[유승훈 서울과학기술대 미래에너지융합학과 교수, 정리=이데일리 김형욱 기자] 지난달 29일 정부와 재계가 발표한 3대 메가 프로젝트의 핵심인 호남 반도체 클러스터 조성 계획은 국가 균형발전과 첨단산업 영토 확장이라는 두 마리 토끼를 잡으려는 고무적인 결단이다. 수도권 집중의 한계를 넘어 지방에 지속 가능한 성장 동력을 심겠다는 대의에 공감한다.
다만 이 구상이 성공하려면 무엇보다 안정적인 전력 공급이 전제돼야 한다. 특히 태양광과 풍력 등 재생에너지 확대만으로는 한계가 있는 만큼 원전과 함께 액화천연가스(LNG) 발전을 충분히 확보하는 것이 필수적이다.
호남 신규 팹 4기와 인공지능(AI) 데이터센터에 필요한 전력수요만 각각 6.3기가와트(GW), 18.4GW로 총 24.7GW에 이른다. 현재 진행 중인 용인 반도체 팹 10기에 필요한 전력 15GW까지 포함하면 주요 반도체·AI 전력수요는 40GW에 육박한다.
호남은 태양광·해상풍력 자원이 풍부해 글로벌 빅테크가 요구하는 RE100 대응에 유리한 입지다. 하지만 재생에너지만으로는 부족하다.
반도체 공장, 이른바 팹(Fab)은 단 1초의 정전만으로도 웨이퍼 전체를 폐기해야 하는 ‘찰나의 산업’이기도 하다. 일부 팹 단지만 따져도 수GW급 상시부하가 새로 생기는 셈이다. 반면, 태양광과 풍력은 날씨에 따라 출력이 오르내린다. 24시간 일정한 전력을 공급할 안정전원과 계통 안정화 수단이 필요하다.
한빛원전 등 호남권 안정전원의 활용과 초대형 에너지저장장치(ESS), 액화천연가스(LNG) 복합·열병합발전, 필요 시 영남 원전과 호남 수요지를 잇는 동서축 초고압 송전망까지 검토해야 한다.
특히 재생에너지 전력의 안정 공급을 뒷받침할 LNG 발전의 경우 설비 기준 25~30%, 발전량 기준으로도 15~20%는 돼야 RE100에 대응하면서도 정전을 막기 위한 전력 공급의 유연성을 확보할 수 있다. 산술적으로 6.2~7.4GW로 1GW급 LNG발전소 6~7곳에 해당한다.
미국 애리조나의 TSMC 피닉스 공장이 청정전력 조달을 강조하면서도 대형 원전과 천연가스 발전이 뒷받침하는 지역 전력망 위에서 가동되는 이유도 여기에 있다.
전기가 반도체 공장의 신경이라면 물은 혈액이다. 서남권 팹에는 하루 수십만톤의 공업용수와 초순수가 필요하다. 만성 가뭄에 대비한 다중 수원, 하수 재이용, 기존 댐의 용수 공급력 증대도 병행해야 한다.
팹은 ‘전수토인(電水土人)’, 즉 전기와 물, 땅, 인재의 결합체다. 이 네 가지 중 어느 하나라도 어긋나면 초정밀 공정은 멈춰 선다. 향후 10년간 1000조원에 달할 대규모 투자가 선언에 그치지 않고 대만 TSMC 가오슝 클러스터처럼 단기간 내 가동되려면 전력과 용수 인프라부터 빠르게 풀어야 한다.
