일론 머스크가 또 한 번 흥미로운 발언을 했습니다. AI의 급속한 발전으로 인한 전력 수요 급증에 대해 “태양광이 최대 전력원이 될 것”이라고 강조했다는 소식을 접했는데요. 개인적으로는 이 발언이 단순한 테슬라 CEO의 홍보성 멘트인지, 아니면 실제 데이터에 기반한 현실적 전망인지 궁금했습니다. 특히 2025년 말 현재 AI 데이터센터의 전력 소비가 기하급수적으로 늘어나고 있는 상황에서 말이죠.
사실 AI 모델의 전력 소비량을 보면 정말 놀랍습니다. ChatGPT-4 한 번의 쿼리가 기존 구글 검색보다 10배 이상 많은 전력을 소비한다는 연구 결과도 있고, NVIDIA의 H100 GPU 하나가 700W의 전력을 소비하는데 대형 데이터센터에는 수만 개의 이런 칩들이 돌아가고 있거든요. 마이크로소프트의 경우 2024년 한 해 동안만 AI 관련 전력 소비가 전년 대비 34% 증가했다고 발표했습니다. 이런 추세라면 2030년까지 글로벌 데이터센터의 전력 소비가 현재의 2.5배까지 늘어날 것이라는 IEA의 전망도 있고요.
그런데 머스크의 태양광 강조 발언을 보면서 든 생각이, 과연 현재 태양광 기술로 이런 막대한 전력 수요를 감당할 수 있을까 하는 의문이었습니다. 물론 태양광 발전 효율은 계속 개선되고 있어요. 2025년 현재 상용 태양광 패널의 효율이 22-24% 수준까지 올라왔고, 실험실에서는 47% 효율을 달성한 사례도 있습니다. 하지만 여전히 간헐성 문제와 에너지 저장 비용이 큰 걸림돌이죠.
테슬라 입장에서는 당연히 태양광을 밀 수밖에 없겠지만, 시장 현실을 보면 좀 더 복합적인 접근이 필요할 것 같습니다. 실제로 아마존은 2024년 AI 데이터센터 전력 공급을 위해 원자력 발전소와 직접 계약을 체결했고, 구글도 소형 모듈러 원자로(SMR) 개발업체인 카이로스 파워와 480MW 규모의 전력 공급 계약을 맺었거든요. 마이크로소프트 역시 스리마일 원전 재가동 프로젝트에 16억 달러를 투자하기로 했고요. 이런 움직임들을 보면 빅테크 기업들도 태양광만으로는 한계가 있다고 판단하는 것 같습니다.
국내외 재생에너지 시장의 현주소
한국 상황을 보면 더욱 복잡합니다. 국내 재생에너지 비중이 2024년 기준 약 8.5% 수준인데, 정부는 2030년까지 20%로 늘리겠다는 목표를 세웠어요. 하지만 현실적으로 쉽지 않아 보입니다. 우선 국토 면적 대비 인구 밀도가 높아서 대규모 태양광 단지 조성에 한계가 있고, 산지 태양광 설치로 인한 환경 논란도 계속되고 있거든요.
그나마 희망적인 건 한화솔루션 같은 국내 기업들이 해외 시장에서 선전하고 있다는 점입니다. 한화솔루션은 2024년 3분기 태양광 모듈 출하량이 전년 동기 대비 28% 증가한 3.2GW를 기록했고, 미국 조지아주 공장 증설을 통해 2025년 연간 생산 능력을 8.4GW까지 늘릴 예정이라고 발표했습니다. 특히 미국의 인플레이션 감축법(IRA) 혜택을 받으면서 현지 생산 경쟁력이 크게 개선됐다고 하네요.
OCI도 폴리실리콘 시장에서 흥미로운 행보를 보이고 있습니다. 중국산 저가 공세로 어려움을 겪었지만, 최근 미국과 유럽의 공급망 다변화 정책 덕분에 수주가 늘어나고 있어요. 2024년 4분기 폴리실리콘 평균 판매가격이 톤당 1만 2천 달러로 전분기 대비 15% 상승했다고 발표했는데, 이는 중국 외 지역 공급업체들에 대한 수요가 늘어나고 있다는 신호로 해석됩니다.
해외 시장을 보면 First Solar가 주목할 만합니다. 이 회사는 실리콘이 아닌 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 기술을 사용하는데, 제조 과정에서 탄소 배출량이 실리콘 패널보다 70% 적다는 장점이 있어요. 2024년 매출이 38억 달러로 전년 대비 22% 증가했고, 2025년 신규 수주 잔고가 이미 52GW를 넘어섰다고 합니다. 특히 미국 내 대규모 유틸리티 프로젝트에서 강세를 보이고 있는데, 이는 머스크가 말하는 ‘태양광 중심의 에너지 전환’이 어느 정도 현실성이 있다는 방증일 수도 있겠네요.
하지만 여전히 해결해야 할 과제들이 많습니다. 우선 에너지 저장 시스템(ESS) 비용이 아직 높아요. 리튬이온 배터리 가격이 2024년 기준 kWh당 139달러까지 떨어졌지만, 대규모 그리드 저장을 위해서는 더 큰 비용 절감이 필요합니다. 삼성SDI가 개발 중인 차세대 배터리 기술이나 테슬라의 메가팩 같은 솔루션들이 상용화되면 상황이 개선될 수 있겠지만, 아직은 시간이 더 필요해 보입니다.
AI 데이터센터와 에너지 효율성의 딜레마
근데 정말 흥미로운 건 AI 기업들의 에너지 전략이 제각각이라는 점입니다. NVIDIA는 자사 GPU의 전력 효율성을 높이는 데 집중하고 있어요. 최신 H200 GPU는 H100 대비 같은 전력으로 1.4배 더 많은 연산을 처리할 수 있다고 하고, 2025년 출시 예정인 B200은 더욱 개선될 예정입니다. 하지만 AI 모델 자체가 계속 커지고 있어서 전체적인 전력 소비는 오히려 늘어나고 있는 상황이죠.
마이크로소프트는 좀 다른 접근을 하고 있습니다. 2024년 발표한 자료를 보면, AI 워크로드를 클라우드로 집중시켜서 전체적인 에너지 효율성을 높이겠다는 전략이에요. 개별 기업들이 각자 AI 인프라를 구축하는 것보다 Azure 같은 클라우드 서비스를 이용하는 게 전력 효율성 면에서 유리하다는 논리입니다. 실제로 마이크로소프트 데이터센터의 PUE(Power Usage Effectiveness)가 1.12까지 개선됐다고 하는데, 이는 업계 평균인 1.67보다 훨씬 좋은 수치입니다.
그런데 이런 효율성 개선에도 불구하고 전체 전력 수요는 계속 늘어나고 있어요. 이를 ‘제본스 패러독스’라고 하는데, 기술이 효율적이 될수록 오히려 더 많이 사용하게 되는 현상입니다. AI도 마찬가지로, GPU 효율이 좋아질수록 더 큰 모델을 훈련하거나 더 많은 추론 작업을 수행하게 되는 거죠.
이런 상황에서 머스크의 태양광 강조 발언을 다시 생각해보면, 단순히 테슬라 홍보가 아니라 나름의 근거가 있어 보입니다. 태양광 발전 비용이 2010년 대비 85% 하락했고, 많은 지역에서 이미 가장 저렴한 전력원이 됐거든요. 국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 2024년 글로벌 태양광 발전 비용이 kWh당 4.8센트까지 떨어졌다고 합니다. 이는 석탄 발전(5.5센트)이나 천연가스 발전(6.1센트)보다도 저렴한 수준이에요.
다만 여전히 간헐성 문제가 남아 있습니다. 태양광은 밤에는 발전할 수 없고, 날씨에 따라 출력이 크게 달라지죠. AI 데이터센터는 24시간 안정적인 전력 공급이 필요한데, 이 부분에서 태양광만으로는 한계가 있어 보입니다. 그래서 많은 전문가들이 태양광과 원자력, 그리고 대용량 ESS를 조합한 하이브리드 솔루션이 현실적이라고 보고 있어요.
테슬라 자체도 이런 한계를 인식하고 있는 것 같습니다. 테슬라의 메가팩 사업이 급성장하고 있는데, 2024년 3분기 ESS 매출이 전년 동기 대비 52% 증가한 24억 달러를 기록했어요. 이는 단순히 태양광 패널만 파는 게 아니라, 에너지 저장까지 포함한 통합 솔루션을 제공하겠다는 전략으로 보입니다. 실제로 호주의 빅토리아 빅 배터리 프로젝트나 캘리포니아의 모스 랜딩 프로젝트 같은 대규모 ESS 설치 사례들이 늘어나고 있고요.
결국 머스크의 발언을 종합해보면, 태양광이 ‘최대’ 전력원이 될 수는 있지만 ‘유일한’ 전력원은 될 수 없다는 게 현실적인 결론인 것 같습니다. AI 시대의 에너지 수요를 감당하려면 태양광을 중심으로 하되, 원자력, 풍력, 대용량 ESS 등을 조합한 다각화된 접근이 필요할 것 같아요. 그리고 이런 에너지 전환 과정에서 한화솔루션이나 삼성SDI 같은 국내 기업들에게도 새로운 기회가 열릴 수 있을 것 같습니다. 특히 미국과 유럽의 공급망 다변화 정책이 계속되면서, 중국 의존도를 줄이려는 움직임이 우리 기업들에게는 호재가 될 수 있겠네요.
이 글은 일론 머스크, AI 에너지 수요 속 ‘최대 전력원’으로 태양광 강조 기사를 읽고, 개인적인 의견과 분석을 더해 작성했습니다.
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