AI 인프라 확장의 비용, 결국 누가 부담할 것인가
PJM 보고서, 데이터센터 부하 증가가 용량시장 불안과 전력비 상승의 핵심 변수로 부상했다고 경고

AI 산업의 폭발적 성장은 더 이상 반도체와 클라우드 비용만의 문제가 아니다. 이제 질문은 전력으로 이동하고 있다. 미국 최대 전력시장 중 하나인 PJM의 독립시장감시기관인 MMU는 2026년 1분기 보고서에서 데이터센터 부하 증가를 전력시장 불안의 핵심 변수로 지목했다. 보고서는 2026년 1분기 PJM 에너지시장이 경쟁적으로 작동했다고 평가하면서도, 2025/2026·2026/2027·2027/2028 용량시장은 경쟁적이지 않았다고 분석했다.

핵심은 분명하다. AI 시대의 데이터센터는 단순한 산업 인프라가 아니다. 전력시장 가격, 송전망 투자, 용량 확보, 일반 소비자 요금까지 흔드는 새로운 수요 충격으로 부상하고 있다.

PJM은 미국 동부와 중서부 일부 지역을 포괄하는 대규모 전력시장 운영기관이다. 2026년 3월 31일 기준 PJM은 18만4,191MW의 설비용량을 보유하고 있으며, 13개 주와 워싱턴 D.C. 일부 또는 전역, 6,700만 명 이상이 포함된 지역의 전력시장과 송전망 운영을 담당하고 있다.

Monitoring Analytics가 발간한 「2026 Quarterly State of the Market Report for PJM: January through March」의 메시지는 크게 세 가지로 요약된다. 2026년 1분기 PJM의 실시간 부하는 전년 동기 대비 3.1% 증가했다. 실시간 부하가중 평균 LMP는 MWh당 52.20달러에서 87.57달러로 67.8% 상승했다. 도매전력 총비용은 MWh당 77.78달러에서 136.53달러로 75.5% 급등했다.

표면적으로는 전력가격 상승이다. 그러나 그 안쪽에는 더 구조적인 변화가 있다. 데이터센터 수요가 기존 전력시장 설계의 전제, 즉 수요 예측 가능성과 공급 확충 속도를 동시에 흔들고 있다는 점이다.

보고서는 데이터센터 부하 증가를 최근 및 향후 용량시장 상황의 주된 이유로 규정한다. 특히 총 예측 부하 증가, 타이트한 수급 균형, 높은 가격의 핵심 원인으로 데이터센터 성장을 지목했다. 데이터센터의 실제 및 예상 성장이 없었다면 2025/2026, 2026/2027, 2027/2028 용량시장 경매에서 동일한 수준의 수급 압박과 고가격이 나타나지 않았을 것이라는 분석이다.

문제는 데이터센터 수요가 크다는 데서 끝나지 않는다. 보고서가 더 강하게 지적하는 부분은 예측의 불확실성이다. 데이터센터 부하 예측의 정확성이 매우 의문스럽다고 평가하면서, 확인되지 않은 예측 부하가 시장 청산 과정에 포함될 경우 전체 고객에게 비용이 전가될 수 있다고 경고했다.

수치도 무겁다. 보고서에 따르면 기존 및 예측 데이터센터 부하가 포함되면서 2025/2026, 2026/2027, 2027/2028 BRA 용량시장 수입은 총 231억 달러 이상 증가한 것으로 분석됐다. 또한 최근 두 차례 경매에서 데이터센터 부하 포함은 고객 청구액을 137억6,885만 달러 증가시킨 것으로 제시됐다.

이는 AI 인프라 확장이 결국 누군가의 전기요금으로 번역될 수 있음을 보여준다. 데이터센터가 클라우드 기업의 설비투자라면, 전력시장에서 그 비용은 지역 소비자, 산업체, 전력구매자 전체가 분담하는 구조로 흘러갈 수 있다.

이번 보고서의 중요한 구분은 에너지시장과 용량시장이다. 에너지시장은 실제 전기를 사고파는 단기 시장이다. 보고서는 2026년 1분기 PJM 에너지시장 결과를 경쟁적으로 평가했다. 가격은 상승했지만, 그 원인은 연료비, 송전 제약, 배출권 비용, 희소성 가격 등 단기 시장 조건을 반영한 것으로 해석된다.

반면 용량시장은 미래의 전력 공급능력을 확보하기 위한 시장이다. 이 시장은 단순히 오늘 전기가 있느냐가 아니라, 몇 년 뒤 피크 수요를 감당할 발전자원이 충분히 준비돼 있느냐를 다룬다. 보고서는 2025/2026, 2026/2027, 2027/2028 용량시장 결과를 경쟁적이지 않다고 평가했다. 특히 2026/2027 BRA에서 208.7MW였던 용량 부족 규모가 2027/2028 BRA에서는 6,516.6MW로 확대됐다고 지적했다.

이 대목이 핵심이다. AI와 데이터센터는 오늘의 전력 소비량만 늘리는 것이 아니라, 미래 전력 공급능력 확보 비용까지 밀어 올리고 있다. 다시 말해 데이터센터는 전력 사용 고객인 동시에 전력시장 설계의 스트레스 테스트가 되고 있다.

2026년 1분기 PJM의 도매전력 총비용은 전년 동기 대비 MWh당 58.75달러 증가했다. 이 가운데 에너지 비용은 MWh당 42.90달러 상승했고, 용량 비용은 14.21달러 상승했다. 특히 용량 비용은 전년 동기 대비 398.1% 증가했다. 도매전력 총비용 구성에서도 에너지 71.5%, 용량 13.0%, 송전 13.8%가 전체의 98.3%를 차지했다.

전력시장에서 데이터센터 수요가 중요한 이유는 여기에 있다. 데이터센터는 특정 지역에 집중적으로 들어서고, 24시간 고밀도 전력을 요구하며, 일반 수요보다 전력 공급 안정성에 대한 요구 수준도 높다. 이런 부하는 단순 평균 수요가 아니라 송전망 병목, 예비력 확보, 피크 대응 능력을 동시에 압박한다.

보고서가 제시하는 핵심 해법은 명확하다. 대규모 신규 데이터센터는 자체 신규 발전원을 확보해야 한다는 것이다. 보고서는 이를 ‘Bring Your Own New Generation’, 즉 BYONG 방식으로 설명한다. 데이터센터가 새로 전력을 쓰려면 그 수요에 대응하는 신규 발전자원도 함께 가져와야 한다는 구조다.

MMU는 데이터센터 부하를 다음 BRA에서 제외하고, 데이터센터와 발전사업자 간 양자계약 또는 별도 신뢰도 백스톱 경매를 통해 해결하는 방안을 제안했다. 이 방식은 일반 전력소비자가 데이터센터 비용과 위험을 떠안지 않도록 하기 위한 장치다.

더 구체적으로 MMU는 2026년 6월 1일 기준 온라인 상태가 아닌 모든 데이터센터 부하가 백스톱 경매에 참여하거나 BYONG 옵션을 선택해야 한다고 제안했다. 또한 데이터센터 전용 경매에서 신규 발전만 판매자로 참여하게 하고, 데이터센터별 15년 용량 수요와 예비율을 반영하는 구조를 제시했다.

이는 전력시장 관점에서 매우 중요한 전환이다. 과거에는 대규모 수요가 들어오면 시장 전체가 가격 신호를 통해 공급을 늘리는 방식이 기본이었다. 그러나 MMU는 데이터센터처럼 규모가 크고 예측 불확실성이 높은 부하에 대해서는 전체 시장에 비용을 퍼뜨리는 방식이 아니라, 원인 제공자에게 비용과 위험을 직접 귀속해야 한다고 본다.

이번 보고서가 던지는 가장 큰 질문은 이것이다. AI 산업의 전력비용은 누가 부담해야 하는가.

클라우드 기업과 AI 기업은 데이터센터를 통해 막대한 연산능력을 확보한다. 그러나 데이터센터가 들어서는 지역의 전력망이 부족하거나 발전설비가 충분하지 않으면, 그 비용은 용량시장 가격 상승, 송전망 투자비 증가, 전력요금 상승으로 확산될 수 있다.

MMU는 데이터센터가 비용과 위험을 다른 고객에게 전가해서는 안 된다고 강조한다. 데이터센터는 자체 비용과 위험을 부담해야 하며, 신규 발전원을 가져오거나 완전히 차단 가능한 부하가 되어야 한다는 원칙을 제시한다.

이 논리는 AI 시대의 새로운 규제 철학으로 읽힌다. AI 인프라는 민간 혁신의 기반이지만, 그 물리적 토대인 전력망은 공공재적 성격을 갖는다. 민간의 고성장 산업이 공공 인프라의 여유분을 선점할 때, 그 비용을 사회 전체가 나눠 낼 것인지, 아니면 해당 수요자가 직접 책임질 것인지가 핵심 정책 쟁점이 된다.

이 보고서는 미국 전력시장에 관한 문서이지만, 한국에도 시사점이 크다. 한국 역시 AI 데이터센터, 클라우드 인프라, 반도체 클러스터, 배터리 공장 등 전력 다소비 산업이 늘고 있다. 특히 수도권과 특정 산업단지에 전력수요가 집중될 경우 송전망 병목과 지역 수용성 문제가 동시에 발생할 수 있다.

PJM 사례는 데이터센터 유치가 단순한 지역경제 전략이 아니라 전력계통 전략이어야 함을 보여준다. 데이터센터를 유치하려면 토지, 세제, 네트워크뿐 아니라 발전원, 송전망, 예비력, 계통 접속 우선순위까지 함께 설계해야 한다.

한국에서도 앞으로 중요한 질문은 “AI 데이터센터를 어디에 지을 것인가”에 그치지 않을 가능성이 크다. 더 본질적인 질문은 “그 데이터센터의 전기는 누가, 어디서, 어떤 비용으로 책임질 것인가”가 될 것이다.

AI 산업의 병목은 GPU에서 전력으로 이동하고 있다. 반도체 공급이 해결되더라도 전력망 접속, 냉각, 발전원 확보, 송전망 증설이 뒤따르지 않으면 AI 인프라 확장은 속도를 낼 수 없다.

PJM 보고서의 메시지는 단호하다. 시장은 중요하지만, 시장이 모든 문제를 자동으로 해결하지는 않는다. 특히 데이터센터처럼 규모가 크고 사회 전체 전력비용에 영향을 미치는 신규 부하는 별도 규칙과 책임 배분이 필요하다.

향후 전력정책의 핵심은 세 가지로 압축된다. 데이터센터 부하 예측의 검증 가능성을 높이는 것, 대규모 신규 부하에 대해 발전원 확보 책임을 명확히 하는 것, 그리고 데이터센터 비용과 위험이 일반 소비자에게 전가되지 않도록 시장 설계를 정교화하는 것이다.

AI는 디지털 산업처럼 보이지만, 그 밑바닥에는 전기가 있다. PJM의 2026년 1분기 보고서는 AI 시대의 데이터센터가 전력시장의 주변 변수가 아니라 중심 변수로 부상했음을 보여준다. 에너지시장은 경쟁적으로 작동했지만, 용량시장은 이미 경고음을 내고 있다. 가격 상승은 단기적 비용 문제가 아니라 전력시장 설계와 산업정책의 충돌을 드러내는 신호다.

AI 경쟁력은 더 이상 모델 성능과 반도체 조달력만으로 결정되지 않는다. 앞으로는 전력을 안정적으로 확보하는 능력, 전력망 비용을 공정하게 배분하는 제도, 그리고 데이터센터와 발전원을 함께 설계하는 전략이 국가와 기업의 AI 경쟁력을 좌우할 것이다.

AI가 세상을 바꾸고 있다. 그러나 그 AI를 움직이는 전기의 비용은 이제 막 청구되기 시작했다.