데이터센터 호황에 가스터빈 품귀 현상[테크토크]

데이터센터 내 백업 발전소로 쓰이는 터빈
변동성 높은 재생에너지, 상용화 먼 SMR

지난 13일 두산에너빌리티는 380메가와트(MW)급 산업용 가스터빈 2기를 미국 기업에 공급하기로 했다고 밝혔습니다. 국산 가스터빈이 미국에 수출된 첫 사례로, 고객사는 공개되지 않았으나 빅테크 기업으로 알려졌습니다. 최근 인공지능(AI) 데이터센터가 급격히 확장하며 가스터빈도 품귀 현상을 겪고 있습니다. 한때 빅테크 기업들은 데이터센터 가스터빈을 대체할 새 전력 공급원을 찾았지만, 결국 가스터빈으로 돌아오는 모양새입니다.

글로벌 가스터빈 품귀 현상…주문하면 5년 뒤 받아

산업용 가스터빈은 기계 공업 선진국이 장악한 분야입니다. 일반적으로 열병합발전소의 동력원으로 쓰이는데 최근에는 AI 데이터센터에서 수요가 폭발하고 있습니다. 미국·영국·독일·일본 등 소수 국가만 보유한 기술로 제너럴일렉트릭(GE), 지멘스, 롤스로이스, 미쓰비시 등 소수의 기업이 수십년째 글로벌 시장을 지배해 왔습니다.

두산에너빌리티가 자체 개발한 380MW(메가와트)급 가스터빈 모델. 연합뉴스

상대적으로 후발주자인 두산에너빌리티가 '가스터빈 종주국'인 미국에 가스터빈을 수출할 수 있었던 이유는 품귀 현상에 있습니다. 미국 비영리 에너지 시장 조사기관 '에너지 경제 금융 연구소(IEEFA)'가 지난 7일(현지시간) 공개한 보고서에 따르면, 지난해 이후 현재까지 글로벌 시장에서 가스터빈 주문량은 80기가와트(GW) 규모입니다. GE, 미쓰비시, 지멘스 세 기업의 연간 생산량 30GW의 두 배를 넘는 규모입니다. 2027년에는 연간 주문량이 100GW를 돌파할 것이란 전망도 나옵니다.

현재 고객사가 한 대의 가스터빈을 주문하면, 5년 뒤인 2030년 공급받을 수 있다고 합니다. IEEFA는 "고객사들은 2030년 인도받을 GE의 가스터빈을 예약 주문하기 위해 2500만달러(약 360억원) 수수료를 지불하며 경쟁 중"이라고 전했습니다

데이터센터 백업 발전에 안성맞춤

가스터빈 수요가 급증한 배경엔 ▲필리핀·베트남 등 동남아시아 신흥국의 열 병합 발전소 확대 ▲선진국 데이터센터 투자 등이 있습니다. 특히 미국, 영국 등 IT 선진국에선 1GW 이상의 전력을 소비하는 초대형 AI 데이터센터들이 건설되고 있는 상황입니다.

사실 가스터빈은 오래전부터 데이터센터의 '심장' 역할을 도맡아 왔습니다. 일반적으로 데이터센터는 수십에서 수백MW의 전력을 소비하기 때문에, 인근 발전소와 송전망을 연결해 전력을 공급받습니다. 하지만 발전소는 불가피한 상황으로 작동이 멈출 위험이 있지요. 이 때문에 모든 데이터센터는 가스터빈을 활용해 '백업 발전소'를 자체적으로 건설합니다.

미국 가스터빈, 디젤 발전기 제조업체 커민스가 공급하는 데이터센터 백업 발전소. 커민스 홈페이지

가스터빈은 가동 및 정지가 용이하고, 무엇보다도 예열 시간이 짧다는 장점이 있습니다. 즉 비교적 빠르게 최대 출력까지 도달할 수 있다는 뜻입니다. 만일 데이터센터에 전기 공급이 끊겼을 경우, 최대한 빨리 전력을 복구하기에 안성맞춤인 설비이지요.

변동성 높은 재생에너지, 상용화 어려운 SMR

빅테크들은 한때 가스터빈을 대체할 새로운 발전원을 물색한 바 있습니다. 신재생에너지가 발달한 유럽에선 태양광·풍력 발전을 활용한 데이터센터도 나왔습니다. 다만 태양광·풍력 발전은 날씨의 영향에 따라 발전량이 달라진다는 단점이 있습니다. 전력 공급의 변동성을 완화하려면 전력 저장 장치(ESS) 등 별도의 시설을 따로 마련해야 하므로, 상대적으로 비용이 커집니다.

소형 모듈 원자로(SMR) 핵심 부품인 압력 선체. 셰필드 포지마스터

소형 모듈 원자로(SMR)도 미래의 데이터센터 백업 발전 시설로 기대받고 있어도 아직 상용화까지는 먼 길이 남아있습니다. 오늘날 수많은 스타트업, 기성 업체들이 SMR 개발을 시도하고 있지만, 현재 가동 중인 SMR은 러시아, 중국에 각각 2기, 1기뿐입니다. 그마저도 여전히 시범 사업을 벗어나지 못한 상황입니다.

SMR의 상용화가 더딘 배경에는 지난 수십년간 고착된 저투자가 있습니다. 프랑스의 에너지 싱크탱크 소속 그레그 드 테머만 연구원은 "21세기 초 이후 원자력 투자는 다른 에너지 기술보다 매우 저조한 편이었다. 가장 최근의 투자 증가도 주로 핵융합에 주도됐다"며 "원자력 발전은 전형적인 자본 집약 산업인데 현재 원자력은 신재생에너지보다 더 비싸다. 그것이 (SMR의) 근본적으로 해결해야 할 문제"라고 평했습니다.

임주형 기자 skepped@asiae.co.kr