[공학저널 전수진 기자] AI 산업 경쟁이 본격화되면서 전력 인프라가 국가 경쟁력을 좌우하는 핵심 변수로 떠오르고 있다. 반도체와 AI 모델 성능 경쟁이 겉으로 드러나는 기술 전쟁이라면 그 이면에서는 막대한 전력을 안정적으로 공급하기 위한 인프라 경쟁이 동시에 진행되는 상황이다.
초거대 AI 모델 학습과 데이터센터 운영에는 기존 산업과 비교하기 어려울 정도의 전력이 필요하다. 이에 따라 글로벌 주요 국가는 발전설비 확대뿐 아니라 송전망과 전력변환 시스템, 에너지저장장치(ESS), 전력반도체 기술 확보에 속도를 내고 있다. 전력을 안정적으로 공급하고 효율적으로 제어할 수 있는 역량 자체가 산업 경쟁력과 에너지 안보를 결정짓는 시대에 들어섰다는 분석이 나온다.
특히 AI 데이터센터 증설은 기존 전력 시스템의 한계를 빠르게 드러내고 있다. 데이터센터는 일반 산업시설보다 훨씬 높은 전력을 24시간 안정적으로 공급받아야 한다. 순간적인 전압 변동이나 전력 품질 저하만으로도 서버 운영에 문제가 발생할 수 있기 때문에 고효율 전력변환과 안정적인 계통 운영 기술이 필수적이다. 글로벌 빅테크 기업들이 재생에너지 확보 경쟁과 함께 자체 전력 인프라 투자에 적극적으로 나서는 이유도 여기에 있다. 전력 확보 능력이 AI 산업 확장 속도를 좌우하는 상황이 되면서 전력망 경쟁은 사실상 새로운 산업 패권 경쟁으로 확대되는 분위기다.
재생에너지 확대 역시 전력 인프라 중요성을 높이고 있다. 태양광과 풍력은 화력발전처럼 일정한 출력을 유지하는 구조가 아니기 때문에 전력망 운영 난도가 이전보다 훨씬 높아지고 있다. 발전량 변동성이 큰 전원이 빠르게 늘어나면서 계통 안정성을 유지하기 위한 실시간 제어 기술 수요도 함께 증가하는 실정이다. 특히 출력 제어와 송전 제약 문제가 반복되면서 단순한 발전설비 확대만으로는 탄소중립 목표 달성이 어렵다는 지적도 이어진다. 발전된 전기를 안정적으로 이동시키고 제어할 수 있는 송전망과 전력전자 기술이 함께 구축돼야 한다는 것이다.
산업계에서는 HVDC(초고압직류송전)와 STATCOM, ESS 같은 전력 인프라 기술의 중요성이 갈수록 커질 것으로 보고 있다. 장거리 송전 효율을 높이고 계통 불안정을 보완할 수 있는 기술 없이는 재생에너지 확대와 AI 산업 성장을 동시에 감당하기 어렵기 때문이다. 특히 전력망 부족 문제는 단순한 에너지 이슈를 넘어 반도체와 첨단산업 투자에도 영향을 미치는 요소가 되고 있다. 실제로 글로벌 주요 기업들은 공장과 데이터센터 입지를 결정할 때 안정적인 전력 공급 가능 여부를 중요한 기준으로 검토하고 있다.
이러한 변화 속에서 국내 역시 차세대 전력 인프라 경쟁력 확보가 시급하다는 목소리가 커지고 있다.
전력전자학회 송승호 회장(
사진
)은 “AI 산업과 반도체 산업 확대, 재생에너지 보급 증가가 동시에 진행되는 만큼 기존 전력망 체계만으로는 대응에 한계가 있다”며 “특히 수도권 전력 수요 집중과 송전망 건설 지연 문제가 이어지면서 산업 현장에서는 안정적인 전력 공급 불확실성에 대한 우려도 커지는 상황이다. 발전설비 확대뿐 아니라 송전망과 전력변환 기술, 에너지저장 기술까지 함께 육성하는 전략이 필요하다”고 강조했다.
이에 최근 산업계에서는 전력전자 기술과 AI 기반 운영 기술의 융합도 확대되고 있다. 발전소와 데이터센터, 산업 현장에서는 실시간 데이터 분석을 통해 전력 사용을 최적화하고 설비의 이상 상태를 진단하는 기술이 빠르게 적용되고 있다. 전력전자 기술이 기존 전력변환 장치를 넘어 에너지 운영 효율과 산업 생산성을 동시에 높이는 방향으로 진화하고 있다는 평가가 나온다.
송 회장은 앞으로 전력 인프라 경쟁이 국가 산업 구조 자체를 바꾸는 핵심 변수로 작용할 가능성이 높다고 보고 있다. AI와 반도체, 미래 모빌리티 산업 경쟁이 심화될수록 안정적인 전력 공급과 고효율 에너지 생산 역량 확보 여부가 기업 투자와 국가 성장 전략에 직접적인 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 이에 따라 에너지 산업 역시 단순한 발전 중심 구조에서 벗어나 전력망과 전력전자 시스템이 통합된 인프라 산업으로 빠르게 재편될 전망이다.
송 회장은 “전력전자 기술은 AI 시대와 탄소중립 시대를 실질적으로 구현하는 핵심 축”이라며 “앞으로는 학계와 산업계, 연구기관이 함께 차세대 전력망과 전력반도체, 고효율 전력변환 기술 경쟁력을 확보하는 것이 무엇보다 중요해질 것”이라고 말했다.
한편 전력전자학회는 올해 창립 30주년을 맞아 에너지 전환과 전기화 시대에 대응하기 위한 산학연 협력 확대에 속도를 낼 계획이다. 학회는 전력전자 기술이 더 이상 특정 산업 분야에 국한된 기술이 아니라 AI 데이터센터와 전기차, 재생에너지, 미래 전력망, 로봇, 스마트팩토리 등 산업 전반을 연결하는 핵심 기반 기술로 자리 잡고 있다고 보고 있다. 이에 따라 학술 연구와 산업 현장 간 연계를 강화하고 실제 산업 적용으로 이어질 수 있는 협력 생태계 구축에 집중한다는 방침이다.
송 회장은 “전력전자 기술은 AI 시대와 탄소중립 시대를 실제 산업 현장에서 구현하는 핵심 기술”이라며 “앞으로는 단순한 학술 교류를 넘어 산업 현장과 연결되는 기술 협력과 인재 양성이 더욱 중요해질 것”이라고 전했다.
그는 이어 “학회 역시 산학연 협력을 기반으로 국내 전력전자 산업 경쟁력 강화에 기여할 수 있도록 다양한 활동을 확대해 나갈 계획”이라고 덧붙였다.
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