 AI發 전력수요 증가에 따른 에너지 및 시장 전망 분석 전력망 안정화 및 친환경 에너지 기술 개발 필요 AI발 전력수요 증가는 에너지 및 소재 시장에 다각적인 영향을 주고 재생에너지와 같은 친환경 에너지 수요는 물론, 전력 공급의 핵심 인프라인 전력망 확충 필요성과 관련 기술 및 설비 구현에 필수소재로 핵심광물의 역할이 증대될 것으로 전망된다. 이에 단기적으로는 핵심광물 수요 증가에 따른 안정적인 공급망 구축과 함께, 중장기적으로는 친환경 에너지 기술개발과 관련 제품의 표준화를 통한 선도적인 역할 모색이 필요할 것으로 보인다.
정리 편집부 자료 IEA, POSRI 외
2022년 하반기, 챗(Chat) GPT가 최초로 출시되고 ‘생성형 AI’ 열풍이 확산되면서 세계적인 빅테크(Bic Tech) 그룹들이 앞다투어 AI를 출시했다. AI 열풍은 데이터센터 확대로 이어져, 국제에너지기구(IEA)는 2026년까지 AI용 데이터센터 사용전력은 현재 대비 2배 가까이 증가해, 일본 전체 전력사용량과 맞먹을 것으로 전망했다. <보스턴컨설팅>은 2030년 미국 내 데이터센터 전력사용량이 2022년보다 3배 증가할 것으로 예측했다.
AI용 데이터센터는 딥러닝(deep learning)을 반복 수행하기 때문에 기존 연산에 대비하여 많은 전력을 소비하는 것으로 알려져 있다. 구글(Google)이 검색당 0.3Wh를 소비하는 것과 비교했을 때, 챗GPT는 2.9Wh를 소비한다. 이런 추세로 볼 때, 2026년 전 세계 전력 총수요 증가분 3,449TWh 중 AI용은 15.4%에 해당하는 530TWh를 차지할 것으로 전망된다.
에너지 및 소재 시장에 미치는 영향 AI발 전력수요 증가는 데이터센터 구축 및 다양한 경로에서 에너지 및 소재 시장에 다각도로 영향을 끼칠 것으로 보인다. 먼저, AI용 데이터센터 전력 수요와 공급의 최전선에 있는 빅테크 기업들이 ‘넷제로(Net-zero)’ 이행을 위해 친환경 전력공급을 강하게 요구할 것으로 예측된다. 그로 인해 AI용 데이터센터에 대용량의 친환경 전력을 안정적으로 공급하기 위한 핵심 인프라로 전력망 설치가 급증하게 되고, 재생에너지 발전 설비 및 전력망 확충에 따른 핵심광물의 동반 수요가 증가할 것으로 전망된다.
▶ 재생에너지에 미치는 영향 재생에너지는 넷제로 이행을 위한 현실적이며 경제적인 방안으로, 이 분야에 대한 투자는 미국, EU 등 선진국은 물론 아시아를 포함한 신흥국에서도 지속될 전망이다. 세계 각국 정부는 탄소중립 이행을 위한 에너지 전환을 진행 중이며, 2030년까지 2023년 대비 3배의 재생에너지 보급 확대를 추진하고 있다.
IEA가 발표한 「넷제로 2050 시나리오」에 의하면, 2026년 재생에너지 총투자 규모는 5.2조 달러에 달할 것으로 예상되는데, 이는 2023년(2.8조 달러) 대비 1.8배 증가한 규모다. 2023년~2026년 사이 연간 재생에너지 발전량 증가세는 10.7%, 그중 AI용은 25.9%일 것으로 예측된다. 재생에너지 총 발전량 증가분 1,462TWh에서 AI용은 17.9%에 해당하는 262TWh로 전망된다.
한편, 빅테크 기업들은 친환경 전력을 확보하기 위해 직접투자를 하거나 제3자의 친환경 전력을 구매하는 등 다양한 방식을 활용 중이다. 빅테크 기업은 데이터센터 운영에 많은 전력을 소비하는 업종의 특성상 전력 공급 안정화를 최우선 선결과제로 삼는다. 이들은 탄소중립에 앞장서며, 필요한 전력을 친환경으로 확보하고자 다양한 전략을 활용 중이다.
▶ 전력망에 미치는 영향 전력망은 전력을 소비자에게 연결하는 핵심 인프라이다. 최근 광섬유망, 초고압 변압기 등 요구 변화에 기존 설비로 대체하기에는 한계가 있다.1) 현재의 전력시스템이 채택된 20세기 초반부터 100년간에 걸쳐 보급된 전력망은 2023년 기준 총 80백만Km에 달했다. 도시화와 전기화 진전에 따라 연간 2.6%의 증가세가 예상되는데, 그럴 경우 세계 전력망의 총 수요는 2026년 86백만Km, 2030년에는 98백만Km에 이를 것으로 전망된다.
AI용은 2023년 2.4백만Km, 2026년 3.6백만Km로 연 14.5% 증가할 것으로 전망되며, 총 수요 증가분에서 AI용은 2023년 12.5%에서 2026년 24%로 증가세가 예상된다.
세계 전력망 수요는 선진국의 노후 대체수요와 신흥국의 신규수요로 구성되며, 총투자는 2026년까지 4200억 달러에 달할 것으로 예상된다. 세계 전력망 투자는 2023년 U$3,440억에서 2026년 U$4,200억으로 연 6.9% 증가하고, 그중에서 AI용 투자는 ’26년 기준 25.6%를 차지할 것으로 전망된다. 지역별로는 아시아(U$1,800억, ’26년), 북미(U$1,100억), 유럽(U$900억), 기타(남미 U$220억, 아프리카 U$160억) 등으로 예측된다.
▶ 소재에 미치는 영향 각 국가의 경제와 산업에 필수적으로 사용되는 광물을 핵심광물(Critical Minerals)라고 하는데, 구리, 니켈, 리튬, 코발트, 흑연, 희토류 등이 이에 포함된다. 핵심광물은 친환경 에너지 분야의 필수 요소로 빠르게 자리매김하면서 풍력 터빈, 태양광 패널의 전력망, 전기차에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있다.
친환경 및 전기화 등 글로벌 패러다임의 변화로 재생에너지, 전기차, 이차전지 등 핵심광물 집약형 산업구조로의 변환이 가속화되고 있다. 전기차는 내연기관차 대비 6배, 풍력발전은 화력발전 대비 9배의 핵심광물을 사용하는 것으로 분석되었다.
특히 주요국들의 넷제로 이행에 따라 전 세계 핵심광물 수요는 2020~2022년 대비 2.4배, 평균가격은 3배의 인상을 보이면서 중요도가 높아졌다. 핵심광물은 재생에너지 설비, 전력망, 반도체 등에서 필수소재로 사용 중이므로, AI 및 친환경 기술확산에 따라 2030년까지 2.8~4.9배의 높은 성장세가 예상된다. 총수요에서 친환경 수요 비중은 2030년 기준 구리(45%), 리튬(87%), 니켈(50%), 코발트(59%) 등에 지속적인 증가세가 예상된다.
안정적인 전력 공급망 구축을 위한 중장기 대책 필요 생성형 AI의 확산에 따라 전력을 많이 소비하는 데이터센터가 확충되고, 이로 인해 에너지 및 소재 시장까지 영향을 끼치게 될 것으로 전망된다. AI발 전력수요 증가의 최전선에 있는 빅테크 기업들은 ‘넷제로’에서 선도적인 입장을 보이면서, 한편으로는 재생에너지 확대와 전력를 촉발시켰다.
특히 재생에너지 설비와 전력망 등 친환경 에너지 설비 및 기술에 구리, 니켈, 리튬, 코발트, 흑연, 희토류 등 핵심광물이 필수소재로 부각되면서 수요가 급증했다. 이에 단기적으로는 재생에너지, 전력망, 소재 수요 증가에 따른 안정적인 공급망 구축이 필요할 것으로 보인다. 중장기적으로는 친환경 에너지 기술 개발과 관련 제품의 표준화를 통한 선도적인 역할 모색이 필요해 보인다.
<Energy News>
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