 예측치는 24기가와트였다. 이 수치는 6배 상승했으며, 가장 큰 주요 동인은 데이터 센터이다.

인공지능 붐은 광대한 프로세서 홀에서 끊임없는 전력 소비를 요구한다. 2023년 데이터 센터는 미국 전력의 약 4.4%를 소비했으며, 연방 연구소는 이것이 2028년까지 7%에서 12% 사이에 도달할 것으로 예측하고 있다. 더욱 공격적인 예측에 따르면, 데이터 센터만으로도 향후 10년 동안 미국 수요 증가의 대략 절반을 차지할 것이다.

진정한 제약은 상류에 있다. 발전 용량과 송전 인프라에 있다. 2,000기가와트 이상의 신규 발전소가 그리드에 진입하기 위해 대기 중이며, 이는 기존 설비보다 많다. 그러나 약 5년의 일반적인 대기 후 약 7개 중 1개 프로젝트만이 실제로 건설된다. 신규 송전선은 훨씬 더 긴 지연에 직면해 있으며, 허가 절차, 소송, 그리고 이웃의 철탑 설치에 대한 반대로 인해 지체된다. 온디맨드 발전에 필요한 가스 터빈까지도 2030년대까지 백오더 상태이다.

데이터 센터는 단순한 소비량뿐 아니라 행동 방식으로도 그리드를 불안정하게 한다. 프로세서를 보호하기 위해 설계되어, 문제의 첫 신호에서 즉시 자신의 발전기를 활성화한다. 지난해 버지니아의 한 클러스터는 순간적으로 1,800메가와트를 감소시켰다. 6월 명령은 본질적으로 이 기계들이 이미 독립적으로 하고 있는 것을 공식화한 것이다. 다만 정부가 언제 이를 단절할지 결정하도록 한 것이다.

정부는 또 다른 중요한 도구를 추구했다. 노후 발전소의 폐쇄를 방지하는 것이다. 지난해 5월 이후, 에너지부는 대공황 시대 법령에 따라 40건 이상의 긴급 명령을 발령하여 퇴역 예정이었던 석탄과 석유 발전소를 계속 운영하도록 강제했다. 미시간의 J.H. Campbell 석탄 발전소는 이 접근 방식의 예를 보여준다. 지난해 5월 말에 폐쇄될 예정이었지만, 이후 연방 명령으로 계속 운영되고 있다. 지역 그리드 운영자가 이러한 개입을 요청한 적이 없으며, 미시간주의 자체 규제 기관은 미시간에 에너지 긴급 상황이 없다고 명백히 선언했음에도 불구하고 말이다.

하지만 반세기 된 석탄 발전소를 온라인 상태로 유지하는 것은 근본적인 공급 문제에 대한 진정한 해결책을 제공하지 못한다. 가장 빠르게 건설할 수 있으며 연결 대기열을 지배하는 발전소는 압도적으로 태양광, 풍력, 배터리 시스템이다. 약 20개 프로젝트 중 19개이며, 이는 현 백악관이 가장 선호하지 않는 기술이다.

충분한 보장 용량을 확보하는 것은 비용이 많이 들며, 기술 회사가 아닌 가정이 비용을 부담하고 있다. PJM 지역에서 연간 용량 비용은 1년 만에 22억 달러에서 147억 달러로 급증했다. 모든 것을 복잡하게 만드는 것은 점점 더 불안정해지는 날씨 패턴이다. 2021년 텍사스를 강타한 겨울 폭풍과 2022년 동부 그리드를 강타한 겨울 폭풍은 합쳐서 300명 이상을 죽였다. 이는 11년 만의 5번째 주요 한파 그리드 위기이다. 북미전력신뢰도공사 최고경영자이자 북미 그리드 신뢰도를 책임진 Jim Robb는 지난 가을 증가하는 위험을 "5단계 화재"로 표현했다.

이것은 미국만의 문제가 아니다. 아일랜드에서 데이터 센터는 이미 국가 전력의 약 22%를 소비하고 있다. 유럽 최고 점유율이며, 더블린이 수년간 신규 그리드 연결을 동결하도록 강제했다. 지난 여름, 프랑스가 기록상 가장 더운 날씨를 견디던 중, EDF는 핵반응로를 절제하도록 강제당했다. 냉각에 사용되는 강이 너무 따뜻해졌기 때문이다. 이 패턴은 모든 곳에서 반복된다. 수요가 발전 및 송전 용량을 앞지르고, 물리적 세계는 서두르기를 거부한다.

영국은 성장 없이 더욱 고도화된 형태의 동일한 역학을 보여준다. 영국은 선진국 중 가장 높은 산업 전력 가격을 보유하고 있다. 미국 산업이 지불하는 금액의 약 4배이며, 이는 영국 제조업의 남은 부분을 조용히 황폐화하고 있다. 영국의 그리드 연결 대기열은 700기가와트를 넘어 팽창했으며, 실제 수요의 4배이고, 일부 프로젝트는 2040년대까지 지연되었다. 시스템 운영자는 현명하게도 대기열을 해체하고 재구성하기 시작했다. 하지만 상황은 명확하다. 영국은 미국이 전력을 공급할 수 없는 바로 그 데이터 센터를 유치하려고 경쟁하고 있으며, 자신의 미처리 업무를 정리할 수 없는 그리드에 이들을 배치하려고 시도하면서 극도로 비싼 요금을 부과하고 있다.

진단은 간단하지만 불편하다. 미국은 생성할 수 있는 전력이 부족하지 않다. 단순히 그것을 전달하는 것들을 건설하는 요령을 잃었을 뿐이다. 대기열, 철탑, 터빈, 허가는 결속적 제약이다. 각각 자초한 것이다. 해결책도 비슷하게 지루하다. 연결 대기열에서 안정적인 전력을 우선시하고, 지역 간 송전 인프라를 구축하며, 이를 대체할 신뢰할 수 있는 것이 준비될 때까지 신뢰할 수 있는 발전소의 폐지를 중지하라.