An analysis concludes that geothermal power can realistically meet only approximately 90 GW of the estimated 800 GW total power demand for future AI data centers globally.

미국 에너지부(DOE)는 이미 계산을 해놨다. 차세대 지열 발전은 "2050년까지 탈탄소화 경제에 필요한 700~900 기가와트(GW)의 청정 기저전력 중 90 기가와트(GW)를 경제적으로 공급할 수 있다"고 DOE의 기술 전략 보고서에서 밝혔다.¹ 해당 범위의 중간값과 비교하면 지열은 약 11%의 격차를 메운다. 기술 및 시장 조건이 호의적이어서 배치가 3배 증가하더라도 DOE가 제시하는 상향 시나리오는 약 37%에 불과하다.¹

3주 전 본 시리즈는 지열의 가장 큰 검증 순간을 다루었다: Google이 Fervo Energy와 체결한 396메가와트(MW) 전력 구매 계약으로, 강화형 지열 시스템(EGS) 계약 중 최대 규모이다.² 이 계약은 상용 규모에서 기술이 작동함을 증명했다. 하지만 더 어려운 질문이 남았다: EGS가 DOE가 기대하는 모든 곳에서 작동하더라도, 지열이 실제로 전력망 탈탄소화에 도움이 될까?

솔직한 답은 아니다 — 발전 단독으로는. 그리고 이것이 들리는 것보다 훨씬 중요한데, 지열의 발전 한계는 DOE가 자금을 지원하는 스토리의 절반에 불과하기 때문이다. 차세대 발전을 추진하는 동일한 DOE 부서들은 별도로 데이터 센터 냉각 기술에 자금을 지원하고 있으며, 이는 놀라운 결과를 냈다: 국립연구소가 검증한 초대규모 시설의 냉각비를 70% 절감할 수 있는 방법으로, 1 GW 시설의 경우 연간 약 2천만 달러이다.³ 지열이 전력망을 구하지는 못할 것이다. 지열은 다른 어떤 기술도 할 수 없는 한 가지 일을 할 것이다 — 안정적이고 항상 가동되는 기저전력 — 그것을 실제이지만 제한된 규모로 제공할 것이다. 그리고 거의 아무도 가격을 책정하지 않는 두 번째 역할을 할 것이며, 이것이 더욱 중요할 수도 있다.

현재 미국의 설치된 지열 발전 용량은 99개 발전소에 걸쳐 약 3.97 GW이며, 캘리포니아와 네바다가 90% 이상을 차지한다. 집중도가 너무 극단적이어서 단일 회사의 전력 구매 계약이 전체 국가 함대의 거의 10분의 1을 나타낼 수 있다.⁴ DOE의 2050년 90 GW 목표는 해당 기준선에서 약 20배의 증가를 나타내며, 주로 EGS를 통해 달성된다 — 개발자가 자연이 하나를 제공할 때까지 기다리는 대신 뜨거운 암석에서 지열 저수지를 만들 수 있게 하는 기술이다.¹

이론적 한계는 거대하다. DOE는 차세대 지열의 기술적 자원 잠재력을 "5,000 GW 이상... 국가의 대부분에 분산"되어 있다고 평가하는데, 이는 현재 미국 전력망의 전체 설치 용량보다 크다.¹ 그러나 DOE는 명확하다: 이것은 자원 추정치이지, 배치 계획이 아니다. 기술적으로 추출 가능한 것과 DOE가 실제로 건설할 것으로 예상하는 것 사이의 격차가 핵심이다. 국립로키연구소(NREL, 2025년 12월 1일부로 국립신재생에너지연구소에서 개명)⁵와 프린스턴의 독립적인 용량 확장 모델링은 DOE의 기준 사례에서 2050년까지 지열을 90~100 GW로 예상하고 있으며, 토지 제약이 경쟁 신재생에너지를 제한하면 130 GW를 초과하고, 수소와 직접 공기 포집이 자체 목표를 미달성하는 시나리오에서만 300 GW에 도달한다.¹ 관대한 경우도 지열이 700~900 GW 청정 기저전력 격차의 대부분을 채우지 못한다.

이러한 목표를 달성하려면 실제 일정에 따른 실제 자본이 필요하다. DOE는 "상업적 이행"을 2030년까지 4~6개 주에 걸쳐 2~5 GW를 배치하는 것으로 정의하며, 200~250억 달러의 자본이 필요하다고 본다; 더욱 완전한 2050년 건설 — 추가 88~125 GW — 에는 그 이상으로 추정 2,250~2,500억 달러가 필요하다.¹ 비용 곡선은 공격적이지만 현실적이다. DOE의 추적 궤적은 2021년 킬로와트당 27,800달러에서 2023년까지 약 14,700달러/kW로 하락하는 야간 자본 비용을 보여준다 — 이미 47% 감소가 기록되었다 — 2030년 목표는 4,700~5,000달러/kW(메가와트시 60~70달러 보조금 불포함)이고 2035년 목표는 3,700달러/kW인데, 이는 강화형 지열 쇼의 표제 45달러/MWh이다.¹,⁶ DOE는 청정 기저전력 지열의 가격을 현재 70~100달러/MWh로 추정하는데, 북미 태양광 계약 평균 대비 20~50달러/MWh의 프리미엄이다.¹ 그것은 모델링된 추정치이지, 확인된 거래 가격이 아니다: 실제 계약 가격은 거의 공개되지 않으며, Google의 Fervo 계약은 공개된 전력 구매 계약 가격이 없었다.

그러한 산술은 그것을 건설하기를 주장한다. 약 90% 용량 인수를 가진 청정 기저전력 자원 — 동료 검증 Lawrence Berkeley National Laboratory 연구에 따르면 풍력 또는 태양광의 약 32%의 거의 3배이고 독립형 배터리 저장의 5배 이상 — 은 현재 건설에서 다른 어떤 것도 하지 않는 것을 한다: 그것은 작동한다.⁷ 800 GW 문제의 10%를 기저전력으로, 4시간의 저장소를 필요로 하지 않는 항상 가동되는 용량으로 제공하는 것은 여전히 약 80~90 GW이며, 전력망이 다른 곳에서 찾을 필요가 없다. 솔직한 판정은 지열이 중요하지 않다는 것이 아니다. 지열이 하나의 구체적이고 가치 있는 문제를 실제이지만 제한된 규모로 해결한다는 것이며, 업계의 현재 프레이밍은 그것이 똑같이 잘 해결하는 두 번째 문제를 크게 과소평가한다는 것이다.

두 가지 구조적 사실은 심지어 그 적당한 90 GW 목표도 복잡하게 하며, 둘 다 시추 기술이 작동하는지 여부와 무관하다.

첫 번째는 지리이다. 지열의 자원 기반은 증명된 것과 근단기 EGS 모두 압도적으로 서부 상호연결에 위치한다: 캘리포니아, 네바다, 유타, 아이다호. 하지만 모든 이 새로운 청정 기저전력 용량을 정당화할 것으로 예상되는 부하 성장은 거기에 없다. PJM 상호연결은 중부 대서양과 중서부 일부를 포괄하며, 2024년에서 2030년 사이 32 GW의 피크 부하 성장을 기대하고 있으며, 그 중 30 GW가 데이터 센터 구동이다. 여름 피크 수요는 2025년 160 GW에서 2046년까지 253 GW로 증가할 것이다.⁸ Georgia Power 단독으로도 데이터 센터 성장을 충족시킬 10,000 MW의 새로운 용량이 필요하다고 말하고 있으며, Southern Company의 계약된 대규모 부하 파이프라인은 이미 17 GW에 도달했다.⁸

그러한 수요 중 어느 것도 지열 자원 기반 근처에 위치하지 않다 — 이는 본 간행물이 이미 송전에서 추적한 동일한 자원-부하 불일치이다. 풍력 발전소와 달리 지열은 단순히 다른 곳에 건설될 수 없다. 열은 암석이 충분히 뜨거운 곳에 있어야 한다.

두 번째 문제는 더욱 크고 덜 명백하다. 지열을 순수하게 발전 기술로 정의하고 DOE 자신이 자금을 지원하는 것의 절반만 센다. DOE의 지열 사무소는 "지열과 데이터 센터"라는 프로그램을 운영하고 있으며 두 가지 트랙이 있다: 청정 기저전력과 직접 냉각.⁹ 냉각 트랙은 방금 첫 번째 확실한 결과를 냈다.

국립로키연구소 주도 연구로, Lawrence Berkeley National Laboratory, 프린스턴, 그리고 시카고대학교와의 공동 작업은 콜드 언더그라운드 열 에너지 저장소를 사용하는 애리조나와 버지니아의 12개 실제 데이터 센터를 모델링했다: 저렴한 비피크 시간 동안 찬 물을 지하에 저장했다가 피크 냉각 부하를 상쇄하기 위해 다시 끌어낸다.³ 버지니아 사이트에서 이 기술은 연간 냉각 전기 비용을 70% 절감했다 — 1 GW 시설의 경우 연간 약 2천만 달러 — 그리고 유틸리티가 다르게 건설해야 할 전력망 인프라 및 연료 비용을 90~3억 9천만 달러로 감소시켰다.³ 그것은 발전소가 아니다. 그것은 지열 발전소와 동일한 방식으로 땅을 사용하는 데이터 센터이다. 전기를 생성하는 대신 처음부터 그렇게 많은 것을 구매하지 않도록 피하고 있으며, EGS가 결코 작동할 수 없는 장소에서 작동한다.

이 부문에 대한 대부분의 보도는 단 하나의 질문만 묻는다: 지열이 전력망에 전력을 공급할 수 있을까? 더욱 유용한 질문은 지열이 실제로 무엇을 하는가이다.