발전소를 짓는 것보다 꽂는 것이 어렵다 — 접속 대기열이 실제로 정하는 것

113기가와트가 줄을 섰다

일본에서 대형 축전지를 전력망에 붙여 달라는 접속 검토 신청이 2025년 3월까지 누적 113기가와트 쌓였습니다. 기가와트는 10억 와트이고, 이 양은 일본 전체가 한 해 가운데 가장 세게 전기를 쓰는 순간의 전력, 곧 연중 최대 수요와 같은 자릿수입니다. 그 무렵 실제로 전력망에 연결돼 돌아가고 있던 대형 축전지는 전부 합쳐 0.23기가와트였습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7087944, 프리프린트).

두 숫자는 한쪽이 다른 쪽의 일부를 나타내지 않습니다. 신청은 그만큼 쌓였고, 같은 무렵 계통, 곧 전력망에 실제로 붙어 있던 축전지의 총량은 저만큼이었습니다. 신청과 연결 사이에 그만큼 큰 간격이 있었다는 뜻입니다.

이 간격이 생기는 자리가 접속 대기열입니다. 첫걸음 「송전·배전·변압기 — 발전소에서 콘센트까지 전기가 오는 길」의 마지막 절에서 본 대로, 접속 대기열(interconnection queue)은 새로 지을 설비를 전력망에 연결해 달라고 낸 신청들이 순서대로 늘어서서 검토를 기다리는 줄입니다. 이 글에서 「접속」은 그 편이 계통 연계라고 부른 일, 곧 새 설비를 계통에 붙이는 일을 가리킵니다. 대기열은 은행 번호표와 비슷합니다. 다만 은행과 달리, 앞사람이 창구에서 무엇을 했느냐에 따라 내 차례에 남아 있는 것이 달라질 수 있습니다. 그 까닭은 셋째 절에서 봅니다.

줄이 불어난 과정은 자료로 남아 있습니다. 같은 연구가 일본의 계통 광역 운영 기관이 공시한 2018년부터 2025년까지의 자료를 모아 연구용 패널, 곧 같은 항목을 시점마다 이어 붙인 자료를 처음으로 만들었습니다. 축전지 접속 검토 신청은 2년 만에 16배로 늘었고, 2025년 말에는 접속 검토 신청의 86퍼센트가 축전지였습니다. 줄이 몰린 곳은 재생에너지가 풍부한 북부가 아니라 수요가 몰려 있는 도쿄 권역이었습니다.

일본은 줄에 서는 값을 올리기로 했습니다. 2026년 1월부터 새 신청은 토지 이용 권리를 서류로 증명해야 합니다. 2026년 4월부터 계통급 축전지는 보증금을 두 배로 내야 하고, 스스로 신청을 물리면 그 돈을 잃습니다. 앞의 논문은 이 제도의 효과를 볼 평가 방법을 시행 전에 미리 못 박아 둔 사전 등록된 평가 설계로, 결과를 보기 전에 무엇을 어떻게 잴지부터 정해 둔 것입니다. 신청이 42~77퍼센트 무너지는 정도를 잡아낼 문턱으로 미리 적었고, 어떤 결과가 나오면 판단을 유보할지도 미리 적었습니다. 효과가 있었는지는 아직 나오지 않았습니다.

이 실험이 귀한 데는 이유가 있습니다. 줄에 서는 값을 올린 뒤 지켜본 곳이 없어서, 이 물음은 모형으로만 다퉈졌습니다. 그리고 가장 주목받은 모형은 판을 바꾸며 답을 바꿨습니다. 앞의 일본 논문이 자기 초록에서 소개하기로는, 그 모형은 미국 동부의 PJM 전력시장 지역을 분석한 존스턴·류·양의 모형입니다. 이 모형은 처음에는 「그렇다」고 답했지만, 2026년 개정판에서는 수수료가 끝내 완공된 용량을 거의 움직이지 못한다고 결론을 바꿉니다 (2차 인용 — 원 모형은 확인하지 못했습니다. DOI: 10.2139/ssrn.7087944). 이유가 얄궂습니다. 줄을 가장 심하게 막는 사업들이 동시에 가장 값어치 있는 사업들이기 때문입니다.

허가는 250일이었다

긴 줄의 원인으로 흔히 지방정부 허가가 느리다는 점이 꼽힙니다. 미국 매사추세츠주에서는 지방정부 허가를 받은 풍력·태양광 사업의 허가 기간이 평균 250일이었고, 그 기간은 해가 갈수록 길어지고 있었습니다 (DOI: 10.3389/fsuep.2026.1771870, 심사 지면). 미국에서 가장 흔한 허가 방식이 지방정부 허가인데도 실제 걸린 기간을 잰 자료가 없었습니다. 그래서 저자들은 끝내 취소된 사업까지 넣은 자료를 직접 만들었고, 이것이 그 기간을 잰 첫 시도입니다.

허가가 난 사업과 용량이 작은 사업은 기간이 짧았고, 취소된 사업과 용량이 큰 사업은 길었습니다. 다만 저자들은 이것을 연관으로만 보고했습니다. 오래 걸려서 취소된 것인지, 어차피 무산될 사업이라 오래 끌린 것인지는 이 자료로 가려지지 않습니다.

250일이면 여덟 달이니 짧지 않습니다. 그런데 접속에 걸리는 시간은 단위가 다릅니다. AI 데이터센터를 붙일 자리를 계통 쪽에서 미리 골라 두자고 제안한 미국 연구는, 비교 기준으로 삼은 보통의 접속 절차, 곧 사업자가 자리를 정해 신청한 뒤 차례를 기다려 검토받는 절차를 5~8년으로 적습니다 (arXiv:2605.14714, 프리프린트, 텍사스 계통을 본뜬 합성망). 다른 연구는 접속 용량 확보가 시설 자체를 짓는 것보다 오래 걸릴 수 있다는 데서 문제를 엽니다 (arXiv:2608.29359, 프리프린트). 두 연구 모두 이 시간을 직접 재지 않고 논의의 출발점으로 적었습니다.

허가는 여덟 달이고 접속은 여러 해이니, 자릿수가 다릅니다. 다만 두 숫자는 대상도 재는 방식도 다릅니다. 한쪽은 매사추세츠 한 주의 풍력·태양광 허가를 실제로 잰 평균이고, 다른 쪽은 데이터센터 연구가 비교 기준으로 적은 접속 절차 전체의 길이입니다. 그래도 자릿수가 이만큼 다르면, 허가를 절반으로 줄여도 여러 해는 그대로 남을 가능성이 큽니다. 병목은 심사 속도보다 줄의 구조 쪽에 있을 수 있습니다. 이것은 두 연구를 나란히 놓은 이 글의 추론입니다.

앞사람이 붙고 나면 남는 자리가 바뀐다

줄의 구조를 보기 전에 전기가 다니는 길의 두 층을 다시 짚습니다. 첫걸음에서 본 대로 송전망은 먼 거리를 크게 실어 나르는 굵은 길이고, 배전망은 동네와 건물까지 잘게 나눠 주는 가는 길입니다. 두 층은 막히는 이유도, 넓히는 값도 다릅니다. 이 글의 연구들도 어느 층을 봤는지가 제각각이라 그때마다 밝힙니다.

두 층 모두에 같은 물음이 하나 있습니다. 계통 수용력(hosting capacity)은 지금 깔려 있는 전선과 변압기를 그대로 둔 채 이 계통이 더 받아 줄 수 있는 양입니다. 엘리베이터에 적힌 정원과 같습니다. 더 태우려면 정원을 늘리는 공사를 하거나, 타는 방식을 바꿔야 합니다.

배전망에 붙는 분산 발전의 접속 신청은 세계 어디서나 대개 들어온 순서대로 앞에서부터 처리됩니다. 분산 발전은 지붕 위 태양광처럼 쓰는 곳 가까이에 흩어져 붙는 작은 발전 설비입니다. 이 선착순 방식에는 누가 먼저 붙든 다 붙고 나면 총량은 같으리라는 가정이 깔려 있습니다.

배전망에서는 이 가정이 깨질 수 있습니다. 앞의 설비가 붙으면 그 배전선 곳곳의 전압이 달라지고, 그래서 뒤에 오는 사업에게 남는 수용력이 앞의 순서에 따라 달라집니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7287446, 프리프린트, 표준 시험망을 쓴 모의실험). 저자들은 표준 시험망 두 개에서 순서를 바꿔 가며 이를 확인했습니다. 표준 시험망은 연구자들이 같은 조건에서 결과를 견줄 수 있도록 함께 쓰는 가상의 전력망 모형입니다. 침투율(penetration level)은 그 망에 붙은 발전 설비의 용량이 그 망이 쓰는 전기의 양에 견줘 얼마나 되는지를 나타낸 비율입니다. 100퍼센트가 넘으면 그 망이 쓰는 것보다 많이 만들 수 있다는 뜻이고, 이 실험에서는 침투율을 46~499퍼센트까지 바꿔 가며 돌렸습니다.

결과는 침투율에 따라 둘로 나뉘었습니다. 침투율이 낮을 때는 순서가 아무 차이도 만들지 않았고, 약 120퍼센트를 넘어서야 순서가 결과를 가르기 시작했습니다. 그 위에서는 차이가 컸습니다. 가장 좋게 짠 순서는 선착순보다 한 시험망에서 평균 22.4퍼센트, 최대 67.6퍼센트 더 많은 용량을 붙였습니다. 다른 시험망에서는 평균 9.7퍼센트, 최대 17.3퍼센트였습니다. 효과의 크기가 망의 생김새에 따라 달라진다는 뜻입니다.

이 논문은 해법 쪽에도 무게를 둡니다. 순서를 바꾸면 누군가는 뒤로 밀리므로, 저자들은 한 사업이 밀릴 수 있는 자리를 전체 자리 수의 절반으로 묶어 봤습니다. 그래도 전체 성능 손실은 약 1퍼센트에 그쳤습니다. 다만 순서가 효과를 내기 시작하는 임계점 근처에서는 이득이 견고하지 않았다는 한정도 달았습니다.

여기서 가져갈 것은 22.4라는 숫자보다 그 아래 깔린 성질입니다. 적어도 이 배전망 모의에서는 한 건이 붙을 때마다 다음 사람에게 남는 여유가 달라졌습니다. 대기열이 서로 무관한 신청들의 줄이 아닐 수 있다는 뜻입니다.

여기에 줄에 서는 값 문제가 겹칩니다. 앞의 일본 연구는 제목에서 이 상황을 「전력망을 막을 수 있는 공짜 선택권」이라고 불렀습니다. 선택권은 나중에 쓸지 말지를 고를 수 있는 권리입니다. 줄에 서는 값이 싸면 줄서기 자체가 공짜에 가까운 선택권이 됩니다. 땅도 자금도 없는 계획이라도 일단 번호표를 뽑아 두면, 나중에 사정이 좋아졌을 때 앞 번호를 쥐고 있게 됩니다. 일본이 2026년에 붙인 조치가 이 지점을 겨눕니다.

그렇다고 신청자를 탓하기도 어렵습니다. 발전 사업자에게는 접속에 들어갈 돈이 얼마인지가 애초에 불확실합니다. 접속 절차와 송전 계획을 다시 짜자고 제안한 연구는 자기 제안을, 매우 불확실한 망 보강 비용과 길이 막혀 생기는 비용을 정해진 접속 수수료로 바꿔 주는 것이라고 요약합니다 (DOI: 10.2139/ssrn.3936998, 프리프린트). 뒤집어 읽으면 지금은 그 비용이 매우 불확실하다는 뜻입니다. 값을 모르는 줄에서는 일단 서 두고 나중에 계산하는 쪽이 개인에게는 합리적입니다.

전선을 더 놓으면 되지 않나

줄이 밀리는 큰 이유 하나는 길이 좁다는 데 있습니다. 첫걸음에서 본 대로, 혼잡(congestion)은 보내고 싶은 전기를 전선이 감당할 수 있는 한도에 걸려 다 보내지 못하는 상태입니다. 퇴근길에 차선이 모자라 차가 서 있는 모습과 같습니다. 그러니 길을 넓히면 된다는 반문이 자연스럽고, 실제로 그것이 정답인 경우도 많습니다. 문제는 길을 넓히는 일이 설비를 짓는 일보다 오래 걸릴 수 있다는 데 있습니다.

2021년 11월, 미국 메인주 유권자들은 캐나다 동부의 수력 전기를 뉴잉글랜드로 실어 오려던 송전선 사업을 투표로 물리쳤습니다. 캐나다 동부는 세계에서 손꼽히는 수력 발전 지역이고 미국 북동부로 전기를 내보내기에 좋은 위치인데, 선이 지나가야 할 주가 거부했습니다 (DOI: 10.1108/oxan-db268663, 업계지에 실린 정책 브리핑).

길을 넓히는 일이 느린 까닭은 두 갈래입니다. 첫째는 사람입니다. 영국 남서부에 새 원자력 발전소를 붙이려는 송전망 보강을 두고 이해관계자와 지역 주민의 입장을 조사하자, 서로 다른 세 갈래의 담론이 나왔습니다 (DOI: 10.1068/a43401). 담론이 갈리는 지점은 넷이었습니다. 지금의 절차가 주민 참여를 실제로 보장하는가, 망 운영자를 믿을 수 있는가, 전력 체계를 중앙집중으로 갈 것인가 분산으로 갈 것인가, 그리고 철탑에 매단 송전선, 곧 가공 송전선이 그 지역에 무엇을 남기는가였습니다. 넷 가운데 둘은 절차와 신뢰, 하나는 앞으로 어떤 전력 체계로 갈 것인가에 관한 것이었고, 전선이 지역에 남기는 영향은 하나뿐이었습니다.

같은 연구의 저자들은 주민들의 입장이 여러 갈래로 퍼져 있다는 점이, 「우리 동네만은 안 된다」는 뜻의 님비라는 말로 지역 반대를 설명하는 방식의 한계를 보여 준다고 적습니다. 그리고 계획 초기의 시민 참여를 권하면서도, 나라 차원에서 앞으로의 전력 체계 모습이 정해지지 않은 상태에서는 그 권고에도 한계가 있다고 덧붙입니다.

미국·캐나다 국경을 넘는 송전선 갈등을 당사자들의 입장을 질적으로 정리해 분석한 연구도 비슷한 자리를 짚습니다. 소송 전에 합의를 만들려면 핵심 당사자가 참여하고, 신뢰를 다루고, 논의를 이 송전선의 문제로 좁혀야 합니다. 저자들이 가장 결정적이라고 본 것은 개발 초기 단계에서 합의를 만들 절차를 미리 설계해 두는 일이었습니다 (DOI: 10.1111/nejo.12054, 정성적 갈등 평가).

둘째는 시간표입니다. 송전 투자는 종류마다 결정에서 실제로 쓸 수 있게 되기까지의 시간, 곧 리드타임이 다르고, 계획 모형은 그 차이를 다뤄야 합니다. 수요가 불확실하고 리드타임이 다른 후보들이 섞여 있을 때, 그 차이를 계획 단계별로 반영한 방법은 다른 방법들보다 나은 결정을 냈습니다 (DOI: 10.3390/en11092429, 수정 가버 6모선 시험망 모의). 모선은 전력망 계산에서 선로가 만나고 발전기나 부하가 붙는 마디를 가리킵니다.

깎기로 하고 붙는다

길을 넓히지 않고 붙는 방법도 있습니다. 감발(curtailment)은 발전 설비가 더 낼 수 있는데도 계통 사정 때문에 덜 내도록 출력을 깎는 일입니다. 바람은 부는데 풍력발전기 날개를 일부러 늦추는 것과 같습니다.

망을 보강하는 것과 감발 가운데 어느 쪽이 싼지는 계산돼 있습니다. 핀란드의 배전망 세 곳을 실제 부하·발전 자료로 돌린 연구가, 태양광을 더 붙일 때 망을 보강하는 비용과 붙이되 가끔 출력을 깎는 비용이 만나는 손익분기점을 구했습니다 (DOI: 10.1049/gtd2.12936, 몬테카를로 모의 + 핀란드 실측 자료).

답은 「둘 다」였습니다. 감발은 수용력을 농촌에서 13퍼센트, 교외에서 7퍼센트, 도시에서 8퍼센트 올려 주는 데까지는 값싼 방법이었습니다. 그 지점을 넘어서면 깎아 준 만큼 물어 주는 보상 비용이 공사비를 넘어섰습니다. 저자들은 이것을 시간 순서로 정리합니다. 감발은 당장 쓸 수 있는 가장 싼 수단이고, 수용력이 각각 118퍼센트, 106퍼센트, 97퍼센트에 이를 때까지 망 투자를 미뤄 줍니다. 감발로 시간을 벌다가 그 지점을 넘으면 공사가 현실적인 선택이 됩니다.

감발이 언제나 낭비인 것도 아닙니다. 변동성이 큰 재생에너지와 출력을 쉽게 바꾸지 못하는 화력이 섞인 계통에서는 재생에너지를 일부 깎는 편이 전체 발전 비용을 줄일 수 있습니다. 다만 재생에너지는 연료비가 거의 들지 않아서, 지나치게 깎으면 비싸집니다. 저자들의 결론은 한 걸음 더 갑니다. 소비자·화력 발전사·재생 발전사가 똑같이 이득을 보지는 않기 때문에, 발전 사업자에게 맡기면 사회 전체로 보아 최적이 아닌 수준의 감발을 고르게 됩니다. 그래서 그 수준은 계통 운영자가 정해야 한다는 것입니다 (DOI: 10.2139/ssrn.2441095, 프리프린트, 양식화된 해석 모형).

실제로 얼마나 깎이는지는 미국 캘리포니아 계통의 2014년 5월부터 2022년 7월까지의 시간별 자료에서 볼 수 있습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.4294917, 프리프린트). 네 가지 통계 방법이 모두 같은 방향을 가리켰습니다. 태양광·풍력의 비중이 오르면 감발률이 올랐고, 출력을 쉽게 바꾸지 못하는 원자력의 비중이 올라도 올랐습니다. 반대로 수요가 늘면 감발률은 내려갔는데, 그 효과는 최대 부하의 약 60퍼센트 지점에서 평평해졌습니다.

같은 논문의 마지막 문장을 빼면 이 결과를 뒤집어 읽게 됩니다. 풍력·태양광 비중이 늘고 있는데도, 감발이 전기 한 단위당 원가에 주는 영향은 중간 정도였습니다. 그 시기 캘리포니아에서 감발은 골칫거리였지만 아직 사업을 무너뜨릴 크기는 아니었습니다.

그런데 평균으로 보면 놓치는 것이 있습니다. 재생에너지 구역의 접속 조건을 분석한 연구가 이 자리를 겨눕니다 (DOI: 10.21203/rs.3.rs-3412892/v1, 프리프린트). 풍력은 가장 많이 낼 때의 생산량이 평균의 2~4배, 태양광은 4~11배라서, 시장 점유율이 50퍼센트에 이르면 감발이 불가피해집니다. 핵심은 그다음입니다. 마지막 한 대를 더 세웠을 때 그 한 대 때문에 추가로 생기는 감발률은 전체 평균 감발률의 최소 3배입니다.

새로 들어오는 사업자는 평균 감발률을 보고 들어오지만, 그가 실제로 계통에 지우는 부담은 그보다 훨씬 큽니다. 그렇다고 저자들이 진입을 막자고 하지는 않습니다. 저자들은 절충을 주장합니다. 용량은 마지막 한 대 기준으로 정하되, 진입 수준은 평균 기준으로 유도하자는 것입니다.

송전선을 빨리 지으면 된다는 답에도 반례가 있습니다. 영국 육상 풍력에 맞춰 보정한 모형 연구는, 가공 송전선을 충분히 빨리 지을 수만 있다면 스코틀랜드 풍력에서 바람직한 감발 수준이 거의 달라지지 않는다고 계산합니다. 그런데 영국이 제안한 해저 연계선은 값이 비쌉니다. 그래서 효율적인 감발 수준이 오히려 올라가고, 그 결과 스코틀랜드 풍력을 더 늘리면 수익을 내지 못하는 지점까지 갑니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7009282, 프리프린트, 폐쇄형 해석 모형). 길을 넓히는 것이 답인지는 어떤 길을 얼마에 넓히느냐에 달려 있습니다.

평소엔 다 못 쓰기로 하고 먼저 붙는다

약속을 하나 얹으면 줄 앞으로 갈 수 있습니다. 유연 접속(flexible connection)은 계통이 감당하지 못하는 시간대에는 출력을 깎기로 미리 약속하고 그 대신 먼저 연결하는 방식입니다. 성수기에는 자리를 비우겠다는 조건을 걸고 대기 없이 등록하는 것과 비슷합니다. 앞 절의 감발이 붙고 나서 벌어지는 일이라면, 유연 접속은 붙기 전에 맺는 계약입니다.

미국에서 이 방향의 선택지로 논의되는 것이 에너지 전용 접속입니다. 발전기를 붙이되, 모든 시간대에 그 전기를 소비지까지 실어 나를 수 있다고는 보장하지 않는 방식입니다. 이 방식은 연결 전에 혼잡을 풀려고 하는 보강 공사를 피할 수 있는 대신 감발 위험이 커질 수 있습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.6870718, 규제 검토 논문, 프리프린트).

이 규제 검토가 확인한 것이 이 글에서 가장 중요한 경고입니다. 미국 안에서도 접속 검토 규칙과 절차가 관할마다 크게 갈립니다. 저자들은 그 차이가 어디서 오는지도 짚습니다. 전력 공급이 모자라지 않게 확보하는 제도 설계가 다르고, 실시간 송전 운영 방식이 다르고, 주 단위 전력 조달 관행이 다릅니다. 미국 규제 당국은 연방이 규칙을 일괄로 정하기보다 지역의 재량을 남기는 쪽을 선호해 왔고, 그것이 차이를 더 키웠습니다. 한 나라 안에서 이만큼 갈린다면 제도를 다른 나라로 옮겨 읽는 것은 더 위험합니다. 이 마지막 문장은 논문의 결론이 아니라 이 글의 추론입니다.

그러니 이 글에 나오는 어떤 제도도 전 세계의 사정으로 읽어서는 안 됩니다. 일본의 보증금, 미국의 관할별 접속 규칙, 영국의 송전선 입지 갈등은 서로 다른 제도 위에서 벌어진 일입니다.

같은 논문이 남긴 물음도 큽니다. 혼잡을 이유로 보강 공사를 언제 요구할지 정하는 문턱값 자체가 시장에 들어오는 것을 막는 장벽이 될 수 있다는 것입니다. 그래서 저자들은 전력 시장의 경쟁 정책이 현물 시장을 넘어, 지금은 접속 규칙이 좌우하는 시장 진입까지 다뤄야 하느냐는 물음을 던집니다.

전기를 쓰는 쪽에서도 같은 발상이 나옵니다. 일단 연결해 놓고, 주고받을 수 있는 전력의 한도를 실시간으로 조절하는 방식입니다. 수백 메가와트, 곧 수억 와트를 쓰는 데이터센터에 이 방식을 적용해 본 연구는 정직한 긴장을 드러냅니다. 밖에서 정해 주는 한도는 시시각각 바뀌는데, 안에서 돌아가는 AI 훈련 작업은 끊기면 안 됩니다. 저자들은 현장 배터리를 그 사이의 완충 장치로 두면 하루 전에 약속할 수 있는 작업량이 크게 는다고 보고합니다. 사례연구는 IEEE 39모선 시험망에 호주 실측 자료를 얹어 돌렸습니다 (arXiv:2605.14105, 프리프린트, 표준 시험망을 쓴 모의실험).

배전망 쪽에서는 깎일 위험 자체를 접속 조건으로 다룬 연구가 있습니다. 깎기를 허용하면 수용력은 늘지만, 얼마나 자주 얼마나 심하게 깎일지가 접속하는 쪽에게는 위험입니다. 저자들은 드물지만 아주 심하게 깎이는 경우를 제한하는 조건과, 계통이 개입하는 횟수에 상한을 두는 조건을 함께 넣었습니다. 그렇게 해도 수용력을 크게 늘리면서 그 두 가지를 보장할 수 있었습니다 (arXiv:2604.20185, 프리프린트, 모의실험). 유연 접속의 값은 결국 얼마나 자주 깎이는가이고, 그것을 계약서에 쓸 수 있느냐가 실제 쟁점입니다.

그리고 부하가 줄을 섰다

지금까지 줄에 선 것은 주로 전기를 만드는 쪽이었습니다. 이제 쓰는 쪽이 줄에 섭니다. 이 글에서 부하는 첫걸음 「교류와 주파수 — 온 나라가 함께 미는 커다란 회전판」의 뜻대로 전력망이 그 순간 공급해 줘야 하는 전력이고, 대형 부하는 그런 전력을 한곳에서 많이 쓰는 데이터센터 같은 큰 고객을 가리킵니다.

미국의 발전 접속 대기열은 공개 기록이라, 누가 어디에 얼마짜리를 붙이겠다고 신청했는지 볼 수 있습니다. 수백 메가와트로 붙겠다는 대형 부하 고객의 같은 기록은 공개돼 있지 않습니다. 이 비대칭을 지적한 정책 브리프는, 연방 규제 당국이 지난 30년간 발전 쪽에 세워 온 공개 기준을 부하 쪽에도 적용해야 한다고 주장합니다. 근거로 미국 텍사스주와 조지아주에서 나온 주 단위 선례를 들고, 새 법을 만들지 않고 요금표만 고쳐 이를 할 수 있는 경로를 짚습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.6614823, 프리프린트 정책 브리프).

줄의 절반이 보이지 않습니다. 「AI는 전기를 얼마나 쓰는가 — 자료마다 숫자가 갈리는 진짜 이유」에서는 무엇을 어디까지 셌느냐에 따라 같은 대상의 숫자가 갈렸습니다. 대기열의 문제는 그보다 앞에 있습니다. 한쪽 줄은 아예 세어지지 않습니다.

접속하는 쪽이 무엇이든 계통은 같은 것을 묻습니다. 여기에 더 붙일 수 있는가입니다. 첫걸음 「송전·배전·변압기 — 발전소에서 콘센트까지 전기가 오는 길」에서 본 대로 수용력은 자리마다 다릅니다. 배전망에 중소형 데이터센터를 붙일 때 어떤 곳은 전류 한도에, 어떤 곳은 전압 변동에 먼저 걸리고, 어떤 곳은 둘이 함께 작용해 한도에 걸립니다 (arXiv:2606.01407, 프리프린트, 모의실험). 같은 연구는 배터리, 출력을 조절할 수 있는 분산 발전기, 전압을 받쳐 주는 무효전력 보상 장치를 넣으면 셋이 서로 다른 방식으로 보완해 수용력이 실제로 늘어난다는 것도 보입니다.

수용력의 한계가 열과 전압만도 아닙니다. 대형 데이터센터가 전압이 잠깐 흔들릴 때 계통에서 떨어져 나가거나 자체 예비 전원으로 갈아타면, 계통에서는 큰 수요가 순식간에 사라집니다. 이 성질을 접속 계획에 넣은 연구는 평상시 상태만 놓고 붙일 수 있는 용량을 따지면 과대평가할 수 있다고 보고합니다. 정전 때 잠깐 전기를 대 주는 무정전 전원 장치 쪽의 여유를 늘리면 수용력이 회복됐고, 이 조건은 총량뿐 아니라 어느 지점에 얼마를 나눠 붙일지까지 바꿨습니다 (arXiv:2609.03030, 프리프린트, IEEE 118모선 모의).

자리가 결과를 얼마나 가르는지는 첫걸음에서 본 뉴잉글랜드 모의가 보여 줍니다. 1기가와트 태양광과 1기가와트 데이터센터를 놓는 자리만 바꿔 1,560번 계산하자, 선로 과부하 없이 넘어간 조합은 14가지뿐이었습니다 (arXiv:2509.01778, 프리프린트, 표준 시험망을 쓴 모의실험). 같은 설비, 같은 용량인데 어디에 두느냐로 결과가 갈렸습니다. 대형 부하는 쓰는 쪽의 문제이기 전에 계통 수용력의 문제입니다.

그래서 누가 내는가

미국의 대형 부하 요금표, 곧 전력회사가 대형 고객에게 적용하는 요금과 계약 조건을 적은 문서를 원문에서 뜯어 본 연구가 있습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7250402, 프리프린트). 전력회사·주·규제 사건으로 이어지는 정책 사례 27건에서 조항 93건을 뽑아 코딩했습니다. 이 연구는 대형 부하 요금표를, 손님이 오지 않거나 예상보다 덜 쓸 경우에 대비해 미리 맺어 두는 공공 계약으로 봅니다.

문제 설정은 구체적입니다. 전력회사는 데이터센터가 돌기 전에 되돌릴 수 없는 투자를 해야 합니다. 그 사업이 미뤄지거나, 줄거나, 취소되면 쓰이지 않는 설비 값은 누가 내는가가 물음입니다.

저자들은 조항을 「있음」, 문서를 끝까지 뒤진 뒤에야 내린 「없음」, 「확인 불가」로 나눠 코딩했고, 확인되지 않은 것을 보호 장치가 약한 것으로 바꿔 치지 않았습니다. 핵심 사례 40칸을 모형의 도움을 받아 다시 코딩한 검사에서 판정 일치율은 92.5퍼센트, 순서까지 정확히 맞은 비율은 85.0퍼센트, 가중 일치 계수는 0.508이었습니다. 저자들은 이 검사가 같은 절차를 다시 돌려 같은 판정이 나오는지 본 재현성 감사이고, 서로 다른 사람이 따로 판정해 맞춰 본 코더 신뢰도 검사가 아니라고 못 박습니다.

결과는 양쪽을 다 보여 줬습니다. 보호 장치는 강했지만 곳마다 편차가 컸습니다. 확인되지 않은 조항을 모두 없는 것으로 놓고 다시 따져 본 검사는 결론을 내기에 자료가 모자라, 그 가정에도 순위가 흔들리지 않는다는 것을 입증하지 못했습니다. 다만 지금의 기록으로는 전국을 한 줄로 세울 수 없는 까닭은 보여 줬습니다.

이 논문의 마지막 문장이 이 글이 닿을 자리입니다. 대형 부하 요금표는 투기적으로 지은 설비가 쓰이지 않을 때의 손실이 대형 고객에게 남을지, 전력회사 투자자에게 옮겨갈지, 일반 요금 납부자에게 나눠 지워질지를 정합니다. 접속을 둘러싼 절차는 언제 붙느냐와 함께, 일이 어긋났을 때 누가 물어내는지를 정합니다.

그리고 계획의 바탕이 되는 수요 예측부터 어긋납니다. 데이터센터 붐 이전의 자료이지만, 미국 185개 계획 구역이 2006년부터 2022년까지 낸 여름 최대 수요 예측 11,416건을, 1년에서 10년 앞까지 시점별로 실제 기록과 대 본 연구가 있습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7411248, 프리프린트). 1년 앞 예측에는 한쪽으로 쏠린 오차, 곧 편향이 없었습니다. 그런데 멀리 내다볼수록 편향이 커졌습니다. 2016년 이전에 작성된 10년 앞 예측은 실제 최대치를 평균 12.4퍼센트 넘겼고, 그중 78퍼센트가 과대 예측이었습니다.

이 편향은 계획 구역마다 안정된 성질이었습니다. 표본 전반부와 후반부의 평균 오차 상관이 0.81로, 앞에서 많이 틀린 구역이 뒤에서도 많이 틀렸습니다. 저자들의 추정으로는 계획자들이 과소 예측을 과대 예측보다 최대 2.7배 비싸게 취급했습니다. 공급 의무를 지고 있으니 그럴 만합니다. 다만 저자들은 그 설명이 여기까지라고 선을 긋습니다. 이 선호만으로는 예측이 어떻게 바뀌는지가 설명되지 않습니다. 계획자들은 자기 오차를 확인하고 나면 지나치게 바로잡았고, 같은 해를 겨눈 연이은 수정판들은 서로 반대 방향으로 움직였습니다.

여기서 멈추면 이 논문을 정반대로 옮기게 됩니다. 2015년 이후 수요 증가가 다시 시작되면서 편향의 방향이 뒤집혔습니다. 그래서 앞 기간에 맞춰 만든 보정을 그대로 적용했다면 뒤 기간의 예측은 오히려 나빠졌을 것입니다. 저자들의 권고는 예측을 일괄로 깎는 것과 다릅니다. 시점별로 불확실성 폭을 두고, 각 기관의 과거 기록에 맞춰 조정하고, 기계적 보정을 적용하기 전에 국면이 바뀌었는지부터 살피자는 것입니다.

부하 쪽이 유연해지면 줄이 짧아지는지에 대한 답은 조건부입니다. 유연성을 계통 확충 모형에 넣어 본 연구에서, 데이터센터가 작업을 미루거나 옮길 수 있으면 투자·운영 비용이 3~21퍼센트 줄었습니다 (arXiv:2604.05376, 프리프린트, 모의실험). 저자들이 강조하는 것은 그 폭보다 효과에 일관성이 없다는 사실입니다. 위치, 유연성의 범위, 그때의 부하 상태에 따라 결과가 크게 달라졌고, 유연성을 늘린다고 필요한 발전 용량이 반드시 줄지는 않았습니다.

효과를 크게 본 연구도 있습니다. 앞에서 본 텍사스 합성망 연구입니다. 합성망은 실제 계통의 특징을 본떠 만든 가상 전력망이고, 이 연구는 모선이 2,000개인 것을 썼습니다. 데이터센터가 지킬 유연성의 범위를 미리 정해 두고, 그에 맞는 후보지를 계통 쪽에서 미리 인증해 두는 방식입니다. 붙일 수 있는 후보지가 1기가와트에서 9~17퍼센트, 2기가와트에서 19~21퍼센트 넓어졌고, 하루 전체 시간대의 중앙값 도매가는 거의 그대로였습니다. 저자들은 이 방식으로 큰 송전 보강을 우회하면 처음 전기가 들어오기까지 12~18개월이 걸린다고 적습니다. 보통의 사업자 주도 절차 5~8년보다 보수적으로 잡아도 3.5~4년이 짧습니다 (arXiv:2605.14714, 프리프린트, 합성망 모의).

자기 발전소를 짓고 계통을 안 쓰면 되지 않느냐는 반문도 계산돼 있습니다. AI 데이터센터가 쓸 수 있는 현장 발전 아홉 가지를 부지 전체 기준으로 값을 매겨 비교한 연구입니다 (arXiv:2608.08170, 프리프린트, 모의실험). 메가와트시는 와트시처럼 쓴 전기의 양을 재는 단위입니다. 가스 복합화력은 발전기에서 나오는 값으로는 메가와트시당 47달러이지만, 부지 전체가 쓰는 전기 기준으로 따지면 약 114달러가 됩니다. 부지 전체 계산에는 실제로 잰 AI 훈련 부하, 부지까지 배달되는 연료 값, 미국 세법의 세액공제 두 가지, 계통에 기대는 예비 전력 요금이 함께 들어갔습니다. 같은 조건에서 계통 전기는 92달러였습니다. 네 시간짜리 배터리는 연간 에너지의 약 18퍼센트까지가 물리적 상한이었습니다.

저자들의 요약은 짧습니다. 전선을 이기는 것은 없다는 것입니다. 저자들은 현장 발전이 값을 낮춰 주는 수단이 아니라 접근과 규모를 사는 수단이라고 보고, 지금의 투자 대부분은 엉뚱한 항목을 겨누고 있다고 결론짓습니다.

대기열은 무엇을 정하는 절차인가

풍력 발전소와 데이터센터는 전기 공급망의 정반대 끝에 있습니다. 한쪽은 만들고 한쪽은 씁니다. 그런데 두 산업의 개발 과정을 나란히 견주면 둘은 같은 자리에서 막힙니다. 부지 확보, 인허가, 계통 접속, 그리고 지역 사회의 반대입니다 (DOI: 10.2139/ssrn.6506945, 프리프린트). 저자들은 풍력이 30년 동안 겪은 일에서 데이터센터 건설 붐이 배울 것을 찾아 정보 공개 기준, 지역과 이익을 나누는 협약, 주민 수용성 연구를 권고합니다. 다만 만드는 쪽과 쓰는 쪽의 구조적 차이가 서로 다른 정책 함의를 낳는다는 단서를 답니다.

그래서 「대기열이 문제다」라는 문장은 절반만 맞습니다. 대기열은 늦추는 장치이기 전에 누가 계통 보강 비용을 내는가를 정하는 절차입니다. 여기까지 본 것을 물음으로 바꾸면 다섯 개가 남습니다.

① 이 줄에 서는 값은 얼마인가. 값이 싸면 땅도 자금도 없는 계획이 번호표를 쥡니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7087944). 값을 올리면 줄이 정리될 것 같지만, 그 일본 논문이 전하기로는 미국 PJM을 분석한 모형의 개정판이 수수료가 완공 용량을 거의 못 움직인다고 답했습니다. 일본이 그 실험을 하고 있고, 결과는 아직 나오지 않았습니다.

② 앞사람이 무엇을 하고 나갔는가. 배전망 모의에서 접속 순서가 총량을 바꿨고, 그 효과는 침투율이 약 120퍼센트를 넘어야 나타났습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7287446). 적어도 그 조건에서 대기열은 서로 무관한 신청들의 줄이 아닙니다.

③ 길을 넓힐 것인가, 덜 쓸 것인가. 핀란드 배전망에서는 감발이 일정 지점까지 값싼 수단이었고 그 뒤로는 공사가 나았습니다 (DOI: 10.1049/gtd2.12936). 그리고 길을 넓히는 값이 비싸면 오히려 감발이 늘어납니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7009282).

④ 못 쓰는 시간을 계약서에 쓸 수 있는가. 유연 접속의 실제 값은 얼마나 자주 얼마나 심하게 깎이느냐이고, 그것을 보장할 수 있는 조건으로 적을 수 있느냐가 쟁점입니다 (arXiv:2604.20185). 미국에서는 그 규칙이 관할마다 다릅니다 (DOI: 10.2139/ssrn.6870718).

⑤ 어긋났을 때 누가 내는가. 대형 부하 요금표는 손실을 고객에게 남길 수도, 투자자에게 옮길 수도, 일반 요금 납부자에게 나눠 지울 수도 있습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7250402). 그리고 장기 수요 예측은 계획 구역마다 안정적으로 어긋나되, 그 방향이 뒤집힐 수 있습니다 (DOI: 10.2139/ssrn.7411248).

AI 데이터센터가 계통에 주는 부담을 정리한 개관 논문은 그 부담을 세 시간 척도로 나눕니다. 긴 시간에 걸친 계획과 접속, 짧은 주기의 운영과 시장, 그리고 실시간 거동입니다 (arXiv:2509.07218, 프리프린트, 개관). 마지막 척도는 「발전기의 쇳덩이가 공짜로 주던 몇 초 — 계통 관성이 줄면 무엇이 어려워지나」에서 다뤘습니다. 이 글이 본 것은 첫 번째 척도입니다.

첫 번째 척도에서는 눈에 띄는 일이 벌어지지 않습니다. 정전도 없고 주파수도 흔들리지 않습니다. 신청서가 쌓이고, 검토가 밀리고, 값이 다시 계산되고, 어떤 사업은 조용히 취소될 뿐입니다. 일본의 113기가와트와 0.23기가와트 사이의 간격도 그렇게 벌어졌습니다. 그 간격은 사고가 아니라 절차가 낳은 결과입니다.

전력망에 무언가를 붙이는 일은 공학 문제로 시작해서 회계 문제로 끝납니다. 전선이 몇 암페어를 견디는지는 계산으로 답이 나옵니다. 그 전선을 굵게 바꾸는 값을 누가 낼지는 계산으로 답이 나오지 않습니다. 앞의 것은 물리가 정하고, 뒤의 것은 줄을 세우는 규칙이 정합니다. 그리고 지금 그 줄에는 전기를 만들겠다는 쪽과 쓰겠다는 쪽이 함께 서 있습니다.

근거 논문

arXiv·SSRN·리서치스퀘어에 공개된 글은 「프리프린트」로 표시했고, 그 뒤 학술지에 실렸는지는 따로 확인하지 않았습니다. 이 분야는 표준 시험망 위의 모의실험이 많고, 본문에서 그때마다 표시했습니다.

• "The Free Option to Congest the Grid: Japan's Battery-Storage Interconnection Queue" (2026, 프리프린트, 사전 등록된 평가 설계) — DOI: 10.2139/ssrn.7087944 — 일본 축전지 신청 누적 113기가와트 대 연결 0.23기가와트. 2026년 제도 개편의 사전 등록 평가.
• "Permitting and siting of wind and solar in Massachusetts" (2026, 심사 지면) — DOI: 10.3389/fsuep.2026.1771870 — 지방정부 허가 기간 평균 250일이며 길어지는 추세.
• "Flexibility-Aware Framework for Efficient Planner-Initiated Siting of Data Center" (2026, 프리프린트, 합성망 모의) — arXiv:2605.14714 — 텍사스 2,000버스. 유연성 범위 사전 인증으로 첫 통전 12~18개월.
• "Minimizing Grid Interconnection Capacity Requirements for AI Data Centers" (2026, 프리프린트, 모의) — arXiv:2608.29359 — 현장 태양광·배터리와 작업 유예로 필요한 접속 용량을 예산에 따라 6~13.3퍼센트 줄일 수 있다고 계산한다.
• "Connection Order Matters: Path-Dependent Hosting Capacity in DG Interconnection Queues" (2026, 프리프린트, 표준 시험망 모의) — DOI: 10.2139/ssrn.7287446 — 배전망 접속 순서가 총 수용량을 바꾸며 약 120퍼센트 위에서만 발동한다.
• "Generator Interconnection, Network Expansion, and Energy Transition" (2021, 프리프린트, 2노드 모의) — DOI: 10.2139/ssrn.3936998 — 불확실한 망 보강·혼잡 비용을 정해진 접속 수수료로 바꾸자는 제안.
• "Opposition threatens US-Canada transmission lines" (2022, 업계 정책 브리핑) — DOI: 10.1108/oxan-db268663 — 2021년 11월 메인주 주민투표의 송전선 부결.
• "Discourses of Energy Infrastructure Development: Transmission Line Siting in the UK" (2011, 심사 지면) — DOI: 10.1068/a43401 — 영국 송전 보강의 세 갈래 담론과 님비 개념의 한계.
• "Conflict Assessment in Energy Infrastructure Siting: Northern Pass" (2014, 심사 지면, 정성적 갈등 평가) — DOI: 10.1111/nejo.12054 — 개발 초기의 합의 형성 절차 설계가 가장 결정적이다.
• "Transmission Expansion Planning under Uncertainty for Investment Options with Various Lead-Times" (2018, 심사 지면, 시험망 모의) — DOI: 10.3390/en11092429 — 리드타임 차이를 명시적으로 넣은 계획이 더 나은 결정을 낸다.
• "PV hosting capacity improvement: economic comparison between curtailment and network upgrade" (2023, 심사 지면, 몬테카를로 + 핀란드 실측) — DOI: 10.1049/gtd2.12936 — 감발은 수용력을 13·7·8퍼센트 올릴 때까지 값싸고 그 뒤로는 공사가 낫다.
• "Economic Curtailment of Intermittent Renewable Energy Sources" (2014, 프리프린트, 양식화 모형) — DOI: 10.2139/ssrn.2441095 — 감발이 비용을 줄일 수 있으나 과도하면 비싸고, 사업자에게 맡기면 최적보다 낮게 고른다.
• "No Alarms and No Surprises: Dynamics of Renewable Energy Curtailment in California" (2022, 프리프린트) — DOI: 10.2139/ssrn.4294917 — 침투율이 오르면 감발률이 오르고 수요가 늘면 내려간다. 균등화 비용 영향은 중간 정도.
• "Marginal vs average curtailment of renewables in Renewable Energy Zones" (2023, 프리프린트) — DOI: 10.21203/rs.3.rs-3412892/v1 — 한계 감발률이 평균의 최소 3배. 용량은 한계로, 진입은 평균으로 유도하자는 절충안.
• (제목 미확인 — 서지의 제목 필드가 초록 전문으로 오염돼 있어 원 제목을 확보하지 못했다. DOI는 정상 해석된다) (2026, 프리프린트, 폐쇄형 해석 모형) — DOI: 10.2139/ssrn.7009282 — 영국 육상 풍력 보정. 값비싼 해저 연계는 효율적 감발을 키운다.
• "A Review of United States Energy-only Generator Interconnection Service Policy" (2026, 프리프린트, 규제 검토) — DOI: 10.2139/ssrn.6870718 — 전달 가능성을 보장 않는 접속은 앞단 공사를 피하되 감발 위험을 키운다.
• "Battery-Assisted Operation of Hyperscale AI Data Centers under Connect-and-Manage" (2026, 프리프린트, 표준 시험망 모의) — arXiv:2605.14105 — 실시간 접속 한도와 끊기면 안 되는 작업의 충돌을 현장 배터리로 완충.
• "Risk-Aware Hosting Capacity Analysis for Flexible Load Interconnection" (2026, 프리프린트, 모의) — arXiv:2604.20185 — 감발 꼬리 위험과 개입 횟수를 제한하며 수용력을 늘린다.
• "The Missing Half of the Queue: Load-Side Interconnection Queue Disclosure" (2026, 프리프린트 정책 브리프) — DOI: 10.2139/ssrn.6614823 — 미국 발전 대기열은 공개 기록이나 대형 부하 대기열은 아니다.
• "Hosting Capacity Assessment and Enhancement for Edge Data Centers" (2026, 프리프린트, 모의) — arXiv:2606.01407 — 수용력이 지점마다 다르고 한계 이유는 전류·전압·혼합 셋이며, 배터리·분산 발전기·무효전력 보상으로 그 한계를 넓힐 수 있다.
• "Hosting Capacity Assessment of Data Centers with Voltage Ride-Through Capability" (2026, 프리프린트, IEEE 118버스 모의) — arXiv:2609.03030 — 정태 계획만으로는 접속 가능 용량을 과대평가할 수 있다.
• "Grid Transmission Evaluation for Solar Deployment and Data Center Growth" (2025, 프리프린트, 표준 시험망 모의) — arXiv:2509.01778 — IEEE 39버스. 1,560회 조류 계산 중 과부하를 피한 조합은 14가지.
• "Who Pays When the Data Center Never Comes? U.S. Large-Load Electricity Tariffs" (2026, 프리프린트) — DOI: 10.2139/ssrn.7250402 — 조항 93건 코딩. 요금표가 하방 위험을 고객·투자자·납부자 중 누구에게 남길지 정한다.
• "Accuracy and bias of long-horizon load forecasts used in utility capacity planning" (2026, 프리프린트) — DOI: 10.2139/ssrn.7411248 — 10년 앞 예측은 실제를 평균 12.4퍼센트 초과했으나 2015년 이후 뒤집혔다.
• "To Defer or To Shift? The Role of AI Data Center Flexibility on Grid Interconnection" (2026, 프리프린트, 모의) — arXiv:2604.05376 — 유연성의 효과가 일관되지 않고 늘려도 발전 용량이 반드시 줄지는 않는다.
• "Beyond the Grid: On-Site Power Technologies for AI Data Centers" (2026, 프리프린트, 모의) — arXiv:2608.08170 — 부지 전체 기준 가스 복합화력 114달러 대 계통 92달러. 네 시간 배터리 상한은 약 18퍼센트.
• "Hyperscale Data Centers and Wind Energy: Cross-Sector Lessons" (2026, 프리프린트) — DOI: 10.2139/ssrn.6506945 — 공급망 정반대 끝의 두 산업이 같은 병목에 걸린다.
• "Electricity Demand and Grid Impacts of AI Data Centers" (2025, 프리프린트, 개관) — arXiv:2509.07218 — 계통 부담을 장기 계획, 단기 운영, 실시간 거동의 세 시간 척도로 정리.