에너지 안보가 곧 국가 경쟁력…전력 인프라 대전환 시급

윤석열 전 대통령의 탄핵 이후 들어서는 새 정부는 정치 혼란 속에서도 산업과 기술의 방향성을 다시 세울 중대한 책임을 떠안게 됐다. 동시에 전 세계는 기술의 또 다른 거대한 전환점을 맞이하고 있다. AI가 특정 산업의 기술을 넘어, 모든 산업에 스며드는 ‘기반 인프라’로 자리 잡고 있는 것. 자동차에서 헬스케어, 게임, 미디어, 금융에 이르기까지 AI는 이미 산업 생태계의 기초 체력으로 작동하기 시작했다. 지디넷코리아는 창간 25주년을 맞아 이 격변의 시점에서 AI 기반 산업 대전환기에 진입한 대한민국의 산업 현장을 진단하고, 각 산업 분야 전문가들과 함께 ‘AI시대, 새 정부가 해야 할 일’을 짚어본다. [편집자주]

인공지능(AI) 기술의 급속한 발전과 함께 에너지 안보가 국가적 핵심 의제로 부상하고 있다. 전력 수요는 기하급수적으로 늘어나고 있지만, 공급이 이를 따라가지 못할 경우 국가 경제뿐 아니라 안보 전반에 심각한 타격을 줄 수 있다. 탄소중립, 전력망 확충 등 복합적인 과제들이 얽힌 가운데, 이를 조화롭게 해결할 정책과 제도적 기반 마련이 시급한 상황이다.

국제에너지기구(IEA) 보고서에 따르면 '전기먹는 하마'로 불리는 AI 데이터센터 전력 수요는 2030년까지 네 배 이상 증가할 것으로 전망된다. 데이터 기반 산업의 확장세와 맞물려 전력 수요는 앞으로도 가파른 상승 곡선을 그릴 것으로 보인다.

급증하는 수요에 대응하기 위해서는 다양한 에너지원 확보가 필수다. 신재생에너지와 천연가스는 탄소중립 실현에 적합한 에너지로 주목받고 있다. 다만 풍력과 태양광 등 신재생에너지는 본질적으로 간헐성을 지닌다는 한계가 있다.

이에 에너지저장장치(ESS)는 공급 변동성이 큰 신재생에너지 전력 품질을 안정화하는 핵심 기술로 떠오르고 있다. 24시간 안정적인 전력 공급이 필수인 데이터센터의 특성을 감안하면, 원자력 발전처럼 출력이 일정한 ‘경직성 전원’과의 조화가 필요하다는 목소리도 나온다.

결국 다양한 에너지원의 장단점을 고려해 최적의 조합을 찾는 것이 차기 정부가 풀어야 할 핵심 과제가 될 전망이다.

AI와 전력망, 안보적 접근 필요…전력 수요 분산, 차기 정부 핵심 과제

현재 우리나라는 전력 공급 여력 부족으로 AI 데이터센터 구축이 쉽지 않은 상황이다. 수도권에 전력 수요가 집중돼 있어, 추가적인 데이터센터 설치는 주민 반발과 함께 송·배전망 인프라에 부담을 주어 전력 계통 혼잡을 야기할 수 있다. 즉 전력 수요 분산화가 시급하다.

송·배전망은 복잡한 이해관계가 얽혀있는 만큼 정부 주도 해결이 필요하다는 것이 전문가들의 목소리다.

이유수 에너지경제연구원 선임연구위원은 "우리나라는 지역적 수급 불균형이 심각하기 때문에 AI 데이터센터 위치를 지역으로 분산하는 것이 급선무"라며 "전력을 생산한 지역에서 소비할 수 있도록 해야하며, 전력망 건설 문제 심각하기 때문에 정부가 지자체와 협력해 공기를 단축하고, 투자 여력이 없을 때는 민간에 건설만 일정 부분 개방하는 방법도 고려해야 한다"고 제언했다.

이어 그는 "전력 계통 영향평가 등 수도권이 아닌 지역으로 수요를 이전하게끔 세제혜택을 준다든지 유인책을 더 만들어 줄 필요가 있다"며 "지역별 차등 요금제를 실시를 해서 전기 요금을 낮춰줄 수 있는 요인도 필요하다"고 덧붙였다.

김선교 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 연구위원 역시 "현재 어떤 발전원이든 송전망 병목 현상이 심한 상황이기 때문에 전력 공급망 확충이 계속 필요한 상황"이라며 "전력망 고속도로로 불리는 송전망 확보와 전력 수요 분산이 다음 정부에서도 우선적으로 다뤄야 할 에너지 정책"이라고 강조했다.

미국과 중국 등 주요 국가가 ‘전력공급 확대’와 ‘에너지효율 혁신’을 중심으로 AI 인프라 대응전략을 국가 차원에서 전개하고 있는 만큼, 전력 인프라는 단순한 에너지 문제가 아닌 산업 경쟁력과 국가안보를 좌우할 전략 자산으로 봐야한다는 시각도 있다.

김 연구위원은 "AI 기술도 안보적인 접근이 필요하기 때문에 일반 데이터센터는 민간 주도로 가는게 맞지만, 대규모 전력이 필요한 AI 데이터센터는 공공 주도로 먼저 갈 필요가 있다"며 "미국에서는 민간 주도로 스타게이트라는 프로젝트가 이뤄지고 있지만, 대신 정부가 신속한 인허가를 통해 중국과의 격차를 벌리기 위한 속도전을 돕고 있다"고 설명했다.

AI 데이터센터 확산, 배터리 산업에 새로운 기회...차세대 기술 개발 지원 필요

차세대 전력망 체계에선 전력 송수송 인프라뿐 아니라, 전력을 효율적으로 저장하고 조절할 수 있는 ESS 역할이 점점 중요해지고 있다. 특히 태양광·풍력 등 간헐성 에너지 비중이 높아지는 현 상황에선, ‘보이지 않는 전력망’ 역할을 하는 ESS가 공급 안정성을 높이는 수단으로 부상한다.

대체 전원 역할을 수행할 배터리 시스템 수요도 커지고 있어, 배터리 업계는 이에 특화된 ESS와 무정전전원장치(UPS) 시장 공략에 속도를 내고 있다.

그러나 눈앞에 닥친 어려움도 만만치 않다. 주요 시장인 전기차 수요 정체(캐즘)으로 닥친 고정비 부담, 기술과 가격 경쟁력 모두 최상위 수준으로 올라선 중국과의 전면 대결 등이 숙제다.

이유수 선임연구위원은 "현재 제주도에서 장주기 배터리 전기저장장치(BESS) 중앙계약시장을 도입했는데, 일부 가격을 보전해주기 때문에 지원 제도에 가깝다"며 "제주도가 아닌 육지로 확장하고, 제도 개선을 통해 ESS 유인책을 만들어 주는 것도 필요하다"고 말했다.

AI 데이터센터 확대 전망에 따른 배터리 R&D 지원 정책 확대 필요성도 대두된다.

김부기 스탠다드에너지 대표는 "AI 산업의 핵심 인프라인 데이터센터는 엄청난 전력을 필요로 하고, 특히 AI 데이터센터는 전력 사용의 변동성도 커서 기존 전력망에 부담을 줄수 있다”며 “도심지 등에 AI 데이터센터 사용 전력을 보조할 수 있는 ESS가 대규모로 구축돼야 한다”고 지적했다.

이어 “기존 ESS 기술로는 한계가 있으므로 차세대 ESS 기술에 대한 개발 및 상용화가 반드시 필요하다”며 “2000년대 초 국가적으로 브로드밴드를 확충한 것이 인터넷 산업 발전의 든든한 토대가 된 것 처럼, ESS를 바탕으로 한 차세대 전력망 구축이 AI 산업 발전의 근간이 될 것”이라고 조언했다.

’캐즘’ 보릿고개 넘길 정부 지원책 시급...제2의 소부장 사태 막아야

새 정부 출범을 앞두고 배터리 업계에선 그간 가장 호소해온 법인세 직접환급제 도입도 기대하는 분위기다. 배터리 기업은 국가전략기술로 간주돼 법인세 세액공제를 지원받는다. 그러나 적자 상황일 땐 이 세액공제가 이월된다. 이를 이월 대신 숨통을 틔울 지원금으로 조달하길 희망하는 것이다. 실제 SK온의 경우 연간 적자가 지속되면서 수백억원 수준의 세액공제가 계속 이월됐다.

업계는 2~3년 뒤 시장을 공략하려면 지금 생산시설에 막대한 자금을 투자해야 한다는 업종 특성 때문에라도 현 적자를 보전할 지원책이 시급하다는 주장이다.

생산 보조금 필요성도 거론된다. 배터리 업계는 중국을 비롯해 북미와 유럽 등이 산업의 중요성을 인지하고, 생산 보조금을 지원하는 데 반해 우리나라만 이런 정책 지원이 없다며 아쉬워하고 있다. 글로벌 시장을 선도하는 입지를 고려하더라도 보조금 당위가 충분하다며 목소리를 낸다.

미국은 현지 생산 세액공제가 포함된 인플레이션감축법(IRA)이 대표적이다. 우리나라 기업들이 이를 통해 확보한 영업이익만 지난해 기준 1조 8천622억원이다. 유럽연합(EU)은 지난 3월 ‘유럽 자동차 부문 산업 행동계획’을 발표하고, 현지 배터리 생산 보조금으로 18억 유로를 책정했다. 중국 기업들은 생산 보조금뿐 아니라 인건비와 산업 단지 인프라 등 다양한 정책 지원을 받아 비용을 절감하고 있다.

박재범 포스코경영연구원 수석연구원은 “생산 보조금은 국내 투자를 장려할 수 있는 정책으로 지역 활성화 효과도 기대할 수 있다”고 언급했다.

중국과 격차가 큰 전력 요금도 업황이 살아날 때까지 한시적 할인 적용을 제안했다. 박재범 수석연구원은 “인건비 등 타국 기업과 원가 격차를 유발하는 여러 요인이 있지만 그 중 명확한 비교가 가능한 지표”라며 “세수가 부족하다 보니 정부가 정책 결정에 부담을 느낄 수 있는데, 현재 저리 대출 위주로 용도가 한정돼 있는 공급망 안정화 기금을 활용하는 것도 방법이 될 수 있을 것”이라고 주장했다.

기업들이 원가 경쟁에서 살아남기 위해 추진 중인 광물 투자에 대해서도 정책 지원 강화를 바라는 목소리도 나왔다.

배터리 산업 공급망 중 셀부터 소재까지는 기업들이 육성된 반면, 가장 아랫단인 광물은 이제 투자가 본격화되는 단계다. 최근 통상 불확실성이 고조되면서 ‘광물 안보전’도 심화될 것으로 전망되고 있어 대비하지 않으면 치명적인 약점으로 돌아올 수 있다는 지적이 나오고 있다.

유종태 유뱃 상무는 “중국은 막강한 광물 제련 역량을 토대로 소재를 매우 저렴하게 수급할 뿐 아니라 공급망 수직 계열화 체계도 잘 갖추고 있다”며 “일본 소부장 수출 규제 사태에서 보았듯 중국 공급망에 의존한다면 배터리 산업에도 비슷한 상황이 발생할 것”이라고 우려했다.

업계 다른 관계자는 “배터리 기업의 광물 투자 관련 공적개발원조(ODA)를 확대하는 방안도 고려할 수 있다”고 제안했다.

"전력 수급 안전성과 탄소중립 목표 속에서 에너지믹스 균형점 찾아야"

[전문가 일문일답] 박종배 건국대학교 전기공학과 교수(대한전기학회 차기 회장)

-AI 시대 데이터센터 전력 수요 급증에 대응하기 위한 정부의 최우선 정책 과제는 무엇이라고 생각하나.

"AI와 전력은 불가분의 관계로, 안정적이고 저렴하게 저탄소 전력공급을 할 수 있느냐 없느냐가 AI 데이터센터 유치와 연결된다. 수도권은 송전망이 부족하고 전기요금 자체도 싸지 않다보니 빅테크 기업들도 한국에 들어오지 않아 '코리아 패싱'이라는 얘기도 나오고 있다. 전력망과 전기요금이 해결해야할 숙제다."

-전력수급 안정성과 탄소중립 목표를 동시에 달성하기 위해 가장 효과적인 에너지 믹스(원자력, 재생에너지, 천연가스 등)는 무엇이라고 보나.

"재생에너지와 원전의 비중을 결정하는 데 가장 중요한 부분이 원활하게 전력망을 깔 수 있는지다. 다른 하나는 출력 조절을 유연하게 할 수 있는 ESS와 같은 유연 자원이 필요하다. 아직은 ESS가 비싸니까, 액화천연가스(LNG)가 일정 기간 동안은 역할을 해줘야한다. 건강한 에너지 믹스를 위해서는 재생에너지와 원전(SMR포함), 가스, ESS 등 4개의 큰 축들이 같이 돌아가야 된다."

-분산형 전원 확대, 유연한 전력망 구축 등 새로운 전력 시스템 도입에 필요한 정책적·제도적 개선 방향은 무엇인가.

"지역별 전기 요금이 필요하다. 수도권이 아닌 호남과 영남 등은 전기 요금이 더 저렴해야 한다. 통상 LMP라 이야기하는 지역별 전력 시장 가격과 지역별 전력 요금이 구축돼야 한다."

-민간·정부 간 전력 수요 협의체나 에너지 거래 플랫폼 도입이 필요할까.

"전력 거래 자유화라든지 여러가지 형태 규제 완화가 상당히 필요하다. 현재 분산법이 프로토타입인데, 대규모로 전기를 쓰는 업자가 공급자를 선택할 수 있는 분산에너지 특화지구(분산특구) 면적을 광역 단위로 확대하는 부분도 고민해 볼 때다."

-올해 발표한 제11차 전력수급기본계획 내용이 차기 정부에서 많이 바뀔 가능성도 있는지.

"12차 전기본은 올해 말이나 내년 쯤 수립해야 할 것으로 보이며, 누가 참여하게 될 지는 아직 모른다. 친원전 vs 반원전 또는 친신재생에너지 vs 반신재생에너지 이렇게 이념을 나누지 않고, 전력망을 어떻게 튼튼하게 할 지에 대해 우선적으로 논의가 이뤄지는 방향으로 가줬으면 하는 바람이다."