AI가 전기를 사는 방식, 왜 원전과 20년 계약일까

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요즘 미국 가정의 전기요금 고지서를 받아 든 사람들 표정이 좋지 않아요. 2021년 이후 미국 전기요금은 약 40% 올랐고, 2019년 이후 처음으로 전체 물가 상승률을 앞질렀죠.

그런데 같은 시기, 미국 최대 원전 운영사인 컨스텔레이션 에너지(Constellation Energy)의 주가는 하루 만에 12% 넘게 뛰었습니다. 10월 7일 구글이 컨스텔레이션과 총 3,590MW(메가와트) 규모의 장기 전력 계약을 맺었다는 소식이 전해진 직후였어요.

전기를 사는 방식 하나가 시장을 이렇게 흔든 걸까요? AI 투자의 다음 병목이 왜 칩이나 메모리가 아니라 '전력을 어떤 계약 구조로 확보하느냐'로 옮겨갔는지, ​​기업 PPA(Power Purchase Agreement)​​라는 개념부터 짚어볼게요.

전기를 '고지서'가 아니라 '계약서'로 사는 법

우리에게 전기요금은 매달 고지서로 날아오는 숫자예요. 한국은 한국전력이 전기를 사서 소비자에게 파는 단일 구조지만, 미국은 다릅니다. 발전사가 만든 전기를 도매시장에 올리면 시시각각 가격이 매겨지고, 소매 판매업자가 그걸 사서 가정과 기업에 넘기는 구조죠.

문제는 이 도매시장 가격이 데이터센터 때문에 널뛰기 시작했다는 거예요. 그래서 다시 주목받는 게 기업 PPA입니다. 발전사와 전력 구매자가 전력망이라는 중개 시장을 거치지 않고, 장기·고정 가격으로 직접 거래하는 계약이에요.

부동산으로 비유하면 이해가 빨라요. 매달 시세에 따라 월세를 새로 정하는 반월세 집 대신, 2년치 전세금을 미리 정해놓고 사는 겁니다. 집주인(발전사)은 목돈이 들어오니 안심하고 설비를 고칠 수 있고, 세입자(빅테크)는 월세 폭탄 걱정 없이 지낼 수 있죠.

특히 원전 PPA는 조건이 남다릅니다. 태양광은 해가 지면 멈추고 풍력은 바람이 안 불면 멈추죠. 반면 원전은 24시간 일정하게 돌아가는데, AI 데이터센터가 필요로 하는 게 바로 이 '멈추지 않는 전력'이에요. 그래서 값도 비쌉니다. 분석가들은 20년짜리 원전 PPA 가격을 MWh(메가와트시)당 110~115달러로 추정하는데, 도매 전력이 50달러 안팎, 재생에너지가 60달러 안팎인 것과 비교하면 두 배가 넘어요. 그런데도 빅테크가 지갑을 여는 이유는 값이 싸서가 아니라, 24시간 끊기지 않는다는 확실성을 사는 것이거든요.

계약 방식은 크게 두 갈래로 나뉩니다.

• 물리적 PPA: 발전소가 만든 전력을 구매자가 실제로 인수하는 방식. 구글과 컨스텔레이션의 이번 계약이 여기에 가깝다.
• 재무적 PPA: 전력은 전력망에 흘려보내고 정산만 현금으로 주고받는 방식. 발전사에는 장기 매출을 확정해주는 수단이 된다.

왜 하필 원전이고, 왜 하필 지금일까

이유는 미국 최대 전력망인 PJM*에 있어요. PJM은 13개 주, 6,700만 명에게 전기를 공급하는데, 이 구역에 AI 데이터센터가 몰려 있습니다. 데이터센터 확장으로 수요가 급증하면서 2024년 이후 PJM의 용량 전력 가격은 11배 이상 폭등했죠.

*PJM(Interconnection)은 펜실베이니아·일리노이·뉴저지 등 13개 주를 관할하는 미국 최대 전력망 운영기구다. 데이터센터 밀집 지역 대부분이 이 구역에 들어간다.

결국 PJM 경영진이 카드를 꺼내 들었어요. 데이터센터 고객에게 자체 전력을 확보해 오라는 이른바 BYOP(Bring Your Own Power, 자체 전력 확보) 제안입니다. 아파트 단지에 입주민이 늘어 전기가 모자라니, 전기를 많이 쓰는 집에는 "알아서 발전기를 사 오세요. 안 그러면 정전 때 제일 먼저 끊습니다"라고 통보한 셈이죠.

구글의 이번 계약은 그 통보에 대한 답장입니다. 그런데 여기서 흥미로운 선택이 나와요. 새 원전을 짓는 게 아니라, 이미 돌아가는 원전 11기를 업그레이드해 890MW를 더 짜내는 방식입니다. 헌 집을 허물고 새 집을 짓는 대신 보일러와 창호를 새것으로 바꾸는 것과 비슷하죠. 터빈과 증기 발생기, 디지털 제어 시스템을 교체하면 건설 기간과 전력망 접속 절차를 크게 줄일 수 있어요. 새 원전이 10년 이상 걸리는 것과 달리, 첫 업그레이드 전력은 2028년부터 나옵니다.

돈은 컨스텔레이션이 댑니다. 43억 달러(약 5조 8,000억 원) 이상을 투입해 11개 원자로를 손보고, 구글은 20년 동안 그 전력을 사들이는 구조예요. 890MW라는 숫자가 감이 잘 안 잡힌다면, 미국 가정 60만 가구 이상이 쓸 수 있는 양이라고 보면 됩니다. 골드만삭스는 미국 데이터센터 전력 수요가 2026년 12GW, 2027년 17GW씩 각각 38% 늘어날 것으로 봤고, 미국 에너지정보청(EIA)은 같은 기간 전력 소비가 2025년 4,195TWh(테라와트시)에서 2027년 4,356TWh까지 올라 역대 최고치를 경신할 것으로 내다봤죠.

890MW가 남긴 것 — 수혜의 순서

시장은 즉각 반응했어요. 컨스텔레이션 주가는 하루 만에 12% 넘게 올랐고, 장중에는 15% 가까이 치솟아 주당 307달러를 넘어섰습니다.

수혜는 순서대로 퍼졌어요. 먼저 원전을 가진 발전사입니다. 계약 당사자가 아닌 비스트라(Vistra)와 탈렌 에너지(Talen Energy)도 각각 8%, 7%대 동반 상승했죠. 시장이 이 계약을 특정 기업의 호재가 아니라 '업계 전체의 가격 신호'로 읽었다는 뜻이에요.

다음은 연료입니다. 호주 우라늄 관련주인 팰러딘 에너지가 6.5%, 딥 옐로우가 9.5%, 실렉스 시스템즈가 8.2%, 넥스젠 에너지가 6.2% 올랐어요. 원전 한 기가 20년 계약을 맺으면 그만큼의 우라늄 수요도 20년치 예약되는 셈이니까요. 빅테크의 확보 경쟁도 이미 한 단계 올라갔습니다. 아마존은 컨스텔레이션과 690MW 계약(메릴랜드 캘버트 클리프스, 190MW 업그레이드 포함)을 맺었고, 탈렌 에너지의 서스쿠하나 원전에서는 2042년까지 최대 1,920MW를 사들이기로 했죠. 메타는 여러 계약을 묶어 최대 6.6GW, 마이크로소프트는 스리마일섬 1호기 재가동분 835MW를 20년간 확보했습니다.

고지서는 누가 내는가

그렇다면 리스크는 없을까요? 가장 큰 걸림돌은 '누가 전기요금을 내는가'입니다.

PJM의 2027/2028 용량 경매를 보면 답이 나와요. 경매 총액 약 164억 달러 중 40%에 가까운 65억 달러가 데이터센터 부하 때문으로 추정되는데, 그중 62억 달러는 아직 짓지도 않은 데이터센터 몫입니다. 계획만 세운 시설의 예비 전력 비용을 기존 가정이 먼저 부담하는 구조인 거죠.

지역 반대도 만만치 않아요. 2026년 5월 갤럽 조사에서 미국인의 71%가 지역 내 AI 데이터센터 건설에 반대했는데, 이는 원자력 발전소 반대율(53%)보다 높은 수치입니다. 같은 해 1분기에만 약 1,300억 달러 규모의 데이터센터 프로젝트 75개 이상이 중단·지연·취소됐죠. FERC(미국 연방에너지규제위원회)가 10월 12일 PJM의 대규모 부하 프레임워크 결정을 내릴 예정인데, 비용 배분 규칙이 어떻게 정해지느냐에 따라 PPA 시장의 속도가 달라질 수 있어요. 반대편에서는 수조 달러에 달하는 AI 지출 전망 자체가 비현실적이며 향후 '구매자 파업'으로 이어질 수 있다는 경고도 나옵니다.

20년짜리 전력 공급이 실제로 시작되는 건 2028년입니다. 그 사이 전기요금 고지서를 누가 얼마나 나눠 낼지, 그리고 이 계약 구조가 미국 전력망의 다음 10년을 어떻게 바꿀지는 두고 봐야 할 것 같습니다.