스리마일섬 원전 재가동, AI 전력 대란이 바꾼 미국 에너지 정책
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AI 혁명이 미국의 에너지 정책을 완전히 뒤바꾸고 있습니다. 1979년 원전 사고로 미국 반핵 정책의 상징이 됐던 펜실베이니아주 스리마일섬 원전이 2027년 재가동을 앞두고 있다는 소식이 전해졌는데요. 마이크로소프트가 20년간 전력을 구매하기로 하면서 가능해진 일입니다. 사실 이건 단순한 원전 재가동 이야기가 아니라, AI 시대 전력 대란이 어떻게 국가 에너지 정책을 근본적으로 바꾸고 있는지를 보여주는 상징적 사건이라고 봅니다.
미국 에너지부가 11월 18일 콘스텔레이션에너지에 10억 달러(약 1조4700억 원) 규모의 연방정부 대출을 승인한 것도 이런 맥락에서 이해할 수 있습니다. 크리스 라이트 에너지부 장관이 “미국이 AI 경쟁에서 승리하려면 막대한 전력이 필요하다”며 “새로운 원전 르네상스 계획을 추진하고 있다”고 밝힌 건 정말 시대적 변화를 단적으로 보여주는 발언이었습니다. 개인적으로는 이런 정책 전환이 얼마나 빠르게 일어나고 있는지가 놀라웠어요.
북미전력안정성공사(NERC)의 11월 18일 보고서를 보면 상황이 얼마나 심각한지 알 수 있습니다. 수년간 정체 상태였던 최대 전력 수요가 최근 20GW(2.5%) 증가했는데, 신규 전력 공급량은 10GW에도 못 미친다고 하네요. 공급이 수요를 따라가지 못하는 전형적인 상황입니다. 그런데 이게 일시적 현상이 아니라는 게 문제예요. 글로벌 컨설팅그룹 딜로이트는 미국 데이터센터의 전력 수요가 2024년 33GW에서 2035년 최대 176GW로 5배 이상 증가할 것으로 전망하고 있거든요.
실제로 데이터센터가 집중된 지역의 전기요금 인상률을 보면 상황의 심각성을 체감할 수 있습니다. 데이터센터 666곳을 보유한 버지니아주는 올해 8월 기준으로 전기요금이 작년 동기 대비 13% 인상됐고, 일리노이주는 15.8%, 오하이오주는 12% 올랐다고 합니다. 미국 전체 연간 전기요금 인상률 5.1%와 비교하면 2-3배 수준이에요. 이런 지역 격차가 계속 벌어진다면 데이터센터 유치 경쟁에도 영향을 미칠 수밖에 없을 것 같습니다.
일본 투자로 원전 10기 건설하는 미국
미국 정부의 대응은 상당히 적극적입니다. 2030년까지 대형 원전 10기 건설을 시작한다는 계획인데, 이는 원자력발전 용량을 현재 100GW에서 2050년까지 400GW로 4배 확대하는 장기 전략의 일환이라고 하네요. 도널드 트럼프 대통령이 5월에 발표한 ‘원자력산업 기반 재건’ 행정명령의 핵심 내용이기도 합니다. 근데 대형 원전 1기를 건설하려면 부지 선정부터 인허가, 자금 조달, 공급망 구축까지 최소 4-6년이 걸린다고 하니까, 2030년까지 10기 착공은 정말 도전적인 목표라고 봅니다.
특히 자금 조달 문제가 관건인데요. 미국 에너지부는 원전 10기 건설에 최소 750억 달러(약 109조9200억 원)가 소요될 것으로 추산하고 있습니다. 천문학적 규모죠. 그런데 여기서 흥미로운 건 일본의 역할입니다. 칼 코 에너지부 수석 보좌관이 11월 19일 테네시주 에너지 콘퍼런스에서 일본 정부가 10월 발표한 5500억 달러 규모의 대미 투자 약속을 언급하며, 해당 자금이 미국의 신규 원전 프로젝트에 투입될 수 있다고 밝혔거든요.
백악관이 발표한 ‘미·일 간 투자에 관한 공동 팩트시트’를 보면 구체적인 계획이 나와 있습니다. 대형 원전과 소형모듈원전(SMR) 건설, 기타 발전소·변전소·송전망 등 전력 계통 건설에 3320억 달러(약 486조7400억 원)를 투자하기로 했다고 하네요. 한국도 관세협상 타결 당시 약속한 3500억 달러 대미 투자 패키지 중 2000억 달러에서 일부를 원전 등 에너지 분야에 투입하기로 했다고 합니다. 사실상 동맹국들의 자금으로 미국의 원전 확대를 추진하는 구조라고 볼 수 있을 것 같아요.
콘스텔레이션에너지의 스리마일섬 원전 재가동 계획을 보면 이런 변화의 실체를 더 구체적으로 파악할 수 있습니다. 1호기를 재가동할 경우 80만 가구가 사용할 전력을 생산할 수 있다고 하는데, 이를 마이크로소프트가 20년간 구매하기로 한 거죠. 장기 전력구매계약(PPA)을 통해 안정적인 수익을 보장받는 구조입니다. 마이크로소프트 입장에서도 AI 모델 훈련과 추론에 필요한 막대한 전력을 안정적으로 확보할 수 있으니 윈-윈이라고 볼 수 있겠네요.
빅테크와 원전의 새로운 파트너십
사실 마이크로소프트와 콘스텔레이션에너지의 파트너십은 빅테크 기업들이 탄소중립 목표와 막대한 전력 수요를 동시에 해결하려는 새로운 접근법을 보여줍니다. 태양광이나 풍력 같은 재생에너지는 간헐성 문제 때문에 24시간 가동되는 데이터센터의 전력원으로는 한계가 있거든요. 원전은 탄소 배출이 없으면서도 안정적인 기저전력을 공급할 수 있다는 장점이 있습니다. 개인적으로는 이런 조합이 향후 에너지 시장의 주요 트렌드가 될 것 같다는 생각이 들어요.
미국 정부는 스리마일섬 외에도 2020년 가동을 멈춘 아이오와주 두에인아널드 원전과 2022년 중단된 미시간주 팰리세이즈 원전도 내년 재가동을 목표로 절차를 진행하고 있다고 합니다. 기존 원전의 재가동이 신규 건설보다 상대적으로 빠르고 비용 효율적이기 때문이죠. 근데 여기서 주목할 점은 이런 원전들이 대부분 경제성 악화로 문을 닫았다는 겁니다. AI 붐이 전력 시장의 경제성 계산을 완전히 바꿔놓은 셈이에요.
전미전기제조업협회(NEMA)는 2050년까지 데이터센터 확대 등으로 미국의 전력 수요가 50% 증가할 것이라고 예측했는데, 이는 정말 엄청난 변화입니다. 1990년대 이후 미국에서 추가된 대형 원전이 3기밖에 없다는 점을 고려하면, 향후 30년간의 전력 인프라 확장은 과거와는 완전히 다른 차원의 도전이 될 것 같습니다. 딜로이트가 이런 수요 대응을 위해 원전 건설에 적극 나설 필요가 있다고 지적한 것도 이런 맥락에서 이해할 수 있어요.
한국 관점에서 보면 이런 변화가 우리에게도 시사하는 바가 큽니다. 국내 AI 기업들과 데이터센터 사업자들도 전력 수급 문제에 직면할 가능성이 높거든요. 특히 한국은 전력 자급률이 낮고 원전 정책을 둘러싼 사회적 논란도 있어서 더욱 복잡한 상황입니다. 두산에너빌리티 같은 국내 원전 기업들은 미국의 원전 확대 정책으로 수혜를 받을 수 있을 것 같지만, 동시에 국내 전력 인프라 확충도 시급한 과제가 될 것 같아요.
결국 AI 시대의 전력 대란은 단순한 공급 부족 문제가 아니라 에너지 안보와 직결된 국가적 이슈라고 봅니다. 미국이 스리마일섬 원전 재가동이라는 상징적 결정을 내린 것도 이런 인식의 반영이겠죠. 앞으로 몇 년간 전 세계 에너지 정책이 어떻게 변화할지, 그리고 이것이 AI 산업의 경쟁력에 어떤 영향을 미칠지 지켜보는 것이 정말 흥미로울 것 같습니다. 개인적으로는 이런 변화가 결국 에너지 기술 혁신을 가속화하는 촉매 역할을 하게 될 거라고 생각해요.
이 글은 주간동아 기사를 읽고, 개인적인 의견과 분석을 더해 작성했습니다.
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