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솔직히 처음엔 저도 AI 투자라면 당연히 반도체라고만 생각했습니다. 그런데 어느 날 문득 이런 생각이 들었습니다. GPU가 아무리 많아도 전기가 없으면 그 GPU는 그냥 고철 덩어리 아닌가? 지금 빅테크들이 AI 인프라에 연간 최소 5,000억 달러에서 7,000억 달러를 쏟아붓고 있는데, 정작 가장 큰 장벽이 반도체가 아니라 전력이라는 이야기가 조용히 나오고 있습니다. 이 글은 그 흐름을 직접 살펴본 기록입니다.
AI의 진짜 병목, 전기
처음엔 반신반의했습니다. 아무리 그래도 세계 최강 빅테크들이 전기 때문에 발이 묶인다고? 그런데 실제 사례를 보고 나서 생각이 완전히 바뀌었습니다.
일론 머스크의 xAI가 콜로서스라는 대형 데이터센터를 지었을 때, 전력 공급을 받으려면 최소 2년이 걸린다는 답변을 받았습니다. 그러자 머스크는 "그 기간을 4개월로 줄여라"라고 지시했고, 결국 미국 전역에서 이동식 가스 터빈 발전기를 수십 대 끌어모아 임시로 전기를 공급했습니다. 공사 현장에서 단기로 쓰는 장비를 수백 메가와트 규모로 돌린 셈이죠. 얼마나 다급했으면 그런 방법까지 썼겠냐 싶었습니다.
이 상황이 왜 벌어지는지 이해하려면 타임투파워(Time to Power)라는 개념을 알아야 합니다. 타임투파워란 데이터센터를 짓고 나서 실제로 전력을 공급받기까지 걸리는 시간을 말합니다. 쉽게 말해 건물은 다 지었는데 전기가 들어오기까지 수년을 기다려야 하는 상황입니다. 이 간격이 지금 AI 기업들의 가장 큰 고통이 되고 있습니다.
왜 이렇게 오래 걸리냐고요? 데이터센터 규모가 100메가와트(MW)를 넘어가면 154kV급 변전소가, 500MW를 넘으면 345~500kV급 변전소가 필요합니다. 여기서 kV는 킬로볼트로, 전력 송전에 사용하는 전압 단위입니다. 전압이 높을수록 같은 전선으로 더 많은 전기를 덜 손실 보며 보낼 수 있습니다. 이런 초고압 변전소를 새로 짓고 송전선을 까는 일은 사실상 국가 단위 인프라 공사입니다. 한 기업의 돈으로 해결될 문제가 아닌 거죠.
거기다 미국 전력망은 상당 부분이 100년 가까이 된 낡은 설비입니다. 데이터센터가 들어오는 지역 주민들은 전기요금이 2년 사이 50~60% 오르는 현실을 경험하고 있고, 그래서 허가 자체가 나지 않는 악순환이 반복되고 있습니다. 빅테크가 아예 발전소나 유틸리티 기업을 인수(M&A)하려는 움직임도 이 맥락입니다.
초고압변압기, 가장 핫한 병목
전력 인프라를 살펴보다 보면 결국 한 품목에서 멈추게 됩니다. 바로 초고압변압기입니다. 제가 이 분야를 처음 살펴봤을 때 "변압기가 뭐가 그렇게 대단해?"라고 생각했는데, 알고 나니 이게 그냥 부품 수준이 아니었습니다.
초고압변압기(EHV Transformer)란 345kV 이상의 극히 높은 전압에서 전력을 변환하는 핵심 장비입니다. 여기서 EHV는 Extra High Voltage의 약자로, 일반 변압기와는 설계·제작 방식 자체가 다른 고난도 제품입니다. 150조 원짜리 데이터센터를 짓는 기업 입장에서 이 장비 가격이 몇백억이라면 아무것도 아닙니다. 문제는 가격이 아니라 공급 자체가 안 된다는 겁니다. 대형 변압기 하나 납품받는 데 지금 3~4년씩 걸린다는 보도가 잇따르고 있습니다(출처: IEA Electricity 2024 보고서).
그렇다면 왜 공급이 이렇게 막혀 있을까요? 이유가 몇 가지 있습니다.
- 전 세계에서 이 장비를 제대로 만들 수 있는 회사 자체가 손에 꼽힐 만큼 적습니다.
- 각 현장마다 스펙이 달라 표준화 양산이 어렵고, 맞춤 제작(커스텀 오더)이 기본입니다.
- 제조에 필요한 방향성 전기 강판(Grain-Oriented Electrical Steel, GOES)을 고품질로 공급할 수 있는 철강사도 전 세계에 몇 곳 없습니다. GOES란 변압기 내부 철심에 들어가는 특수 강판으로, 자기 손실을 최소화하도록 결정 방향을 한쪽으로 맞춘 고부가가치 소재입니다.
- 전력 기자재 산업이 오랫동안 저성장 업종으로 분류되며 숙련 인력이 크게 줄었고, 증설해도 실제 생산까지 2027~2028년은 기다려야 합니다.
한국 기업들이 이 분야에서 두각을 나타내는 이유도 흥미롭습니다. 우리나라는 약 20년 전 765kV급 초고압 송전망을 국산화 개발하면서 실적을 쌓았습니다. 765kV는 현재 서방권 국가 중 가장 높은 상용 전압 수준 중 하나로, 이 기술을 확보한 나라는 한국·독일·프랑스 정도입니다. 미국이 중국산 전력 기자재 수입을 사실상 전면 차단한 상황에서, 한국이 그 빈자리를 메우는 핵심 공급국이 되고 있는 겁니다. 직접 관련 기업 공시를 살펴봤는데, 영업이익률이 40%를 넘는 전력 기자재 업체가 실제로 국내에 있다는 게 예상 밖이었습니다.
초고압 특수 케이블 역시 비슷한 이야기입니다. HVDC(고압직류송전, High Voltage Direct Current) 해저 케이블은 100km짜리를 중간 연결 없이 하나의 덩어리로 만들어야 합니다. 여기서 HVDC란 장거리 전력 전송 시 교류 대신 직류를 사용해 손실을 줄이는 방식으로, 해상 풍력단지와 육지를 잇는 핵심 기술입니다. 한 줄이라도 결함이 생기면 전체를 버려야 하기 때문에, 수십 년의 경험이 쌓인 회사만 신뢰를 받습니다. 이쪽도 공급 대기가 2~3년이 기본입니다.
전력주가 배당성장주로
전력 유틸리티 주식이라고 하면 예전엔 "안정적이지만 재미없다"는 말이 딱 들어맞았습니다. 저도 그 인식을 갖고 있었습니다. 성장성은 낮고, 대신 배당은 꼬박꼬박 주는 그런 종목이요. 그런데 지금은 그 공식이 흔들리고 있습니다.
전력 유틸리티 산업의 본질은 자연독점입니다. 서울에서 부산까지 한전 송전망이 있는데 다른 회사가 옆에 또 망을 까는 건 비효율적입니다. 그래서 독점이 허용되는 대신 정부가 요금을 규제합니다. 폭리는 못 취하지만, 반대로 극단적인 적자나 파산도 없습니다. 워런 버핏이 버크셔해서웨이를 통해 미국 최대 유틸리티 회사인 버크셔해서웨이 에너지를 보유하고 있는 이유가 여기 있습니다. 이 회사가 자랑하는 게 뭔지 아십니까? "우리는 매년 영업이익률 8~10%를 꾸준히 지킨다"입니다. 반도체 기업처럼 60~70%짜리 수익을 내는 건 아니지만, 해마다 같은 이익을 내면서 전기 소비량 증가만큼 매출이 자연스럽게 따라 올라가는 구조입니다(출처: 미국 에너지정보청(EIA) 전력 데이터).
그런데 최근 이 구조에 변화가 생겼습니다. 미국의 전력 소비 증가율이 2000~2020년에는 연 1% 미만이었는데, 이제 2~3%로 올라서고 있습니다. 수치만 보면 별 차이 없어 보이지만 성장률이 두세 배 뛴 겁니다. 여기에 전기화(Electrification) 트렌드가 가속을 붙이고 있습니다. 전기화란 난방·수송·제조 공정 등 기존에 화석연료를 쓰던 분야를 전기로 대체하는 흐름을 말합니다. 전기는 휘발유 대비 에너지 전환 효율이 80~85%로, 휘발유 엔진의 약 25%에 비해 압도적으로 높습니다. 환경과 비용 양쪽에서 유리하니 이 흐름은 멈추지 않을 겁니다.
제 생각에 이 산업이 예전과 달라진 가장 큰 이유는 수요의 성격이 바뀐 겁니다. 전기화 수요만 해도 AI 데이터센터 수요의 다섯 배 이상이라는 추산이 있습니다. 전 세계 전기 소비 증가율이 연 4~5%에 달하는 시대가 온다면, 지루한 성장주였던 유틸리티 기업들이 가치+배당+성장이 합쳐진 독특한 성격의 종목으로 변하는 게 맞다는 결론에 도달하게 됩니다. 특히 송전 여유 용량이 남아 있는 변전소를 보유한 유틸리티 기업은, 오랫동안 황량했던 산업 도시에 AI 기업들이 몰려드는 현상 덕에 창사 이래 최대 실적을 내는 사례까지 나오고 있습니다.
자주 묻는 질문
Q. AI 데이터센터가 전기를 많이 쓴다는데 실제로 얼마나 되나요?
A. 현재 미국 기준으로 데이터센터가 전체 전력 소비의 약 4% 정도를 차지하고 있습니다. AI 붐이 계속될 경우 5~7년 안에 이 비중이 10%까지 늘어날 수 있다는 전망이 있습니다. 수치 자체보다 증가 속도가 문제인데, 기존 전력망이 이 속도를 따라가지 못하는 게 지금의 핵심 갈등입니다. 여러분은 이 간극이 얼마나 빨리 좁혀질 것이라 생각하시나요?
Q. 초고압변압기를 왜 중국에서 사지 않는 건가요?
A. 미국은 약 3년 전 중국산 전력 기자재를 사실상 전면 차단하는 결정을 내렸습니다. 이유는 안보입니다. 전력망이 지능화되면서 망 내 모든 데이터가 장비 제조국으로 흘러갈 수 있다는 우려 때문입니다. 중국 기업이 미국 전력망 장비를 납품하면 미국의 전력 운영 데이터가 중국 측에 노출될 수 있다는 판단이 이 결정의 핵심입니다.
Q. 전력 유틸리티 주식은 지금도 배당이 나오나요, 아니면 성장주로만 봐야 하나요?
A. 둘 다 해당됩니다. 규제 산업 특성상 요금 폭리가 불가능해 전통적인 배당 성격은 유지됩니다. 동시에 전기 소비 증가율이 높아지면서 매출 성장도 가속되고 있습니다. 과거에는 배당을 받으면서 느리게 성장하는 자산이었다면, 지금은 배당+성장이 함께 나오는 구조로 바뀌고 있다고 보는 시각이 많습니다.
Q. SMR이 데이터센터 전력 문제를 해결할 수 있나요?
A. SMR(소형모듈원자로, Small Modular Reactor)은 데이터센터 바로 옆에 설치해 24시간 365일 탄소 없이 안정적으로 전기를 공급할 수 있다는 점에서 빅테크들이 주목하는 기술입니다. 다만 현재는 상용화 초기 단계라 실제 공급까지는 수년이 더 걸릴 가능성이 있습니다. 당장의 전력 부족을 해소하기보다는 중장기 해법으로 접근하는 것이 현실적입니다.
결론
제가 이 전기 전력을 살펴보면서 알게된 것 중 하나가 "100년 전도 교류 전기, 지금도 교류 전기"였습니다. 기술의 본질은 그대로인데, 그 기술이 갑자기 AI 시대의 핵심 자원이 된 겁니다. 반도체처럼 2년마다 성능이 두 배씩 뛰는 산업이 아니라, 한번 설치하면 50년을 쓰는 신뢰의 산업입니다. 바로 그 특성 덕분에 치킨 게임도, 승자독식도 없습니다.
지금 주목할 지점은 세 가지가 겹쳐 있다는 사실입니다. AI 수요, 전기화 트렌드, 노후 인프라 교체가 동시에 터지고 있고, 그 가운데서 초고압변압기와 특수 케이블처럼 공급이 극히 제한된 병목자원들이 수혜를 받고 있습니다. 반도체에만 시선을 고정하고 있었다면, 이 흐름은 보이지 않았을 겁니다. 전력 인프라 쪽으로 시선을 한번 돌려볼 이유는 충분합니다.
참고: https://youtu.be/W8_89QtR3bo?si=j9on7MHrk5_j6NYc