AI 데이터센터, 전력망 흔든다…플로우 배터리 대안 부상

AI 데이터센터 병목은 전력 생산이 아니라 수요 변동을 흡수할 저장·완충 인프라 부족이라는 분석이 나왔다. [사진: 셔터스톡]

[디지털투데이 AI리포터] 인공지능(AI) 데이터센터 확장의 주요 제약 요인은 발전 용량 부족이 아니라 전력 저장 및 완충 능력이라는 지적이 제기됐다.

6일(현지시간) 전기차 전문 매체 클린테크니카에 따르면, AI 데이터센터는 기존 산업시설과 달리 전력 사용 패턴이 불규칙해 전력망에 더 큰 부담을 주고 있다.

알레그로 공동창업자이자 최고경영자(CEO) 토머스 난(Thomas Nunn)은 AI 데이터센터의 핵심 문제를 총 전력 소비량이 아닌 수요 변동성에서 찾았다. 그는 알루미늄 제련소 등 전통 산업은 일정한 전력 수요를 유지하는 반면, AI 데이터센터는 짧은 시간에 연산 수요가 급증하는 구조라고 설명했다. 수백만 명이 동시에 AI 서비스에 질의하거나 금융·물류·국방 시스템이 특정 이벤트에 반응할 경우 전력 수요가 분 단위로 급증할 수 있다고 분석했다.

그는 전력망 대응의 핵심이 발전원 확대가 아니라 잉여 전력을 흡수하고 수요 급증 시 즉시 방출할 수 있는 '완충 기능'이라고 강조했다. 그는 블랙록(BlackRock) 회장 래리 핑크(Larry Fink)가 재생에너지 단독 운영의 한계를 언급한 데 대해 "핵심 문제는 발전원이 아니라 수요 변동성과 저장 인프라 부족"이라고 반박했다.

또한 데이터센터는 계통 이상 상황에서 기존 산업시설처럼 점진적으로 부하를 줄이지 않고 갑작스럽게 전력망에서 이탈할 수 있어 전압·주파수 불안정을 유발할 수 있다고 지적했다.

배터리 기술과 관련해서는 리튬이온 배터리가 빠른 응답성으로 초기에는 널리 사용됐지만, 고빈도 충·방전에서 성능 저하가 빠르다고 평가했다. 또한 약 4~6시간 이상 장주기 저장에서는 비용 구조가 급격히 악화된다고 설명했다.

대안으로는 플로우 배터리가 제시됐다. 이 기술은 전해질 용량으로 저장량을, 스택 크기로 출력을 각각 조정할 수 있으며 반복 충·방전 내구성이 높아 장기 운용에 유리하다고 평가됐다.

AI 데이터센터가 수백메가와트(MW) 규모로 확대될 경우 저장 수요는 단기 대응에서 장주기·고빈도 충·방전 중심으로 이동할 가능성이 크다. 난은 저장 기술이 이를 충족하지 못할 경우 화석연료 기반 전원이 보완 수단으로 남게 될 수 있다고 경고했다.

그는 리튬이온 배터리만으로는 차세대 디지털 인프라를 감당하기 어렵다며, 적절한 저장 기술 확보가 AI 데이터센터의 에너지 전환 속도를 좌우할 것이라고 말했다.