지난 주말 미국 전역을 강타한 북극발 한파로 100만 가구 이상이 정전 사태를 겪으며 미국의 노후화된 전력망 실태가 다시 한번 도마 위에 올랐다. 

폭설과 강풍으로 송전선이 끊어지고 나무가 쓰러지면서 테네시, 미시시피, 루이지애나 등 남부 지역을 중심으로 피해가 속출했다. 최소 35명의 사망자가 발생하는 등 인명 피해도 잇따랐다.

이번 한파는 2021년 텍사스 대정전 사태 이후 미국 전력망의 겨울철 대비 태세를 시험하는 중요한 계기가 되었다. 당시 텍사스 전력신뢰도위원회(ERCOT)의 발전 용량 절반이 마비되면서 200명 이상이 사망하는 참사가 발생했다. 이후 주 정부와 연방 정부는 발전소와 송전망의 겨울철 대비 기준을 강화했지만, 이번 사태는 이러한 노력이 여전히 미흡함을 여실히 보여주었다.

낡아빠진 전력 인프라…ASCE, '낙제점' D+ 부여

미국 전력망의 취약성은 어제오늘 일이 아니다. 미국토목학회(ASCE)는 2025년 인프라 보고서에서 미국 전력망에 D+ 등급을 부여했다. 2021년 C-에서 한 단계 더 하락한 수치다. ASCE는 배전 변압기 부족, 기후 변화로 인한 기상 이변, 송전 용량 부족 등을 등급 하락의 주요 원인으로 지적했다.

문제는 노후화된 인프라가 급증하는 전력 수요를 감당하지 못하고 있다는 점이다. ASCE에 따르면 2022년 17GW 수준이었던 전력 수요는 2030년 35GW 이상으로 급증할 것으로 예상된다. 하지만 대부분의 송전선은 30년 이상 되었고, 변압기의 약 70%는 25년 이상 된 노후 설비다. 1970년대 평균 가정의 연간 전력 사용량은 100kWh 미만이었지만, 2025년에는 1만 kWh를 넘어설 정도로 전력 소비 패턴이 급변했다.

NBC 뉴스의 분석에 따르면 2024년부터 지난 11년 중 5년 동안 미국 전력망 일부 지역에서 혹한기 정전, 단전 또는 위기 상황이 발생했다. 노후화된 설비와 기상 이변이 맞물리면서 전력망의 불안정성이 커지고 있는 것이다.

'가스 의존도 심화'가 화근…혹한기 공급 차질 반복

미국 전력망이 겨울철 한파에 유독 취약한 근본적인 원인은 천연가스 발전에 대한 과도한 의존에 있다. 2016년 이후 천연가스는 석탄보다 저렴하고 효율적이라는 이유로 미국 전력 생산의 주연료로 자리 잡았다. 2024년 기준 천연가스 발전 비중은 43%에 달한다.

하지만 혹한기가 닥치면 난방 수요가 급증하면서 발전용 가스 공급에 차질이 빚어지는 악순환이 반복된다. 세계자원연구소(WRI)는 혹한기 발전소와 가정에 연료를 공급하는 것이 가장 큰 과제라고 지적했다. 난방과 발전 수요가 동시에 급증하는 '동시 피크(coincident peak)' 현상은 전력망 운영의 난제로 꼽힌다.

설상가상으로 가스 공급망의 겨울철 대비 부족도 문제다. 발전소, 센서, 가스 유정 및 파이프라인 등 주요 설비가 혹한에 얼어붙거나 오작동하는 사례가 빈번하다. 이로 인해 발전소 가동이 중단되면 전력망 운영자는 대규모 정전을 막기 위해 강제로 전력 공급을 차단하는 순환 정전을 시행할 수밖에 없다.

이번 한파 기간에도 가스 공급 제한으로 인해 발전소 가동이 중단되고 현물 전력 가격이 급등하는 현상이 나타났다. PJM 인터커넥션은 송전선 문제로 인한 잠재적 전력 차단 경고를 5차례나 발령했으며, 가스 공급 제한으로 1400개 이상의 고압 송전선 운영에 차질이 빚어질 것으로 예상했다.

7천억 달러 투자 시급…스마트 그리드 등 대안 모색해야

ASCE는 노후화된 전력망을 현대화하는 데 최소 7천억 달러가 필요할 것으로 추산했다. 연방에너지규제위원회(FERC)는 가스 시스템의 겨울철 대비 투자 확대, 강력한 신뢰도 기준 마련, 가스 회사와 전력 회사 간 협력 강화 등을 권고하고 있다.

전문가들은 스마트 그리드 기술 도입, 송전망 확충, 분산형 에너지 자원(DER) 활성화 등 다각적인 대책 마련이 시급하다고 입을 모은다. 태양광 발전 등 소규모 독립 전력망을 구축하여 전력망 부하를 분산시키는 것도 대안이 될 수 있다.

미국 전력망의 위기는 노후화된 인프라와 경직된 에너지 공급 구조가 기후 변화라는 거대한 도전에 직면했을 때 어떤 결과를 초래하는지 보여주는 단적인 사례다. 안정적인 에너지 공급 없이는 경제 성장도, 국민의 안전도 담보할 수 없다는 사실을 명심해야 한다. 막대한 투자와 체계적인 시스템 개선 없이는 '후진국형 정전' 사태는 반복될 수밖에 없다.