원전을 통째로 사는 미국 빅테크, 한국에선 전기를 국가가 나눕니다

AI 경쟁을 두고 모델과 칩 이야기가 한창일 때, 데이터센터를 짓는 쪽에서는 전기를 어디서 구하느냐가 먼저 걸리기 시작했습니다. 미국 빅테크는 발전소 출력을 통째로 계약하는 방식으로 이 문제를 풀고 있습니다. 한국은 사정이 다릅니다. 10MW가 넘는 전기를 새로 쓰려면 국가의 심사를 거쳐야 하고, 그 심사가 데이터센터를 어디에 세울 수 있는지까지 정합니다.

미국 빅테크는 원전 출력을 통째로 계약합니다

마이크로소프트는 2024년 9월 20일 미국 전력회사 컨스텔레이션과 20년짜리 전력 구매 계약을 맺었습니다. 이 계약으로 펜실베이니아의 스리마일섬 1호기가 크레인 청정에너지 센터라는 이름으로 다시 돌아가고, 약 835MW의 전기를 마이크로소프트가 20년 동안 사들입니다. 1호기는 2019년 경제성 문제로 멈춘 원자로이고, 1979년 사고가 난 곳은 옆의 2호기였습니다. 컨스텔레이션은 발표 당시 가동 목표를 2028년으로 잡았고, 이 계약을 회사 사상 최대 규모의 전력 구매 계약이라고 소개했습니다. 재가동으로 직간접 일자리 3,400개와 30억 달러가 넘는 주·연방 세수가 생긴다고 했고, 운영 허가를 적어도 2054년까지 늘리는 절차도 따로 밟겠다고 밝혔습니다.

아마존은 2025년 6월 탈렌에너지와 서스쿼해나 원전의 전기를 받는 계약을 키웠습니다. 계약 물량을 다 채우면 1,920MW를 2042년까지 공급받고, 공급량은 차츰 늘려 늦어도 2032년에 전량에 이르게 됩니다. 두 회사는 탈렌의 펜실베이니아 부지에 소형모듈원전(SMR)을 새로 짓고, 기존 원전의 출력을 끌어올려 지역 전력망에 새 전기를 더하는 방안도 함께 검토하기로 했습니다. 탈렌은 이 장기 계약으로 시장 가격 변동 위험을 크게 줄이고 연방 원전 생산 세액공제에 기대는 비중도 낮출 수 있다고 설명했습니다.

두 계약에서 전기는 미리 확보해 두는 부품처럼 다뤄집니다. 원전 한 기의 출력을 20년 단위로 묶으면 그 전기는 다른 수요자에게 돌아가지 않습니다. 먼저 계약한 쪽이 가져가는 구조라서, 늦게 뛰어든 회사는 같은 조건의 전기를 다시 구하기 어렵습니다. 발전사 쪽에서도 장기 계약은 멈춘 원자로를 되살리거나 출력을 키우는 투자를 가능하게 하는 담보가 됩니다. 빅테크의 돈이 발전 설비를 새로 늘리는 쪽으로 흘러가는 경로이기도 합니다.

18.4GW는 원전 설비의 70%

한국 정부가 내놓은 숫자는 발전설비 통계와 견줘 봐야 크기가 잡힙니다. 산업통상자원부 집계로 2024년 말 한국 발전설비는 가스 46.3GW, 석탄 40.2GW, 신재생 34.7GW, 원자력 26.1GW, 모두 153.1GW였습니다. 데이터센터 18.4GW는 이 전체의 12%이고, 원전 설비 26.1GW의 70%에 해당합니다. 2024년 한국에서 가장 많은 전기를 만든 발전원이 원자력(31.7%)이었다는 점을 떠올리면 규모가 실감 납니다. 신재생은 설비로는 22.7%를 차지했지만 발전량으로는 10.6%에 그쳤습니다. 해와 바람이 있을 때만 돌아가는 설비는 용량만큼 전기를 내지 못하니, 밤낮없이 전기를 먹는 데이터센터를 설비 숫자로만 계산하면 부족분이 생깁니다.

정부는 2030년까지 전 세계 AI 데이터센터에 5조 5,000억 달러가 투자될 것이라는 전망을 계획의 배경으로 들었습니다. 550조 원이라는 금액은 세 회사가 투자 유치를 포함해 대는 돈입니다. 정부 발표문에서 정부가 맡겠다고 적은 일은 주로 전기와 물입니다. 345kV 계통에 여유가 있는 변전소 정보를 공개하고, 비수도권 AI 데이터센터의 전력계통영향평가를 빠르게 처리하고, 2030년까지 재생에너지 100GW를 앞당겨 채우고, 원전과 SMR, 에너지저장장치를 늘리겠다는 계획입니다. 데이터센터는 입지에 따라 재생에너지와 원전, 일부 화석연료를 섞어 전기를 받는다고 적었습니다. 그래서 18.4GW가 실제로 돌아가려면 부지마다 언제 어떤 전기를 연결하느냐가 먼저 풀려야 하고, 발표문도 그 부분을 인프라 계획으로 따로 떼어 적었습니다.

10MW를 넘기면 국가가 심사합니다

한국에서 데이터센터가 전기를 받는 경로는 미국과 출발점이 다릅니다. 2024년 6월 시행된 분산에너지 활성화 특별법에 따라, 신규로 또는 추가로 10MW 이상의 전기를 쓰려는 사업자는 전력계통영향평가를 받아야 합니다. 새 수요가 주변 전력망에 어떤 부담을 주는지 먼저 따지는 심사이고, 자체 연구 목적의 연구시설처럼 법이 정한 예외만 빠집니다.

이 심사가 사업자에게 얼마나 큰 부담인지는 두 가지 일로 드러났습니다. 지난해 5월 서울대 AI 연구시설이 10MW 이상 전력을 받으려면 평가에 최소 5년이 걸린다며 신청을 미뤘다는 보도가 나오자, 당시 산업통상자원부는 대학의 자체 연구시설은 평가 대상에서 빠진다고 설명했습니다. 10월에는 데이터센터 업계가 10MW 아래로 용량을 쪼개 신청한 뒤 나중에 늘리는 방식으로 수도권에 들어오려 한다는 보도가 나왔고, 기후에너지환경부는 증설량이 누적 10MW에 닿는 순간 평가 대상이 된다고 답했습니다. 두 설명 모두 수도권 전기를 받으려는 수요가 얼마나 몰려 있는지를 드러냅니다.

미국 빅테크는 발전사와 직접 계약해 전기를 확보합니다. 한국에서는 그 계약에 앞서 국가가 이 전력망이 새 수요를 감당할 수 있는지를 판단합니다. 전기를 줄지 말지를 정하는 권한은 곧 지능을 만드는 공장이 어디에 들어설 수 있는지를 정하는 권한입니다. 데이터 경제에서 한발 물러나 있던 국가가 전력 심사를 통해 AI 산업의 입지를 고르는 쪽으로 들어온 것이고, 이 흐름은 올해 두 번의 발표로 더 분명해졌습니다.

수도권은 심사하고 비수도권은 면제합니다

5월 7일 국회를 통과한 AI 데이터센터 특별법은 지난해 5월 처음 발의된 뒤 법안 6개를 합쳐 만든 법입니다. 이 법은 인허가를 과학기술정보통신부 한 창구에서 일괄 처리하고, 정해진 기한이 지나면 인허가가 난 것으로 보는 타임아웃제를 들였습니다. 비수도권에 일정 규모 이하의 AI 데이터센터를 새로 짓거나 늘리거나, 기존 데이터센터를 AI 데이터센터로 바꾸는 경우에는 전력계통영향평가를 면제하는 조항도 넣었습니다. 법은 9개월의 경과 기간을 거쳐 내년 2월 시행되고, 면제 대상 규모 같은 기준은 하위 법령에서 정해집니다. 과학기술정보통신부와 기후에너지환경부는 데이터센터 전력 공급을 위한 업무 협약도 맺기로 했습니다. 서버가 대부분인 건물인데도 승강기와 주차장, 미술작품 설치 기준을 다른 건물처럼 면적으로 따져야 했던 규정도 대통령령으로 풀 수 있게 됐습니다.

6월 29일 계획은 여기에 비수도권 데이터센터의 평가 신속 처리와 여유 변전소 정보 공개를 더했습니다. 수도권에서는 심사를 엄격히 유지하고 비수도권에서는 심사를 덜어 주는 방식으로, 전력 심사가 데이터센터를 지방으로 보내는 도구로 쓰이는 겁니다.

다만 모든 수요가 지방으로 옮겨 갈 수 있는 것은 아닙니다. 검색이나 금융, 챗봇처럼 응답 속도가 중요한 서비스는 이용자 가까이에 서버를 두려는 수요가 남습니다. 학습용 데이터센터는 지방으로 가기 쉽지만, 추론 수요가 커질수록 수도권 전력망을 둘러싼 경쟁은 계속됩니다.

건물보다 느린 것은 전선입니다

정부 발표문은 속도 문제도 숫자로 적었습니다. 지금까지는 산업단지를 기획해 공장을 돌리기까지 10년 넘게 걸렸는데, 인허가와 보상, 설계를 동시에 진행하고 사전 컨설팅을 붙여 이 기간을 절반 넘게 줄이겠다는 목표입니다. 전력망은 기존 송전선의 용량을 먼저 늘리고, 주민이 많은 지역에서는 송전선을 땅에 묻는 지중화를 늘리고, 전력망을 안정시키는 동기조상기 같은 설비를 더하는 방식으로 넓히겠다고 했습니다.

10년 넘게 걸리던 기간을 절반 넘게 줄여도 5년 안팎이 남습니다. 데이터센터 건물은 그보다 빨리 올라가고, 송전선은 인허가와 주민 동의를 거쳐야 해서 건물보다 늦게 따라오기 쉽습니다. 기존 선로를 먼저 쓰고 주민이 많은 곳에서는 선로를 땅에 묻겠다는 대목은 새 송전선을 놓는 일이 가장 오래 걸린다는 점을 정부도 알고 있다는 표시로 볼 수 있고, 2035년 18.4GW의 시간표를 정하는 것도 이 전선의 속도입니다.

지방이 지는 것과 얻는 것

지방으로 가는 데이터센터는 전기와 함께 물도 씁니다. 정부 계획에서 용인 반도체 단지는 통합용수공급사업을 앞당겨 끝내고 재이용률을 올려 물을 대고, 서남권 반도체 단지는 다목적댐과 발전용수 같은 대체 수자원으로 물을 대기로 했습니다. 송전선과 변전소, 냉각수처럼 눈에 보이는 부담은 부지가 들어서는 지역이 먼저 집니다.

얻는 것도 분명히 있습니다. 건설 기간의 일자리와 지방세, 전력 설비 투자가 실제로 들어옵니다. 정부는 국산 NPU와 전력·냉각 설루션을 먼저 써 보는 초대형 테스트베드를 데이터센터 클러스터에 넣겠다고 해서, 변압기와 냉각 장비를 만드는 국내 기업에도 일감이 생길 수 있습니다. 다만 데이터센터는 완공 뒤 상주 인력이 많지 않아서, 공장 하나가 도시를 떠받치는 제조업과는 사정이 다릅니다. 정부가 같은 발표에서 기업형 첨단도시를 따로 꺼내 주거와 교육, 의료 같은 정주 여건과 연구 기반, 정주지까지 30분·물류 거점까지 1시간이라는 교통 목표를 함께 적은 것도 이 한계를 알고 있어서로 보입니다.

저는 이 구조가 세 갈래로 나뉜다고 봅니다. 건물과 송전망, 물의 부담은 지방이 지고, 전기를 누구에게 얼마나 줄지 정하는 권한은 국가에 모이고, 자본과 본사, 의사결정은 수도권에 남습니다. 투자와 고용이 지방으로 내려가는 것과 부가가치를 정하는 의사결정이 함께 내려가는 것은 다른 일이고, 기업형 첨단도시가 앞의 것을 넘어 뒤의 것까지 가져올 수 있을지가 이 계획의 성패를 가를 대목입니다.

전기요금표가 지능의 가격표가 될 때

데이터센터는 전기를 넣어 지능을 만들고, 그 지능을 매출로 바꿉니다. 전기 1kWh가 지능을 거쳐 돈이 되는 구조라면 전기는 통화처럼 움직이고, 그 전기를 배분하는 규칙이 곧 경제 규칙이 됩니다. 한국의 전기요금은 이미 사용자에 따라 다르게 매겨집니다. 사용량이 늘수록 단가가 오르는 3단계 누진제는 주택용에만 적용되고, 산업용인 데이터센터에는 적용되지 않습니다. 여름철 7~8월에는 주택용 누진 구간을 넓혀 부담을 덜어 주는 방식도 2019년부터 써 왔습니다.

카를로타 페레즈는 기술 혁명이 거품이 낀 설치기를 지나, 국가가 규칙을 다시 짜는 배치기로 넘어간다고 설명했습니다. 지금의 데이터센터 붐을 설치기로 본다면, 다음에 올 배치기에서 다시 짜일 규칙의 첫 후보는 전기 배분입니다. 발전 총량이 부족해질수록 국가는 누구에게 먼저 전기를 줄지 정하는 일을 더 많이 맡게 되고, 그 우선순위표는 누가 더 싸게 AI를 돌릴 수 있는지를 정하는 가격표가 됩니다.

이 배분을 줄이는 길은 총량을 늘리는 것입니다. 정부가 2030년까지 재생에너지 100GW, 원전과 SMR, 에너지저장장치를 함께 내건 이유도 여기 있습니다. 태양광과 풍력은 해가 있을 때와 바람이 불 때만 전기를 만들어, 호남과 제주에서는 송전망과 저장 장치가 모자라 발전을 강제로 멈추는 출력제어가 이미 일어나고 있습니다. 에너지 연구자 바츨라프 스밀이 거듭 경고해 온 대로 에너지 전환은 사람들이 바라는 속도보다 느리게 진행됩니다.

먼저 확인할 일정

가장 먼저 확인할 수 있는 것은 AI 데이터센터 특별법의 하위 법령입니다. 비수도권 면제가 몇 MW까지 적용되는지에 따라 지방으로 옮길 수 있는 데이터센터의 크기가 정해지고, 법은 내년 2월 시행됩니다. 그다음은 SK와 GS, 네이버의 1단계 8.4GW가 부지별로 언제 전력망에 연결되는지입니다. 발표문에는 투자액과 설비 규모가 적혀 있지만, 부지마다 전기가 들어오는 날짜는 아직 없습니다.

읽어 주셔서 고맙습니다.

초이 드림