인사이트-AI 데이터 센터로 인해 더러운 '피크' 발전소가 다시 가동된다

Laila Kearney

12월23일 - 시카고의 노동자 계층이 거주하는 필센 지역에는 60년대 석유 화력 발전소가 드보르작 공원 뒤 산업 부지에서 솟아 있으며, 따뜻한 날씨에는 다채로운 색상의 놀이터에 올라 미끄럼틀을 타는 아이들로 가득하다.

휴스턴에 본사를 둔 NRG 에너지가 소유한 거의 사용되지 않는 8개의 발전소인 피스크 발전소는 내년에 폐쇄될 예정이었다. 하지만 인공 지능으로 인한 전력 수요 (link) 가 발생했다.

데이터 센터의 전력 요청이 기존 공급량을 초과하면서 전력 부족에 대한 경보가 울리자 미국 최대 전력 시장인 PJM Interconnection에서 가격이 급등했고, Fisk와 같은 발전소는 갑자기 수익성이 높아졌다.

"우리는 이 발전소들을 계속 운영할 경제적 이유가 있다고 판단하여 폐쇄 통보를 철회했다"고 Fisk의 발전소 8곳을 운영하는 NRG의 발전 담당 수석 부사장 Matt Pistner는 말했다.

피스크 발전소는 미국 전역의 전력망이 빅테크의 인공지능 투자를 뒷받침하는 데이터 센터의 수요 증가에 따라 (link) 따라잡기 위해 고군분투하는 가운데, 미국 전역에서 소위 '피커' 발전소가 점점 더 많이 가동되고 있는 추세다.

전력 수요가 급증하는 기간 동안 짧은 시간 동안만 작동하도록 설계된 피커는 순간적으로 전력을 공급하여 정전을 방지하는 데 도움이 된다. 하지만 수십 년 된 화석연료를 사용하는 이러한 시설은 가동 시 더 많은 오염 물질을 배출하고 지속적인 발전소보다 전력 생산 비용이 더 많이 든다는 단점이 있다.

로이터 통신이 미국 최대 전력망에 제출된 자료를 분석한 결과, PJM에서 폐쇄 예정이었던 석유, 가스, 석탄 발전소의 약 60%가 올해 그 계획을 연기하거나 취소한 것으로 나타났다. 가동 중단을 피한 발전소의 대부분은 피크 발전소다.

피스크 피커 발전소는 지금은 없어진 석탄 화력 발전소 부지에 건설되어 한 세기 넘게 운영되었다. 지역 주민들의 격렬한 반대 끝에 석탄 발전소는 10여 년 전에 폐쇄되었지만, 석유를 연료로 사용하는 8개의 피크 유닛이 이 부지에서 계속 가동되고 있다.

필센에서 성인기의 대부분을 보낸 피스크 석탄 발전소 폐쇄를 오랫동안 지지해 온 제리 미드-루세로는 "석탄 발전소가 폐쇄되지만 여전히 이곳에서 전력이 생산될 것이라는 사실을 알았을 때 매우 실망스러웠다"고 말했다.

석탄 발전소가 폐쇄된 후 오염은 급감했지만 사라지지는 않았다. 환경보호청에 따르면 8기의 피크 발전소가 가끔씩 전력망에 공급하기 위해 재가동되면서 이산화황은 연간 약 2톤에서 많게는 25톤까지 배출되었다.

일리노이주 비영리 단체인 호흡기 건강 협회의 환경 보건 프로그램 책임자인 브라이언 어바세브스키는 "인근의 낮은 굴뚝과 주택을 고려하면 이는 적지 않은 양이 아니다"라고 말했다.

더티 파워

학계 및 연방 정부 연구에 따르면, 피커 발전소는 효율성이 아닌 속도에 초점을 맞춰 지어졌기 때문에 발전소 배출물에서 독성 화학물질을 제거하는 수은 스크러버나 미세먼지 필터와 같은 오염 제어 장치가 없는 경우가 많다.

또한 일부는 굴뚝이나 굴뚝이 낮기 때문에 오염이 국지적으로 더 집중될 수 있다고 환경 옹호자들은 말한다.

도널드 트럼프 미국 대통령 행정부에서 피크 발전소의 장기 가동이 가속화될 수 있다. 트럼프 행정부는 대규모 신규 전력 수요를 신속하게 충족하기 위해 피크 발전소 및 기타 비상 시스템을 포함한 기존 전력 공급원 (link) 을 활용하는 방안을 모색하고 있다고 밝혔다.

크리스 라이트 미국 에너지부 장관은 9월 로이터와의 인터뷰에서 "더 많이 가동할 수 있는 피크 발전소가 많이 있다"고 말하며, 청정 대기 규제로 인해 더 많은 발전소가 더 자주 가동되지 못하고 있다고 덧붙였다. 그는 "오늘날 가장 큰 목표는 전력망의 예비 용량"이라고 말했다.

미국 회계감사원의 보고서에 따르면 피크 발전소는 미국 전체 전력의 약 3%를 공급하지만, 총 19%를 생산할 수 있는 용량을 보유하고 있다.

그러나 이러한 여유 용량을 활용하면 이미 환경 위험으로 과부하가 걸린 인근 지역에 더 많은 유해한 배출물이 배출될 수 있다.

학계와 연방 정부의 연구에 따르면 미국의 약 1,000개의 피크 발전소는 저소득층 유색인종 커뮤니티에 불균형적으로 위치해 있어 발전소 수명을 연장하면 취약한 미국인들이 더 많은 오염을 감당해야 할 수 있다.

주로 흑인이거나 이민자라는 이유로 모기지와 같은 금융 서비스에서 배제된 과거 '레드 라인'에 속했던 미국 지역사회를 대상으로 한 2022년 연구에 따르면, 2000년 이후 인근에 피크 발전소가 건설되었을 가능성이 비레드라인 지역보다 53% 더 높은 것으로 나타났다.

연구를 주도한 UCLA 환경 보건 과학 교수인 라라 쿠싱은 "재개발 지역인 경우 인근에 화석 연료 발전소가 건설될 가능성이 더 높았으며, 피크 발전소의 경우 그 관계가 더욱 강하다는 것을 확인했다"고 말했다.

전력망에 부담을 주는 전력 수요

미국의 피크 발전소 대부분은 20세기 중반 전기 제품이 일반 가정용품이 되면서 에너지 소비가 증가하던 시기와 경제가 성장하고 컴퓨터가 대중화되던 밀레니엄 시대에 건설되었다. 그 후 에너지를 많이 소비하는 기기와 인프라의 효율성이 높아지면서 미국의 전력 수요가 감소하고 많은 화석연료 발전소가 폐쇄되었다.

한편, 태양이 비치고 바람이 불 때만 전력을 생산하는 태양열 및 풍력 발전소가 더 많은 에너지를 공급하기 시작했다.

미국 의회가 환경 정의 단체의 요청에 따라 피크 발전소의 사용과 미국 지역 사회와의 관계를 연구하도록 지시한 정부 회계 책임 사무소의 프랭크 루스코 이사는 "우리는 오래된 시스템을 더 열심히 작동시키고 있으며, 이것이 피커로 작동하는 발전소의 사용이 증가하는 이유 중 하나"라고 말했다.

연구 결과 천연가스 피크 발전소는 비피크 발전소에 비해 평균적으로 생산된 전력 단위당 이산화황을 1.6배 더 많이 배출하는 것으로 나타났다.

피스크는 13개 주에 걸쳐 있으며 세계에서 가장 많은 데이터 센터가 밀집해 있는 미국 최대 전력망인 PJM Interconnection의 일부다. AI 데이터 센터의 수요는 전력망의 예비 전력을 잠식할 위협이 되고 있으며, 이미 가격 상승을 주도하고 있다.

수요가 급증하는 시기에 발전소를 가동하기 위해 PJM의 전력 공급업체에 지불하는 가격은 올여름 전년 대비 800% 이상 치솟았다. 이로 인해 피크 발전소를 소유하는 것이 훨씬 더 수익성이 높아졌다.

"오늘날 전국적으로 전력 수요가 공급을 앞지르고 있는 것은 분명하다. 시장이 이를 반영하고 발전소가 이에 대응하고 있다"고 PJM 대변인 Jeff Shields는 말했다. 그는 "데이터 센터와 국가 경제에 전력을 공급하는 기타 대형 부하의 전력 수요에 발맞추기 위해 새로운 세대를 계속 도입하는 동안 기존 세대를 잃을 여유가 없다"고 덧붙였다.

로이터 통신이 전력 회사들이 PJM 인터커넥션에 보낸 서한을 분석한 결과, PJM 지역 내 약 23개의 석유, 가스 및 석탄 발전소가 2025년 또는 그 직후부터 가동을 중단할 예정인 것으로 나타났다.

1월 이후 미국 전력 회사, 전력망 운영자, 연방 정부는 13개 발전소의 폐쇄를 연기하거나 취소한 것으로 나타났다. 폐쇄를 피한 발전소 중 11개는 피크 발전소였다.

이 중에는 필라델피아 외곽에 있는 Constellation Energy 소유의 약 55년 된 "에디스톤" 발전소가 포함되어 있으며, 에너지부에서 계속 가동하라는 명령을 받았다. 한편 볼티모어 인근의 와그너 피커는 전력망 운영자가 발전기 철거에 필요한 송전을 조율하는 동안 PJM의 요청에 따라 계속 가동되었다.

유지된 발전소 중 상당수는 피커로 건설된 반면, 다른 발전소는 처음에는 24시간 전력을 공급하기 위한 것이었지만 나중에 비상시에만 가동하도록 다운그레이드되었다.

'최후의 방어선'

피스크의 소유주인 NRG Energy는 피커가 데이터 센터뿐만 아니라 제조 및 운송의 전기화, 점점 더 심해지는 겨울 폭풍과 여름 폭염으로 인한 정전을 피하기 위해 더 자주 요청되는 그리드의 필수 안전장치라고 말한다.

시카고에 피스크 피커가 있다는 것은 외부 전원이 중단되는 비상 상황에서도 전기를 수입할 필요가 없다는 것을 의미한다.

"피스크 피커는 시스템의 최후의 방어선이자 충격 흡수 장치다"라고 NRG 에너지의 매트 피스트너는 말했다. 그는 "필요할 때 다른 곳으로 갈 곳이 없다"고 덧붙였다.

NRG는 원자력부터 풍력 및 태양열에 이르기까지 다양한 발전원을 보유하고 있지만, 석유 연소 피커는 전력 연료원을 현장에 저장할 수 있도록 보장함으로써 또 다른 확실성을 더한다고 피스트너는 말한다.

NRG 대변인은 로이터에 "발전소가 가동되는 동안 연방 및 주 환경 규제 내에서 일관되게 운영되고 있으며 그 기록이 자랑스럽다"고 말했다.

에너지 전문가들은 피커를 대체할 수 있는 대안이 있다고 말한다. 보다 견고한 송전선에 투자하면 전력 공급이 과잉인 지역에서 전력 부족 지역으로 전기를 수송할 수 있다.

"그렇게 하면 시스템이 더 효율적으로 운영되고 피커에 대한 의존도를 줄일 수 있을 것"이라고 GAO의 루스코는 말했다.

청정 에너지 지지자들에 따르면 전력을 더 오래 저장할 수 있도록 기술적으로 개선되고 있는 배터리도 많은 피커 장치를 대체할 수 있다고 한다.

한편, AI 전력 수요가 증가함에 따라 최근 역사상 일부 오염원을 폐쇄하기 위해 성공적으로 싸워온 필센과 같은 지역 사회는 피크 발전소와 싸우기가 더 어려워질 수 있다.

펜실베이니아 대학교 클라인만 에너지 정책 센터의 존 퀴글리는 "이 모든 것이 전기 소비자의 상당한 비용 증가와 지역 오염의 상당한 증가로 이어지며 새로운 청정 에너지 발전이 전력망에 연결되는 것을 막을 것"이라고 말했다.

PJM은 피커가 더 오래 켜져 있는지 여부에 관계없이 무탄소 재생 에너지, 원자력 및 가스 화력 에너지를 계속해서 그리드에 연결할 것이라고 말했다.

"우리는 지금 당장 확보할 수 있는 모든 메가와트의 에너지가 필요하다"고 쉴즈는 말했다. 기존 발전소를 비활성화하는 것은 "현실을 무시하는 것"이라고 그는 덧붙였다.

일리노이 북부 지역은 신흥 데이터 센터 시장으로, 이미 필센에 최소 하나의 데이터 센터가 운영되고 있으며, 올해 T5 데이터 센터가 발표한 20개 건물 규모의 캠퍼스를 비롯해 인근 지역에 에너지 집약적인 여러 프로젝트가 계획되어 있다.

미드-루세로는 피스크 피크 발전소가 산업 트럭 통행, 금속 스크래퍼, 인근을 가로지르는 주요 고속도로에서 발생하는 배출가스로 인해 그의 고향을 괴롭히는 환경적 위험의 유산을 이어갈 것이라고 우려한다. 그는 "이러한 모든 복합적인 요인을 더하면 진짜 문제가 다시 발생하게 된다"고 말했다.