중국 사막의 거대 발전소

중국 과학자들에 따르면, 거대한 사막 발전소는 저렴한 청정 에너지를 중국의 제조업 중심지에 공급하여, 국가의 생활 수준을 높이고 인공지능(AI)과 같은 첨단 기술 경쟁에서 중국의 경쟁력을 강화할 것입니다.

중국 북서부에 있는 재생 에너지 기지 중 하나인 닝샤 텅거 사막 신에너지 기지의 태양광 패널. 사진: AFP

사막에서 나오는 끝없는 깨끗한 에너지

중국 북서부는 산시성, 간쑤성, 칭하이성의 3개 성과 닝샤 후이족 자치구, 신장의 2개 자치구로 구성됩니다. 면적이 300만 평방킬로미터가 넘는 이 지역은 인도보다 넓고, 오랫동안 중국에서 가장 개발이 안 되고 가난한 지역 중 하나로 여겨져 왔습니다.

바다로부터 멀리 떨어져 있고 고비, 타클라마칸과 같은 광활한 사막을 특징으로 하는 혹독한 지형 때문에 이 지역의 인구는 희박합니다.

그러나 이 지역은 석유, 석탄, 풍부한 녹색 에너지원 등 천연자원이 풍부합니다. 중국 태양광 에너지의 60%, 풍력 에너지의 3분의 1을 이곳에서 생산합니다.

에너지 혁명을 주도하는 과학자와 엔지니어의 추정에 따르면, 중국 북서부의 기존 설치 용량은 500GW에 가깝습니다. 근처 내몽골의 광대한 고비사막 지역과 합치면 이 수치는 600GW에 이릅니다.

미국 에너지 정보국에 따르면, 이에 비해 모든 미국 발전소는 2022년 말까지 약 1,100GW를 생산할 것으로 예상됩니다.

특히 중국 북서부 지역의 전력 시설 중 절반 이상이 풍력과 태양광 등 자연 에너지원으로 운영됩니다. 자연의 예측 불가능성에도 불구하고, 이러한 친환경 발전소는 여전히 95%가 넘는 평균 이용률을 달성하고 있습니다.

과학자들에 따르면, 지금까지 다른 대규모 지역 전력망은 일년 내내 높은 이용률을 유지하면서도 이렇게 막대한 양의 재생 에너지를 원활하게 통합한 적이 없습니다.

장기적이고 잠재적인 전략

1980년대 초, NASA의 제트 추진 연구소를 설립하고 나중에 중국의 우주 프로그램을 키운 과학자 첸쉐썬은 고비 사막의 광대한 풍력과 태양광 자원을 활용해 국가에 전력을 공급하는 것을 구상했습니다. 당시에는 기술적 한계로 인해 이 아이디어는 단지 꿈에 불과했습니다.

하지만 중국 전력망 공사 북서부 지부와 시안 교통대학의 마샤오웨이 교수와 그의 팀은 지난달 중국 학술지인 전력 시스템과 청정 에너지에 발표한 논문에서 "이제 북서부 전력망이 이 새로운 유형의 전력 시스템의 첫 번째 단계를 실현했습니다."라고 썼습니다.

이 지역의 설치된 재생 에너지 용량은 230GW에 달했으며, 이 중 절반은 10개의 초고압 직류 송전선을 통해 인구가 밀집된 동부 해안 지방으로 전송됩니다.

Ma와 그의 동료들은 논문에서 이러한 전력선이 수천 킬로미터에 걸쳐 뻗어 있고, 중국 전역을 가로지르며, 이로 인해 북서부 전력망이 "세계에서 가장 크고 강력한 지역 전력망"이 되었다고 말했습니다.

수십 년 동안 유럽 연합(EU)은 경제적 힘, 많은 인구, 환경 옹호 단체를 활용하여 녹색 에너지로의 전환을 주도하고 기후 변화에 맞서 싸워 왔습니다. 독일의 지멘스, 프랑스의 슈나이더 일렉트릭과 같은 글로벌 거대 기업이 이 분야에서 기술적 발전과 전문성을 주도해 왔습니다.

그러나 마의 팀은 신중한 비교를 거쳐 중국 북서부 전력망이 핵심 재생 에너지 사용 지표에서 EU를 앞지르며 세계를 선도하는 수준에 도달했다는 것을 발견했습니다.

태양광 패널이 사막을 뒤덮고 있습니다. 사진: 로이터

도전과 장벽

지구의 모든 사막을 태양광 패널과 풍력 터빈으로 덮는다면 생산되는 전기량은 현재 인간의 필요량을 훨씬 넘어설 것입니다. 하지만 이러한 비전은 장거리에 걸쳐 대량의 전기를 전송하는 것의 어려움 등 기술적 장벽 때문에 비현실적으로 여겨진다. 기존의 전력망은 재생 에너지의 극적인 변동을 처리할 수 없습니다.

이러한 과제에 직면하여 중국의 엔지니어들은 여러 가지 방법을 시도하였고, 몇 가지 귀중한 교훈을 얻었습니다. 마 씨의 기사에 따르면, 2014년에 풍력 터빈이 400km를 이동한 전력 서지를 발생시켜 또 다른 풍력 발전소를 파괴했습니다.

최근 몇 년 동안 중국의 재생 에너지 분야가 폭발적으로 성장하면서 이러한 문제는 더욱 복잡해졌습니다. 햇빛과 날씨 변화로 인해 중국 북서부 전력망에서는 하루에 최대 50GW에 달하는 전력 용량 변동이 발생할 수 있습니다. 이 수치는 프랑스에서 운영 중인 모든 원자로의 총 용량과 같습니다.

이러한 과제를 해결하기 위해 중국은 세계에서 가장 진보된 고전압 장거리 직류 송전선을 건설했으며, 이를 통해 장거리 송전 중 전력 손실을 효과적으로 줄일 수 있었습니다.

중국의 과학자와 엔지니어도 AI를 사용하여 방대한 양의 센서 데이터를 분석하여 최대 10일 전에 발전 용량을 예측합니다. 마의 팀은 "안정적인 날씨 조건에서는 예측 정확도가 매우 높습니다."라고 적었습니다.

석탄화력발전소는 한때 중국 전력망의 주요 안정화 요인으로 작용했지만, 북서부 지역에서는 태양광과 풍력 발전의 급속한 성장에 밀려 그 비중이 줄어들었습니다. 이를 보상하기 위해 중국 정부는 황하 상류에 수력 발전소를 건설했는데, 이는 에너지 조절 및 저장의 기둥 역할을 합니다.

마 연구팀에 따르면, 이러한 저수지는 건조 지역을 관개할 뿐만 아니라 송전망 조절 비용을 약 200억 위안(28억 달러) 절감하여 엄청난 경제적, 생태적 이익을 가져다준다고 합니다.

또 다른 핵심 기술은 재생 에너지 간의 보완성을 달성하는 것입니다. 이를 위해서는 견고하고 신뢰할 수 있는 정보 감지 및 제어 시스템이 필요합니다. 마 씨의 그룹은 재생 에너지 시설의 거의 절반이 이 상호 지원 시스템에 가입했다고 밝혔습니다.

미중 청정에너지 경쟁

베이징에 거주하는 AI 기업가에 따르면, 인공지능(AI) 경쟁에 이어 중국과 미국 간 다가올 경쟁에서는 에너지 공급이 핵심 요소가 될 것이라고 한다. 이전에 미국은 중국의 AI 발전을 막기 위해 10억 인구의 중국에 첨단 AI 칩 판매를 금지했습니다.

"첨단 칩의 장점은 주로 전력 소모가 약간 낮다는 것입니다. 하지만 중국의 전력 공급이 증가함에 따라 중국 기업은 덜 진보된 칩을 사용하여 유사한 AI 훈련 결과를 얻을 수 있습니다." 이름을 밝히지 않은 기업가는 전기 비용 증가는 AI 경쟁에 대한 전체 투자에 비하면 무시할 만하다고 덧붙였습니다.

팬데믹이 발생하기 전, 중국의 전력 생산 용량은 미국의 두 배였습니다. 오늘날 그 숫자는 거의 세 배로 늘어났습니다. 미국의 전기 가격은 인플레이션으로 인해 2021년부터 2023년까지 20% 인상될 것으로 예상되는 반면, 중국의 전기 가격은 안정적으로 유지될 전망입니다. 일부 재생 에너지가 풍부한 지역에서는 중국 기업들이 이전보다 더 큰 할인 혜택을 누리고 있습니다.

중국 정부는 에너지 자원이 풍부한 서부 지역에 데이터 센터와 AI 서버를 구축하는 계획을 강화하며, 화웨이와 같은 국내 기술 대기업의 세계적 경쟁력을 강화하고자 합니다.

호아이 푸옹 (SCMP에 따르면)

원천: https://www.congluan.vn/suc-manh-tu-nhung-trang-trai-dien-khong-lo-tren-sa-mac-cua-trung-quoc-post285235.html