AI 데이터센터와 전기화, 재생에너지 확산으로 직류(DC) 기술의 역할이 커지면서 미래 전력 배전 시스템이 교류(AC)와 DC의 강점을 결합한 하이브리드 구조로 발전할 것이라는 전망이 나왔다.
글로벌 전기화 및 자동화 기업 ABB는 보스턴컨설팅그룹(BCG)과 공동으로 ‘AC/DC 하이브리드 전력의 전략적 가치: 차세대 전력 아키텍처로의 전환’ 보고서를 발간하고 산업·상업·디지털 인프라 전반에서 DC 기술의 활용이 확대되고 있다고 밝혔다.
ABB와 BCG는 보고서에서 AC가 송전과 지역 배전망에서 중추적인 역할을 이어가는 가운데 주요 에너지원과 부하가 이미 직류로 작동하는 시설에서는 DC 활용이 늘어날 것으로 내다봤다. 태양광 발전과 배터리, 전기차, AI 데이터센터, 산업 자동화 시스템 등 빠르게 성장하는 기술 대부분이 DC를 기반으로 작동하고 있기 때문이다. 발전부터 저장, 소비까지 이어지는 과정에서 전력 변환 단계를 줄이면 에너지 효율을 높이고 기존 전력망의 연결 용량을 보다 효과적으로 활용할 수 있다는 분석이다.
특히 AI 데이터센터는 DC 도입을 앞당기는 주요 분야로 꼽혔다. AI 연산량 증가에 따라 데이터센터의 전력 밀도가 높아지면서 기존 전력 공급 구조만으로 증가하는 수요를 감당하기가 점차 어려워지고 있다는 설명이다.
보고서는 800VDC 배전 방식이 차세대 AI 인프라의 주요 전력 공급 구조로 부상하고 있으며, 제한된 전력망 연결 용량 안에서 컴퓨팅 용량을 극대화하고 에너지 효율을 높일 수 있다고 분석했다.
DC 활용은 데이터센터를 시작으로 제조시설과 상업용 건물 등으로 확대될 전망이다. 자동화 설비 비중이 높은 제조시설과 상업용 건물에 DC 시스템이나 서브시스템을 적용하면 전력 변환 과정에서 발생하는 손실을 줄이고 현장에서 생산한 재생에너지와 에너지저장장치(ESS)를 보다 효율적으로 연계할 수 있다. 장기적으로는 다양한 건축물에서도 DC 기술 활용이 늘어날 것으로 예상됐다.
ABB와 BCG는 DC 확산을 위해 해결해야 할 과제로 파편화된 표준과 DC 전문 인력 부족을 꼽았다. 규모와 안전성, 경제성에 대한 기존 우려는 현재 기술 수준을 충분히 반영하지 못한 과거의 인식이라고 지적하면서 공통 표준 확립과 전문 인력 강화가 필요하다고 강조했다.
ABB는 선박용 DC 전력 시스템을 통해 최대 27%의 연료 절감 효과를 달성했다. 2022년에는 업계 최초 직류 전용 반도체 차단기인 SSCB(Solid State Circuit Breaker)를 출시했다. 현재 700건 이상의 DC 관련 특허를 바탕으로 전기 운송과 마이크로그리드, 데이터센터 등으로 적용 범위를 확대하고 있으며 산업 파트너들과 DC 배전 기술을 활용한 저탄소 알루미늄과 그린수소 생산 가능성도 모색하고 있다.
모르텐 비어로드(Morten Wierod) ABB 최고경영자(CEO)는 “기존 전력 인프라의 수용 여력은 제한적이지만 전력 수요는 계속 늘어나는 만큼, DC 시스템의 도입을 확대하려면 기업과 정책 당국, 기술 업계가 긴밀히 협력하고 DC의 역할에 더욱 주목해야 한다”며 “ABB는 25년 이상 DC 솔루션을 통해 고객의 전력 변환 손실을 줄이고 전력 전달 효율을 높여 왔다”고 말했다.
이어 “공통 기술과 일관된 표준을 마련하고, 이를 대규모로 적용할 수 있는 전문 인력이 필요하다”며 “AC와 DC가 각자의 역할을 담당하며 함께 활용될 때 더욱 효율적이고 안정적이며 미래 전력 수요에 대응 가능한 시스템을 구축할 수 있을 것”이라고 강조했다.
헬로티 이동재 기자 |
