‘전기하마’ AI데이터센터…수소연료전지·ESS 바나듐배터리 수혜주는

[이데일리 이정현 기자] 생성형 AI(인공지능)가 데이터 트래픽을 기하급수적으로 증가시키면서 전력 관련주가 주목받는 가운데 비상 상황에도 끊기지 않게 돕는 연료전지와 ESS(에너지저장장치)가 주목받고 있다. 막대한 전력을 소모하는 데이터센터의 전력 관리 해결사로 주목받으면서다.

11일 관련 업계에 따르면 최근 빅테크들은 이러한 데이터센터용 운영·백업 전력을 친환경적으로 공급하려는 움직임을 보이고 있다. 국내 데이터센터도 한전 전력망이 아닌 별도 망 사용이 권장되면서 신재생에너지를 통한 자체 전력 생산의 필요성이 커졌다.

Arm에 따르면 AI가 2030년 말까지 미국 전체 전력의 4분의 1을 소비할 수 있다는 전망이다. 실제로 오픈AI의 챗GPT는 기존 웹 검색보다 15배 이상의 에너지를 필요로 하며 24시간 가동되는 AI데이터센터의 변압기 용량은 일반 데이터센터보다 20배 많다.

앞서 마이크로소프트(MS), 구글, 메타 등 빅테크 기업들은 전력 부문의 100% 재생에너지 사용을 선언했다. MS는 데이터센터의 백업 전원으로 수소연료전지를 활용하는 프로젝트를 진행중이다.

수소연료전지는 환경 오염물질을 배출하지 않으면서 날씨와 관계없이 자체 전기 발전이 가능하다. 이달 미국의 블룸에너지는 인텔의 실리콘밸리 데이터센터에 연료전지 공급을 확대키로 했다. 모건스탠리는 블룸에너지를 데이터센터 관련 수혜가 예상되는 5대 에너지 주식으로 꼽았다.

국내 관련 기업으로는 미코(059090)와 비나텍(126340)이 꼽힌다. 고체 세라믹 재료가 사용된 미코의 연료전지는 높은 안정성과 내분해성을 자랑하며 전지 수명이 크게 향상됐다. 또 미코파워는 국내 최초로 수소연료전지 핵심 부품 중 하나인 스택을 자체 개발한 바 있다.

비나텍은 수소연료전지의 핵심 소재인 막전극접합체(MEA), 지지체, 촉매, 분리판의 일괄 생산이 가능한 유일한 기업인 것으로 알려졌다. 현재 MEA를 1공장에서만 월 130만장 규모로 생산중이며, 건립 예정인 2공장에서는 파우치형 슈퍼 커패시터도 생산할 계획이다.

AI 데이터센터가 고전력을 요구하는 탓에 ESS와 무정전전원장치(UPS) 대수도 확대되고 있다. 오픈AI 최고경영자(CEO) 샘 올트먼은 청정에너지 공급을 위해 태양광 스타트업 투자에 나섰다. WSJ은 “AI 붐의 대표 인물이 태양광 발전과 ESS가 전력 수요 중 일부를 처리할 것이라는 데 베팅했다”고 전했다.

ESS 시장은 글로벌 탄소중립 영향 등과 더불어 급성장중이다. 블룸버그 뉴에너지파이낸스는 세계 ESS 시장이 2021년 110억달러(15조 2,295억 원) 규모에서 2030년 2620억달러(362조 7,390억) 규모까지 성장할 것으로 예측했다.

주요국 정부는 재생에너지의 안정성을 높이기 위해 비(非)리튬계 장주기ESS 시장 육성에 나서고 있다. 미국에너지부(DOE)는 ‘장주기’를 구분하는 방전시간 기준을 8시간 이상으로 삼고 자국 내 ESS 프로젝트에 대해 20년 이상 장수명 요건을 요구한다. 산업통상자원부는 2036년까지 29조~45조원을 투자해 총 20.85GW의 장주기 ESS를 정책적으로 도입하겠다고 발표했다.

현재 주류인 LIB(리튬이온배터리)는 화재 및 열폭주 위험이 크고 에너지 저장 용량을 키우는 데 큰 비용이 들어 장주기 ESS에는 적합하지 않다. 지난 5년간 국내에서 발생한 39건의 중소형 ESS 화재 사건이 모두 리튬 계열이였다.

차세대 솔루션으로 떠오른 바나듐 배터리는 수계 전해질로 화재 위험이 없고 전해액의 양만 늘리면 에너지 용량을 늘릴 수 있다. LIB 대비 2배 높은 출력과 20년 이상의 장수명이 특징이다.

롯데케미칼이 지분을 보유한 스탠다드에너지는 바나듐이온배터리(VIB) ESS 상용화 프로젝트 중이다. 투자 유치금액만 6000억원에 달하며 개발을 위한 배터리 센터와 자체 생산 시설을 갖췄다.

자체 개발 바나듐 배터리로 세계 최대 출력을 인정받은 엑스알비는 국내에서 유일하게 국산 기술과 국산 장비를 통해 사업화를 진행 중이다. 엑스알비의 제품은 기존 바나듐 배터리 대비 3배 이상, LIB 대비 6배 이상 출력의 성능을 자랑한다. 투자사인 이렘은 생산을 담당할 예정이며 현재 다양한 실증 사업 및 합작회사(JVC)를 추진 중이다.