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한국원자력학회가 한국자원경제학회, 대한상공회의소와 공동으로 9일 대한상공회의소 의원회의실에서 ‘AI 시대 전원믹스와 시장제도’ 공동 심포지엄을 개최했다. /이종수 기자

[투데이에너지 이종수 기자] AI 시대 전력 수요 폭증에 대응할 전원 믹스에서 원전의 역할이 중요하다는 목소리가 나왔다. LNG 발전도 함께 역할을 할 것으로 전망됐다. 또 PPA(전력구매계약)를 LNG·SMR까지 확대 허용하는 방안도 제시되었다.

한국원자력학회(회장 최성민)가 한국자원경제학회(회장 조홍종), 대한상공회의소와 공동으로 9일 대한상공회의소 의원회의실에서 ‘AI 시대 국가경쟁력을 위한 전원믹스와 시장제도’ 공동 심포지엄을 개최했다.

이번 심포지엄에서 정용훈 KAIST 교수는 ‘산업 경쟁력을 높이는 최적·최선의 에너지 믹스’ 발표에서 미래 전력수요는 정확히 맞히는 대상이 아니라 대비하는 대상이며 ‘예측이 빗나가도 버틸 수 있는 공급구조’가 핵심이라고 제언했다.

정 교수가 2050년 고수요 시나리오(최대전력 약 200GW)를 전제로 수행한 연간 8760시간 전원믹스 시뮬레이션에서는 신규 대형원전을 건설하지 않는 경우와 비교해 신규 대형원전을 60GW까지 늘리는 구간에서 전력계통 비용이 연 40조 9000억 원(38%) 줄고 탄소 배출도 65% 감소하는 등 원전 확대가 경제성과 탄소중립을 동시에 달성하는 것으로 나타났다.

정 교수는 “원전을 여유 있게 지어도 비용은 소폭 오르는 데 그치지만 전력이 부족하면 미래산업이 다른 나라로 떠난다는 점에서 부족의 비용은 과잉보다 크다”고 강조했다.

정 교수는 수요기업이 지분을 투자해 원전 전기를 원가로 받는 핀란드식 ‘소비자 지분 참여형 발전회사’와 석탄 폐지 시점을 신규 원전 가동에 맞추는 ‘석탄-원전 이어달리기’를 해법으로 제안했다.

전우영 서울과기대 교수는 ‘AI 경쟁력 강화를 위한 전력시장 제도 개선 방안’ 발표에서 최근 IEA 에너지 전망에서 AI로 인한 수요증가를 반영해 기존 최대수요전망보다 약 12% 상향하는 ‘현행정책 시나리오(CPS)’를 추가하며 에너지 수요증가가 본격화됨을 설명했다.

AI 데이터센터 및 첨단 산업에 대한 안정적 공급을 위협하는 요인으로 △재생발전 간헐성 △송전망 건설 지연 △원전 계속운전 심사예측 불확실성 △재생에너지와 AI 데이터센터 확대로 약해지는 전력계통을 꼽았다.

경제적 공급 관점에서의 문제로는 국내 산업용 전기요금(182원/kWh)이 이미 미국(70원)·중국(95원)보다 높고, 태양광 LCOE(115~146원/kWh)는 원전 LCOE(59~74원/kWh)의 약 2배이며 시스템 비용을 포함할 경우 그 격차가 더 커지는 점을 짚었다.

전 교수는 해법으로 재생에너지 입찰제와 함께 하루전·당일·실시간 시장기반의 정교한 가격 신호를 통해 유연성 자원 간 경쟁 강화와 효율적 조달을 유도하는 도매시장 개선책은 물론 발전소와 AI·첨단산업이 직접 계약하는 PPA(전력구매계약)를 LNG·SMR까지 확대 허용하는 방안을 제시했다.

이어 박주헌 동덕여대 교수를 좌장으로 두 발표자와 노동석 서울대 원자력정책센터 책임연구원, 이상준 서울과기대 교수, 하민용 SK텔레콤 AI DC 개발본부장, 문형욱 KTNF 부사장이 참여하는 종합 토론이 진행됐다.

하민용 SK텔레콤 AI DC 개발본부장은 “예전에는 AI 데이터센터 규모가 평균 20MW 정도로 작아서 전력 공급에 큰 문제가 없었으나, 지금은 GW급으로 상당히 커지면서 투자자들은 ‘어떻게 적기에(신속하게) 경쟁력 있는 가격으로 안정적으로 저탄소 전력을 공급할 수 있느냐’에 관심을 두고 있다”라며 “중장기적으로 SMR 등 새로운 원전 기술과 AI 데이터센터의 연계 노력이 필요하고. PPA가 활성화되었으면 좋겠다. LNG 발전도 유연한 출력이 가능해 백업 전원으로서 역할이 가능할 것”이라고 말했다.

문형욱 KTNF 부사장은 “현재 AI 데이터센터의 전력수요 전망을 전력을 가장 많이 사용하는 서버 인프라(GPU)에만 초점을 맞추고 있는데, GPU 작동 시 발생하는 열 냉각, 네트워크 장비 등에서도 추가적인 전력수요가 발생하고, 기존 산업의 AI 가속화로 인한 전력수요 증가도 고려해야 합리적인 전원믹스 구성이 가능할 것”이라고 밝혔다.

또한 “안정적인 전력 공급을 위해 TV, 냉장고 등의 제품처럼 AI 데이터센터 서버의 에너지 소비 효율화를 위한 인센티브 제공이 필요하다”고 강조했다.

이상준 서울과기대 교수는 “재생에너지 같은 변동성 에너지로만 전원믹스를 채우게 되면 매우 많은 저장 용량이 필요하고 인프라 비용도 굉장히 많이 들 것이다. 또 시간대별로 매칭이 안 되는 전원은 밸런싱 액션이 필요해 추가로 온실가스 배출을 유발한다. 그렇기에 청정 무변동성 발전원(청정 펌퍼)이 있으면 온실가스 감축의 속도가 훨씬 빠르다”라며 “실제로 해외에서는 청정 무변동성 발전원으로 원전, 수소, CCS, 지열 등이 있는데, 수소는 아직 가격이 너무 비싸고, 지열은 국내 여건이 안 되고, CCS는 상용화가 계속 지연되고 있다. 결국 원전이 산업에 가장 저렴하고 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 클린 펌퍼 역할을 할 수 있다”고 밝혔다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)