반도체는 재생 에너지로 안 된다는 거짓말.

다음의 네 가지 주장은 거짓이거나 절반만 사실이다.

• 주장 1: 반도체 팹은 24시간 돌아야 하므로 간헐적인 재생 에너지로는 가동할 수 없다.
• 주장 2: 재생 에너지 비중이 높으면 정전이 자주 발생해 안정적인 전력 공급을 할 수 없다.
• 주장 3: 해외 반도체 공장도 실제로는 재생 에너지로 돌리지 못한다.
• 주장 4: 한국은 재생 에너지 자원이 부족하고 비싸서 반도체 전력을 감당할 수 없다.

이게 왜 중요한가.

• [전기가 필요하니 발전소를 짓는다]는 단순 논리가 너무 강하다. 언론은 물론이고 정책을 결정하는 사람들도 사실과 다른 주장을 쏟아내고 있다.
• 전력 수요가 급격히 늘어나고 있는 건 사실이지만 발전소 몇 개 더 짓는다고 해결될 문제가 아니다. 국가 전력 체계를 근본적으로 다시 설계해야 할 때다.
• 오래된 거짓말 네 가지를 살펴보고 팩트와 사례로 반박해 본다.

이런 주장, 누가 왜 하나.

• 전영현(삼성전자 부회장)은 메가 프로젝트 설명회에서 “재생 에너지의 간헐성을 보완할 원전 확대 및 PPA를 적극적으로 추진해달라”고 요청했다.
• 유승훈(서울과기대 교수)은 “ 전력이 1초만 끊겨도 수천억원의 웨이퍼를 폐기해야 하는 반도체 산업에 필요한 전력을 재생에너지만으론 공급하는 건 어렵다”고 주장했다.
• 한국원자력학회는 ”출력이 밤낮과 계절에 따라 변하는 재생에너지만으로는 안정적 전력 공급이 어렵다”고 주장했다.
• 한국경제신문은 사설에서 “우리처럼 일조량과 바람이 부족한 나라에는 ‘그림의 떡’인 데다 천문학적 비용이 들어 ‘비현실적’이라는 평가가 지배적”이라고 주장했다.
• 이재명(대통령)도 국무회의에서 “국민 여론은 압도적으로 전기 문제를 해결하려면 원자력 발전소 추가가 필요하다는 것 아니냐”고 말했다.
• 정용훈(카이스트 교수)은 “태양광은 하루 4시간 발전인데, 24시간 돌아가는 공장에 20시간 뛸 벤치 멤버를 앉혀놓는 꼴”이라고 주장했다.
• 김경기(반도체공학회 수석부회장)는 “재생 에너지가 풍부하다는 것과 반도체 팹을 24시간 365일 돌릴 수 있다는 것은 다른 문제”라고 주장했다.
• 한삼희(조선일보 수석논설위원)는 “반도체와 태양광은 궁합이 잘 맞지 않는다”고 주장했다.
• 한국경제인협회는 “철강과 석유화학, 반도체, 데이터센터 4대 산업은 2042년에도 RE100 달성이 불가능하다”면서 “PPA에 원전을 포함해야 한다”고 요구했다.

주장 1: 반도체 팹은 24시간 돌아야 하기 때문에 간헐적인 재생 에너지로는 가동할 수 없다.

• 판정: 사실이 아니다.
• 이건 정말 멍청한 소리다. 전기는 발전소에 플러그를 꽂는 방식으로 받아오는 게 아니다.
• 그리드는 공용 저수지와 같다. 여러 발전소에서 물(전기)을 붓고 이걸 필요에 따라 퍼가는 방식이다. 물 높이(주파수)를 일정하게 유지하는 게 관건이다. 저수지(그리드)에 붓는 물이 태양광이든 원자력이든 LNG든 전력의 안정성은 그리드 차원에서 해결한다.
• 재생 에너지의 간헐성은 배터리 저장 장치로 해결하거나 남아도는 LNG 발전 등 유연성 자원으로 보완할 문제다.

주장 2: 재생 에너지 비중이 높으면 정전이 자주 발생해 안정적인 전력 공급을 할 수 없다.

• 판정: 사실이 아니다.
• 재생 에너지의 간헐성과 계통 관리의 문제를 혼동하면 안 된다.
• 정전은 전력 공급이 부족할 때도 발생하지만 전압과 주파수의 균형이 무너질 때 발생한다.
• 전력 수요가 늘면 주파수가 떨어지고 줄면 오른다. 그때마다 전력 공급을 조절해서 주파수를 맞춰줘야 한다. 주파수 조정에 실패했을 때 발전소를 보호하려면 계통 접속을 차단하는 수밖에 없다. 이럴 때 정전이 발생한다.
• 2025년 스페인과 포르투갈 정전 사태는 전압 제어의 실패와 발전기 보호장치의 연쇄 탈락 등 계통 관리의 문제였다.
• 2021년 미국 텍사스주 정전 사태는 천연가스 인프라가 얼어붙어서 발생했고 2021년 대만 정전 사태는 변전소 조작 오류가 원인이었다.
• 2016년 호주 정전 사태는 송전탑 파손이 원인이었지만 역시 계통 관리의 문제였다.
• 재생 에너지 비중이 높아서 정전이 발생했다는 결론이 난 사례는 한 건도 없다.
• OECD 회원국의 정전시간(SAIDI)을 분석한 결과 재생 에너지 비중이 늘어난 32개국 가운데 17개국(53.1%)은 오히려 정전시간이 줄었다.
• 풍력 발전이 전력 생산량의 60%를 차지하는 덴마크는 연간 정전이 21.9분으로 유럽 최저 수준이다. 재생 에너지 비중과 계통 신뢰도는 반비례하지 않는다는 이야기다.

재생 에너지 때문에 발생한 정전 사고는 한 건도 없다.

• 실제로 반도체 팹이 겪은 정전은 전부 발전원과 무관한 계통-설비 사고였다.
• 2018년 3월 삼성전자 평택 1라인이 28분 정전으로 500억 원 상당의 피해를 본 적 있지만 재생 에너지와는 무관한 변전소 문제였다. 2019년 화성 사업장 정전 사고도 송배전 설비 문제였다. 2021년 삼성 오스틴 팹 정전 사고는 한파와 전력 인프라 문제였다.
• 2021년 4월 TSMC 팹14에 정전 사고가 발생했을 때는 무정전 전원 장치(UPS)가 작동해 전력 공급이 계속됐다. 글로벌타이완연구소는 소수 대형 발전소에 의존하는 집중형 계통 구조가 사고를 키웠다고 분석했다.
• 재생 에너지 비중이 세계 최고 수준인 호주는 2016년 정전 사고 이후 대형 ESS로 계통을 안정시켜 5년 동안 단 1시간의 전력 손실도 없었다.

스페인 정전 사고도 계통 문제였다.

• 이미 정리된 논쟁이다.
• 유럽 계통운영자 연합체 ENTSO-E가 공개한 최종 보고서(2026년 3월)에 따르면 원인은 전력 제어의 공백과 발전기 보호장치의 연쇄 탈락 등 복합적 계통 운영 문제였다.
• 에너지경제-재무분석연구소(IEEFA)도 “재생 에너지는 정전의 원인이 아니었다”고 정리했다.
• 스페인은 재생 에너지를 계속 늘리고 있다. 동적 전압 제어 서비스를 도입하고 전력망 투자를 늘리는 쪽으로 가고 있다.

재생 에너지 + 배터리가 계통 안정성을 만든다.

• 재생 에너지의 간헐성은 오히려 경쟁력이 될 수도 있다.
• 호주의 혼스데일배터리는 전력 수요에 0.1초 만에 반응한다. 세계 최초로 관성(inertia) 서비스도 제공한다. 캘리포니아배터리는 2024년 주파수 조정 서비스의 84%를 담당했다. 전통적으로 화력 발전소가 하던 계통 안정 역할을 배터리가 넘겨받고 있다.
• 호주는 2021년 IRP(통합자원공급자)라는 법적 지위를 만들어 배터리 사업자와 VPP 사업자, 화석연료 발전소 등이 같은 자격으로 보조 서비스 시장에 입찰하게 했다. 2021년까지 예비 전력 공급에서 석탄과 가스가 대부분이었는데 2022년 1분기 배터리 점유율이 31%까지 올랐고 지난해 3분기에는 56%까지 늘었다.
• 캘리포니아 배터리는 2025년 말 15.7GW/59.6GWh로 5년 만에 30배가 됐다.
• 텍사스도 올해 초 배터리 용량이 13.9GW에 22.9GWh를 기록하고 있다. 1년 만에 두 배로 늘었다.

주장 3: 해외 반도체 공장도 재생 에너지로는 안 돌아간다?

• 판정: 사실이 아니다.
• 주요 반도체 기업과 하이퍼스케일러 기업 다수가 이미 재생 에너지 조달 비중 90~100%를 달성했거나 그 경로에 있다.

케이스 스터디 1: TSMC는 풍력 발전을 30년 독점 계약했다.

• 대만의 TSMC는 지난 2020년 오스테드(Ørsted)의 그레이터 창화(Greater Changhua) 2b-4 단지에서 만드는 전기를 20년 동안 전량 사들이기로 계약했다. 세계적으로도 사상 최대 규모 재생 에너지 구매 계약(PPA)이었다. 920MW 규모다.
• J.K. 린(TSMC 부사장)은 “재생 에너지 비중을 확대할 뿐 아니라 대만의 에너지 전환에도 기여하는 기회”라고 말했다.
• 올해 4월에는 캐나다 노스랜드파워가 짓고 있는 하이룽(Hai Long) 2A단지 전력을 100% 사들이는 계약을 체결했다. 2022년 하이룽 2B단지와 3단지 각각 224MW와 504MW에 2A단지 294MW를 추가하면 모두 1022MW가 된다. 하이룽 단지는 무려 30년 장기 계약이다.
• 리세서리(Reccessary) 분석에 따르면 대만의 재생 에너지 발전 비중은 1.3%에서 12%로 늘었지만 여전히 화석 연료 비중이 83% 이상이다.
• 2023년 기준으로 TSMC가 대만 전체 전력 소비의 8.9%를 차지한다.
• 대만 반도체 웨이퍼 팹의 재생 에너지 사용 비중은 2024년 기준 14.1%다.
• TSMC의 재생 에너지 설비 용량은 2023년 3.1GW에서 2024년 4.4GW로 지난해 7.3GW로 늘었다.
• 지난해 재생 에너지 사용 실적은 5780GWh, 전체 에너지 사용 실적 가운데 재생 에너지 비중은 2020년 7.6%에서 지난해 20.1%까지 늘었다. 대만 사업장만 보면 아직 6.2%다.
• TSMC는 대만 사업장 기준으로 2030년까지 전력 소비의 60%를 재생 에너지로 충당한다는 계획이다. 2040년 재생 에너지 100%를 달성하는 게 목표다.

케이스 스터디 2: 인텔은 재생 에너지를 찾아 아일랜드로 갔다.

• 인텔이 2023년 아일랜드 레익슬립에 지은 ‘팹 34’는 글로벌 RE100을 완벽하게 달성했다. 유럽 최초의 EUV(극자외선) 대량 양산 팹이다. 투자 규모는 약 170억 유로다.
• EUV는 반도체 장비 가운데 전기를 가장 많이 먹는다. 이몬 시넛(인텔 아일랜드 총괄)은 “레익슬립 캠퍼스의 전력 100%를 일렉트릭아일랜의 재생 에너지 발전소에서 구입한다”고 말했다.
• 아일랜드는 2023년 기준으로 풍력 발전이 전체 전력 생산량의 35%를 차지한다. 재생 에너지가 풍부하고 조달이 쉽지만 최근 경쟁이 치열해지고 있다.
• 아일랜드 정부는 새로 들어오는 기업들에 연간 소비 전력의 최소 80%를 신규 재생 에너지로 충당하라고 요구했다. 재생 에너지를 쓰고 싶으면 발전소 짓는 데 투자를 하라는 이야기다.

케이스 스터디 3: 인텔은 2012년부터 재생 에너지 100%.

• 인텔은 주요 빅 테크 기업 가운데 가장 빨리 재생 에너지로 전환한 경우다.
• 미국 사업장은 이미 2012년부터, 유럽 사업장은 2017년부터, 이스라엘과 말레이시아 사업장은 2020년부터, 베트남과 중국 사업장은 2023년부터 100% 재생 에너지로 전력을 조달하고 있다. 글로벌 달성율은 99%다.
• 인텔 애리조나 오코티요 캠퍼스에는 3200개 주차공간을 덮는 3만 개의 태양광 모듈 카 포트(car port)를 설치했다. 7.7MW의 전력을 만든다.
• 태양광 발전 PPA(전력 구매계약) 프로젝트에 참여해 애리조나와 오리건의 태양광 프로젝트에 각각 100MW와 198MW를 지원하고 있다.
• 인텔은 2025년 지속가능성보고서에서 “임원 성과 보너스의 일부를 글로벌 재생 에너지 사용 95% 목표 달성에 연동했다”고 밝혔다.

케이스 스터디 4: 인도는 태양광+풍력+배터리를 패키지로 사들인다.

• 인도 태양에너지공사(SECI)는 지난 2020년 태양광+풍력+배터리를 묶어 24시간(Round-the-Clock) 공급 조건으로 사업자를 선정했다. 태양광 400MW + 풍력 900MW + 배터리 100MWh를 구축하는 12억 달러 예산의 사업이었다.
• 1년차 2.90루피/kWh로 시작해서 15년차까지 연 3%씩 올려 25년 동안 공급하는 조건이다. (균등화하면 3.6루피/kWh다. 원화로는 60원/kWh, 한국 산업용 전기요금의 3분의 1 수준이다.)
• 연간 이용률(CUF) 80% 이상, 월간 70% 이상을 의무화하고, 부족할 경우 PPA 요금의 300%의 페널티를 부과하는 조건도 붙었다. 간헐적인 태양광과 풍력을 배터리와 묶어 화석연료 발전의 기저부하와 직접 경쟁하는 구조다.
• 2024년 FDRE-IV 사업은 규모를 더 키웠다. 630MW를 4.98루피/kWh에 공급하는 조건이다. 피크+비피크 각각 80%와 90% 공급률에 배터리 1000MWh를 지원하는 시스템이다.

케이스 스터디 5: 하이퍼스케일러들이 선택한 풍력 발전.

• 미국 아이오와는 2024년 기준으로 풍력 발전이 전체 전력의 65%를 만든다. 구글과 메타, 마이크로소프트, 아마존 등 하이퍼 스케일러들이 이 지역에 데이터센터를 늘리고 있는 것도 재생 에너지 수급 때문이다. 투자 규모가 170억 달러에 이른다.
• 아이오와 카운슬블러프스의 구글 데이터센터는 95%의 전력을 무탄소 전원으로 돌리고 있다. 구글은 이미 2014년 미드아메리칸에너지와 407MW 규모 전력 계약을 체결했다.
• 웨스티디모인의 마이크로소프트 데이터센터는 재생 에너지 100%를 달성했다.
• 앨투나의 메타 데이터센터는 140MW 규모의 풍력 발전소에서 전력을 조달한다.

케이스 스터디 6: 마이크론 미국 공장도 100% 재생 에너지.

• 마이크론테크놀로지는 태양광 발전소 세 군데와 장기 구매계약(PPA)을 맺고 있다. 텍사스에 두 군데 각각 168MW와 70MW, 그리고 아이다호 본사 인근에 40MW 규모 발전소다.
• 아이다호 발전소에서 연간 7700만kWh의 전력을 직접 조달하고 텍사스의 발전소는 인증서를 구매하는 방식으로 재생 에너지 비율을 맞추고 있다.
• 글로벌 기준으로는 재생 에너지 비율이 10% 정도다. 미국에서는 100%를 달성했다.

케이스 스터디 7: 아부다비의 24시간 태양광 발전.

• 아랍에미리트 아부다비에서는 세계 최초 24시간 태양광 프로젝트가 진행 중이다. 태양광 5.2GW(DC)와 배터리 19GWh를 묶어 1GW를 24시간 연속(baseload) 공급한다. 61억 달러 규모 투자, 2027년 가동 예정이다.
• 술탄 알자베르(마스다르 회장)은 “우리 시대의 문샷 도전이었는데, 이제 해법을 찾았다”고 말했다.
• 사우디아라비아는 태양광 최저가를 1kWh에 0.013달러까지 낮췄다. 8GWh 규모 독립형 배터리 입찰도 진행 중이다.

케이스 스터디 8: 사막 한 가운데 만든 TSMC 반도체 팹.

• 미국 애리조나주 피닉스 사막에 들어선 TSMC ‘팹 21’은 재생 에너지 100% 기준을 채웠다. 지나 러몬도(당시 미국 상무부 장관)는 “사상 처음으로 미국 노동자가 미국 땅에서 최첨단 4나노 칩을 대만과 대등한 수율과 품질로 만들고 있다”고 말했다.
• 당초 팹 3기에 650억 달러 규모였는데 10기에 1650억 달러 규모로 늘렸다.
• 팹 1기에 하루 2.85GWh, 3기 합산하면 연간 3.1TWh의 전력이 필요한데 원자력과 가스가 상당 부분을 차지한다. TSMC 자체 태양광 발전은 14.5MW, 전체 전력 소비량의 1% 정도다.
• 재생 에너지 100%라고 해서 반드시 직접 태양광이나 풍력 발전소에서 전기를 끌어와야 하는 건 아니다. 인증서(REC)를 구매하는 것도 재생 에너지 비율에 포함된다.
• (그런데 메가 프로젝트는 차원이 다르다. 삼성전자와 SK하이닉스가 확보해야 할 전력이 이미 한국의 재생 에너지 설비 용량을 훌쩍 뛰어넘는다.)
• (전남 해남군의 솔라시도는 태양광 98MW에 ESS 306MWh를 붙여 2019년 가동 이후 한 차례도 출력 제어가 없었다.)

케이스 스터디 9: 태양광+배터리으로 24시간 돌릴 수 있다.

• 하와이 카우아이(KIUC)는 AES 라와이 태양광 28MW와 배터리 100MWh를 1kWh 0.11달러에 계약해 24시간 전력을 조달하고 있다.
• 카우아이는 연간 기준으로 60%, 피크시간 기준으로 90% 이상을 재생 에너지로 조달하고 있다.
• 네바다 제미나이는 태양광 690MW + 배터리 1520MWh로 네바다 피크 수요의 10%를 공급하고 있다.

케이스 스터디 10: 구글 버지니아 데이터센터도 재생 에너지 90%.

• 구글 버지니아 데이터센터는 지난 2021년 AES에서 태양광+풍력+수력+배터리를 묶어 500MW를 24/7 공급받는 계약을 체결했다.
• 지난해 새로 계약한 재생 에너지가 12GW, 누적 규모로 35GW에 이른다.
• 최대 3GW 수력 프레임워크와 핵융합 200MW를 추가 계약했다.
• 구글은 2025년 글로벌 기준으로 시간당 무탄소 매칭 65%를 달성했다.

주장 4: 한국은 재생 에너지가 부족하고 비싸다?

• 판정: 절반만 사실이다.
• 비싼 건 사실이지만 격차는 빠르게 줄어들고 있고 부족한 게 아니라 의지와 속도의 문제라고 봐야 한다.
• 한국에너지공단에 따르면 한국 태양광의 기술적 잠재량은 연간 3117TWh, 2023년 전체 전력소비(588TWh)의 다섯 배가 넘는다.
• 이격거리 규제 등을 반영한 보수적 잠재량(666TWh)만 따져도 한국 RE100 가입 기업 전체 전력소비(연 56TWh)의 10배가 넘는 규모다.
• 2024년 한국의 재생 에너지 발전 비중은 10.6%. 세계 평균(32%)의 3분의 1이다. 풍력 발전은 0.5%밖에 안 된다. 이격거리 규제와 계통 접속 등의 문제로 잠재량의 10%도 못 쓰고 있는 상황이다.
• 2024년 말 기준으로 한국의 태양광과 풍력 발전 용량은 각각 27.1GW와 2.3GW다.
• 11차 전력 수급 기본 계획에 따르면 2030년까지 태양광과 풍력을 각각 55.7GW와 18.3GW까지 늘릴 계획이다.
• 1차 재생 에너지 기본 계획에서는 2030년 100GW에 이어 2035년 150GW까지 늘린다는 계획이다. 발전비중 30% 이상이 목표다.
• 문제는 송전망이다. 전남은 이미 태양광 34GW와 풍력 약 21.3GW가 접속 대기 중이다. 한국의 일조량은 독일보다 높다. 해상 풍력이 목표에 크게 못 미치는 상황이지만 결국 속도의 문제다.

재생 에너지가 더 싸다.

• 1차 재생 에너지 기본 계획에서는 2035년 태양광 발전단가를 80원/kWh 이하(원전 수준)로 낮추는 것을 목표로 잡고 있다. 산업용 전기 요금이 오르면서 재생 에너지 PPA 단가가 비슷하거나 오히려 더 낮은 상황이다.
• 2023년 기준으로 한국 태양광 발전 단가는 1MWh에 110달러로 미국 63달러나 독일 58달러의 두 배 수준이다.
• 로렌스버클리연구소(LBNL) 분석에 따르면 2030년 기준 한국의 대규모 태양광 발전의 LCOE(균등화 발전 단가)는 47~48달러까지 낮아질 전망이다. 원전을 포함한 모든 발전원 중 가장 싸다.
• 산업용 전기요금이 2021년 이후 68.7% 올라 182.7원/kWh에 달하면서, 170~180원대인 PPA 계약단가와의 격차는 이미 등가~역전 구간에 들어섰다.
• “재생 에너지 안정성 42개국 중 꼴찌”라는 네이처 커뮤니케이션스 논문이 자주 인용되지만, 이는 저장장치나 계통 보강 없이 태양광과 풍력만으로 수요를 맞출 때의 이야기다. ESS와 유연성 자원을 결합하는 실제 계통 운영과는 전제가 다르다.

재생 에너지로 되나 안 되나, 질문을 바꿔야 한다.

• 논쟁이 겉도는 이유는 성격이 전혀 다른 세 가지 질문이 뒤섞여 있기 때문이다.
• 첫째, 1초도 전기가 끊기면 안 된다는 건 하나마나한 소리다. 전력 품질은 계통의 문제다.
• 둘째, 재생 에너지 100%는 태양광이나 풍력 발전에서 전기를 직접 끌어와야 한다는 의미가 아니다. 인증서 구매와 PPA도 포함된다. 일단 저수지를 키워야 한다.
• 셋째, 간헐성 역시 계통으로 풀어야 할 문제다. 하루 단위 간헐성은 배터리로 해결하고 계절 단위 간헐성은 해상 풍력이나 일부 LNG 발전을 병행해야 할 수도 있다. 계통의 문제를 재생 에너지 탓을 하면 안 된다.
• 김종규(식스티헤르츠 대표)는 “AI 데이터센터의 경우는 전력 사용랑이 급등하거나 급감 할 수 있는데 원자력은 이런 수요 변화에 대응할 수 없고 당연히 계통에 연결해서 관리해야 하는 건 재생 에너지와 다를바 없다”고 지적했다.

결론: 메가 프로젝트, 재생 에너지를 파격적으로 늘려야 가능하다.

• 재생 에너지는 간헐적이라 반도체 공장에 쓸 수 없다는 건 멍청한 소리다. 세계적으로 많은 기업들이 재생 에너지 기반으로 옮겨가고 있고 당연히 반도체 산업도 예외는 아니다.
• ASML 한국 사업장은 이미 100% 재생 에너지로 전환했는데, 삼성전자의 국내 RE100 이행률은 9%, SK하이닉스는 11% 수준이다. 차이를 만든 것은 태양과 바람이 아니라 제도와 선택이다.
• 삼성전자는 한국의 전체 산업용 전력의 17%를 쓴다. 메가 프로젝트가 본격화하면 이 비중은 더 늘어날 전망이다.
• 엠버(Ember)에 따르면 이미 삼성전자와 SK하이닉스가 쓰는 전기가 한국 전체 태양광+풍력 발전량보다 20% 이상 많다. 재생 에너지 발전량을 파격적으로 늘리지 않는 이상 재생 에너지 100%를 달성할 수 없다는 이야기다.