[비즈니스포스트] 인공지능(AI) 데이터센터 건설 붐으로 전력망 수요가 폭발적으로 늘어나며 직류(DC) 배전망 시장이 급성장하고 있다. 특히 AI 데이터센터용 고사양 AI칩(GPU)의 높은 전력 수요에 따라 800볼트(V) 직류 배전망 수요가 크게 증가할 것이란 전망이 나온다.

이에 따라 구자균 LS일렉트릭 회장은 800볼트 직류 배전 시장을 선점해 고속 성장세를 이어간다는 계획이다. 회사는 이미 세계 최초로 100% 직류 배전 공장을 구축하고, 800볼트 직류 전력기기 인프라 실증 작업을 하고 있다.
 

6일 관련 업계 취재를 종합하면 AI 데이터센터(AIDC) 건설 확산에 따라 안정적 전력망의 중요성이 커지고 있는 가운데, 직류 배전망이 향후 데이터센터용 전력망 표준으로 자리잡을 것이라는 전망이 나온다.

최근 AI 가속기 신제품이 등장할 때마다 AI 서버 랙이 요구하는 전력량이 빠르게 늘어나며, 글로벌 빅테크를 중심으로 전력망을 기존 교류 방식에서 직류 방식으로 전환하려는 움직임이 나타나고 있다.

업계에 따르면 2020년 약 10킬로와트(kW) 수준이었던 서버 랙 당 전력 수요는 최근 200kW까지 늘어났다.

엔비디아가 2027년 출시하는 차세대 AI칩 루빈 울트라는 서버 랙당 600kW에서 최대 1메가와트(MW)의 전력을 필요로 하는 것으로 알려졌다.

서버 랙의 전력 수요가 급증하며 직류 배전의 장점이 부각되고 있다. 직류 배전망을 활용하면 송전 시 전력 손실을 줄이고, 구리 전선 사용량을 크게 줄이는 등 비용을 낮출 수 있기 때문이다. 

교류 방식의 낮은 전압으로 서버 랙 당 1MW에 달하는 전력을 보내려면 전류가 커져야 하고, 그만큼 많은 양의 구리를 사용해야 하기 때문에 전력망 구축 비용이 기하급수적으로 증가한다. 또 교류 전력망은 전력 수송 과정에서 직류 송전망에 비해 전력 손실이 크다. 

엔비디아와 블룸에너지 등 미국 기업들은 이에 대한 대안으로 800볼트 직류 배전망을 제시했다. 데이터센터에 들어온 1만 볼트 이상의 교류를 단 한번만 800볼트 직류로 전환해 서버 랙으로 곧장 전송하는 방식이다.

이를 통해 기존 교류 방식 대비 전력 손실은 80% 이상 줄이고, 구리 사용량은 절반 수준으로 낮출 수 있다는 게 업계 분석이다.

미국 전력기업인 블룸에너지는 최근 발간한 보고서를 통해 AI 데이터센터에서 직류 전력망을 설치하면 총소유비용(TCO)이 기존 교류 방식 대비 9%가량 감소한다고 주장했다.

구 회장은 최근 직류 배전망 시장 진출에 속도를 내고 있다. 아직 개화기 단계인 직류 배전망 시장을 선점해 중장기 성장동력으로 성장시키겠다는 계획이다.
 

LS일렉트릭은 지난 7월 충남 천안사업장에 자사 반도체 변압기(SST), 반도체 차단기(SSCB), 에너지저장장치(ESS) 등 직류 전용 핵심 기기가 적용된 직류 배전 제조 시설 ‘DC 팩토리’를 구축했다.

같은 달 독일 전력반도체 기업 인피니언과 AI 데이터센터용 직류 솔루션 개발을 위한 업무협약(MOU)을 체결했으며, LG유플러스와 손잡고 800V 직류 전원 인프라 공동 개발 및 실증 작업을 진행하고 있다.

회사는 올해 들어 북미 AI 데이터센터 관련 1조2천억 원의 전력기기 수주고를 기록하는 등 빠른 성장세를 보이고 있다. 

금융정보업체 에프앤가이드는 LS일렉트릭이 올해 매출 6조5383억 원, 영업이익 7182억 원을 낼 것으로 추정했다. 지난해보다 매출은 31.7% 늘고, 영업이익은 68.4% 증가하는 것이다.

가파른 성장세는 내년에도 이어질 것으로 전망된다. LS일렉트릭의 2027년 실적 전망치는 매출 8조15억 원, 영업이익 1조336억 원이다. 창사 이래 처음으로 영업이익 1조 원을 넘기는 것이다. 

여기에 직류 배전 사업은 새로운 성장 축이 될 것으로 전망된다. 글로벌 시장조사업체 어스튜트 애널리티카(Astute Analytica)에 따르면 데이터센터용 800볼트 직류 배전 시장은 2025년 6억50만 달러(약 8100억 원)에서 2035년 220억8010만 달러(약 30조 원)까지 급성장할 것으로 예상됐다. 

이정우 다올투자증권 연구원은 6일 보고서에서 “LS일렉트릭은 반도체 변압기, 반도체 차단기, DC-DC 컨버터까지 이어지는 직류 배전 라인업을 구축했으며, 자체 실증 작업도 완료했다”며 “동시에 800볼드 직류 기반 차세대 인프라도 공동 개발하며, 2028년부터 상용화될 800볼트 직류 시장을 선제적으로 준비하고 있다”고 말했다. 

LS일렉트릭 관계자는 비즈니스포스트와 통화에서 “AI 데이터센터에서 직류 배전망이 상용화되기까지는 다소 시간이 걸릴 것으로 예상한다”면서도 “다만 교류에서 직류로 전환되는 시점에 LS일렉트릭이 상당한 수요를 확보할 수 있을 것으로 예상한다”고 말했다. 최재원 기자