전력망, 조 단위 기회-인더스텔라

전력망, 조 단위 기회-인더스텔라

전력망, 조 단위 기회-인더스텔라 다루어 봅니다. 산업에 대해 정성적 분석을 하는 인더스텔라 채널에서 이번에는 전력망에 관한 내용을 다뤘습니다. AI 가 중요해지면서 가장 먼저 데이터센터를 위한 GPU 경쟁이 치열했다면 이제는 데이터센터에 들어가는 전력이 문제가 되고 있습니다. 앞으로도 데이터센터의 전력 소비량이 급격히 늘어날 것 같은 상황에서 전력망은 어떤 기회가 될 수 있을지 전력망, 조 단위 기회-인더스텔라 통해서 알아보도록 하겠습니다.

Reache Tistory 많은 방문 부탁드리겠습니다.

https://youtu.be/jBDC-tWKuvQ?si=4u5r6Xa2I4qv6qJW

 

 

메가프로젝트

• 조 단위의 프로젝트를 메가프로젝트라고 말함, 대표적으로 고속도로, 터널, 항만, 공항, 무기 개발등의 프로젝트
• 석유, 천연가스 탐사 및 시추, 발전소와 송배전망을 까는 에너지 프로젝트도 메가프로젝트인 경우가 다수
• 노르웨이가 건설중인 해상풍력발전단지 사업비는 110억 유로, 중국 내 송전의 병목을 해결하겠다는 중국 국가전망공사의 송전망 사업은 830억 달러, 한국이 수준한 체코 원전도 24조원으로 규모가 큼

 

전력 인프라

• 인프라는 한번 깔고 오랜 시간에 걸쳐 쓰는데 에너지의 전환이 이뤄지는 큰 흐름에서 각국에서 전기 인프라를 확보하는 움직임이 나타나는 중
• 전기차를 중심으로 전기화가 진행 중이며 미국 내 제조업을 살리려는 리쇼어링이 이어지면서 전기의 수요가 꾸준히 증가
• 특히 AI와 블록체인으로 컴퓨팅 수요가 증가하며 전력 수요가 급증, 특히 경쟁적으로 AI 개발과 활용에 뛰어들면서 AI 데이너센터가 폭발적으로 증가

지역별 데이터센터 증가

 

 

파워 그리드 전력망

• 우리 주변에서 일어나는 큰 변화 중 하나가 Electrification 전기화
• 전기화를 이해하기 위해서 전기가 어떻게 생산되어서 수송되는지 단계별로 살펴볼 필요
• 2023년 한국 전기발전은 석탄, 천연가스, 원자력 순

한국 전기 발전

• 반면 미국은 2008년을 전후로 석탄 사용 비중이 크게 줄었고 천연가스가 크게 증가

미국 전기 발전

• 천연가스의 장점은 도시 가까이에 지을 수 있다는 점. 발전소에서 전기를 만들고 전기를 사용하기까지 보내는 송전과정에서 전력 손실이 발생하여 거리가 중요
• 주황색이 천연가스 발전소 빨간색이 원자력발전소 인데 인구 분포와 비교 시 천연가스가 사람들이 사는 곳과 가까움

천연가스, 원자력 발전소 위치와 인구 거주 비교

• 원자력 발전은 인구 밀집 지역에서 거리가 있어야 하며 냉각수를 확보하기 위한 입지 조건이 필요하여 지리적인 제약 존재
• 원자력 발전의 경우 거리로 인해 송전이 중요한 문제

 

송전 및 변전

• 미국의 경우 송전 전압은 13만 8천~76만 5천 kv를 사용. 고전압으로 전력 손실을 최소화
• 변전소를 지나면서 전압이 낮아지고 공장등에는 2차 변전소에서 바로 보내기도 하며 대부분은 전신주, 케이블 등을 통해 가정 등에 공급
• 안전하고 효율적인 배전을 위해 변전의 과정을 거치고 이 인프라를 전력망 파워그리드라고 함

 

미국의 에너지 소비 흐름

• 태양광, 원자력, 수력, 풍력, 지열, 천연가스, 석탄으로 발전

미국의 에너지 소비 흐름

• 발전된 전기 32Quad 중 24.3, 75% 이상이 손실이 됨
• 2018년 기준 송변전, 송배전 과정에서 전력 손실률은 2~3.5% 수준이지만 금액으로 환산 시 1조 8천억이 넘는 수준
• 미국의 송배전 손실률은 2020년 기준 5% 정도로 한 해에만 22조원 규모 전력이 버려짐. 이는 송전 거리가 길고 노후화 정도가 심하기 때문
• 백악관 리포트에서는 송전선의 70%가 25년을 초과, 여기에 기상이변마저 증가하며 정전 발생 빈도가 증가

미국 대규모 정전 발생 원인

기상이변으로 인한 대규모 정전 횟수

• 미국에서는 송전선 인프라 문제로 기업들이 필요한 만큼 데이터센터를 늘리지 못하는 문제 발생
• 이런 상황에서 재생에너지 활용 증가는 전력 소실량이 더 커질 가능성이 커짐, 결국 전력망을 업그레이드하는 인프라 법인이 초당적인 지지를 받아 통과

지역별 재생에너지 발전 상황

 

 

미국 전기 소비 증가

• 전기차를 중심으로 한 전기화, AI를 위한 데이터 센터, 리쇼어링으로 반도체 공장 유치 등 미국 전기 소비가 급격히 증가
• 이를 위해 고전압직류 송전 방식의 필요성이 더욱 대두
• 미국 정부는 전력망의 복원력과 안정성을 강화하겠다며 대규모 투자를 발표

미국 전력망 투자 계획

 

 

미국 빅테크들의 전략

• 데이터 센터로 인해 막대한 전기가 필요해진 빅테크들은 기존의 송배전망을 활용할 수 있는 원자력 발전을 선택
• 특히 소형 모듈원자로 이점에 주목하며 투자를 진행

 

에너지의 생산과 소비 혁신

• 미국소비자기술협회는 CES 2025의 핵심 토픽 중 하나로 에너지 전환과 혁신을 제시
• 전기화와 AI의 발전이 진행되는 가운데 발전과 송배전, 전력의 소비 각 단계가 주목을 받음
• 직류 송전의 경우 위상이나 주파수와 상관없이 전력 연계가 가능하여 국가 간의 전력 연계에도 자주 사용
• 급증하는 전력 수요에 대응하는 가운데 국가를 연결하는 송배전망이 어떤 변화를 가져올 지 지켜 볼 필요

 

전력망, 조 단위 기회-인더스텔라 마무리

전력망, 조 단위 기회-인더스텔라에 대해 알아 보았습니다. AI의 발전은 우리의 삶에 정말 큰 영향을 끼치지만 이를 위해서는 필요한 것들이 많습니다. 처음에는 연산에 필요한 GPU가 부족했지만 지금은 GPU 다음으로 전력 부족에 시달리고 있습니다. 특히 미국은 전력망 인프라가 노후돼 송전 과정에서 손실되는 것이 많으며 이를 위해서 많은 투자가 진행되고 있고 그 과정에서 투자 기회를 찾을 수 있는 것입니다. 전선, 변압기도 있을 것이고 재생에너지의 단점을 보완하기 위해 ESS 등도 하나가 될 수 있습니다. 아무튼 미국은 AI의 중요성을 알고 이를 위해 국가가 모든 역량을 쏟아 붓고 있는데 한국은 반도체에 필요한 송전망도 제대로 구축하지 못하고 지연되며 점점 경쟁력이 도태되고 있습니다. 투자자의 우리가 살고 있는 한국이 잘 되면 좋겠지만 투자자의 관점에서는 냉정하게 한국에 대한 투자보다는 미국에 대한 투자를 통해 자산 이민을 갈 필요성이 있어 보입니다. 특히 최근 계엄사태로 불안정성이 더욱 커진 상황에서 달러에 대한 투자는 안전 자산으로서의 역할을 할 수 있을 것입니다.

이상으로 전력망, 조 단위 기회-인더스텔라 review를 마칩니다.