AI 전력 수요 급증, 배터리 산업 새 성장동력으로

AI 인프라 확대가 글로벌 전력 수요 구조를 뒤흔들며, 에너지저장산업(ESS)과 이차전지 산업이 금융시장의 새로운 투자 축으로 부상하고 있다.

이달 들어 AI 데이터센터 확장에 따른 전력 피크 수요가 급증하면서, 에너지저장 인프라 구축이 필수 산업 과제로 떠올랐다.

NH투자증권이 27일 발표한 보고서에 따르면, 이러한 변화는 AI 인프라 확장이 전력시장과 금융시장의 구조를 동시에 바꾸는 신호로 평가된다.

▲ LG전자가 LG CNS, LG에너지솔루션과 지난 8일부터 양일간 싱가포르에서 열린 '데이터센터 월드 아시아(Data Center World Asia) 2025'에서 '원(One) LG' 통합 설루션을 선보였다고 9일 밝혔다. 관람객들이 평택 칠러공장 내 마련된 'AI 데이터센터 전용 테스트베드' 축소 모형을 살펴보고 있다. [연합뉴스 제공]

◆ 글로벌 AI 투자, 전력 수요 구조 바꾸다

이달 초 열린 ‘오픈 컴퓨트 프로젝트(OCP) 서밋’과 이날 증권가 분석에 따르면, AI 데이터센터 확장이 가속화되며 전력 인프라 부담이 급격히 커지고 있다.

국제에너지기구(IEA)는 2025년 보고서에서 “데이터센터 전력 수요가 전 세계 소비의 4%를 넘어설 수 있다”고 경고했다. 각국은 탄소중립 목표를 유지하면서도 AI 운용의 전력 안정성을 확보하기 위해 에너지저장 인프라를 핵심 과제로 지정했다.

엔비디아는 OCP 서밋에서 AI 서버 부하 변동을 줄이기 위한 핵심 수단으로 ESS를 공식 제시하며 산업의 방향 전환을 예고했다.

NH투자증권은 “엔비디아의 ESS 전략이 이차전지 산업의 중장기 성장성을 높이고 있다”며 “AI 인프라 투자가 배터리 산업의 새로운 수요처를 열고 있다”고 분석했다.

글로벌 시장의 전력 구조 변화가 금융시장 테마로 확산되는 흐름이다. AI 인프라 확대에 따른 전력 수요 증가는 기술 산업뿐 아니라 자산운용 시장에도 직접적인 영향을 미치고 있다.

◆ 이차전지 산업, ‘AI ESS’ 결합으로 새 성장축

리튬이온 기반 ESS는 AI 인프라의 안정성과 효율을 좌우하는 핵심 장치로 부상했다. BloombergNEF에 따르면 2024년 글로벌 ESS 신규 설치용량은 전년 대비 30% 증가했으며, 전력저장 수요가 확대되면서 배터리 제조사와 소재기업이 새로운 성장국면에 진입했다.

LG에너지솔루션은 장기 ESS 프로젝트 투자를 확대하며 데이터센터용 고효율 배터리 모듈 공급을 강화하고 있다. 최근 출시한 전기차 배터리 평가 서비스 ‘비원스(B.once)’는 사용 후 배터리의 상태 진단과 재활용까지 연결하는 생애주기 관리(BaaS) 모델로, ESS 산업에도 적용 가능성이 크다.

삼성SDI는 고안정성 배터리 기술을 앞세워 글로벌 데이터센터 기업과 협력을 확대 중이다. SK하이닉스는 낸드 적층 기반 고대역폭 스토리지 ‘AIN B’를 공개하며 AI 연산 효율을 높이는 솔루션으로 시장의 주목을 받았다. 국내 주요 기업이 모두 AI 인프라와 저장기술의 결합을 신성장 동력으로 인식하는 흐름이다.

한국에너지공단은 “데이터센터 전력관리와 ESS 산업이 동반 성장할 경우 2030년까지 시장 규모가 30조원을 넘어설 것”이라고 전망했다. 산업계 전반이 ‘AI-ESS 결합 모델’을 차세대 성장축으로 인식하고 있다.

◆ 금융시장, 고금리 속 ‘그린 테마’ 자금 이동

미국 연준의 금리 인하 기대가 이어지면서 금융시장은 기술·친환경 분야 중심으로 재편되고 있다. 올해 들어 국내 이차전지 ETF 거래량은 한 달 새 25% 늘었고, 글로벌 ESG·그린 인프라 펀드에는 3분기 동안 150억달러 이상의 신규 자금이 유입됐다.

한국거래소에 따르면 2025년 10월 기준 친환경 에너지 ETF 순자산은 7조원을 넘어섰다. 투자자들은 금리 완화 시점을 선반영해 장기 성장 산업에 자금을 배분하는 움직임을 보이고 있다. 특히 AI와 ESS를 결합한 ‘그린테크’ 테마는 반도체를 잇는 차세대 투자 키워드로 부상했다.

AI 인프라 확장은 단기적으로 반도체 중심의 기술주 랠리를 이끌었지만, 중장기적으로는 전력·저장 설비 등 실물 인프라로 자금이 확산되는 흐름을 만들었다. 이는 기술투자와 지속가능금융이 융합되는 새로운 국면으로 평가된다.

국내 금융기관들도 대응에 나섰다. 주요 금융그룹은 친환경 인프라 프로젝트금융(PF) 한도를 늘리고, AI-에너지 융합 관련 펀드 조성을 추진하고 있다.

◆ 장기 리스크는 ‘공급망 불안’과 ‘정책 변동성’

배터리 원자재 공급망 불안과 각국의 보조금 정책 변화는 여전히 주요 리스크로 꼽힌다. IEA의 ‘Critical Minerals Outlook 2025’는 “리튬·니켈·코발트의 공급이 수요를 따라가지 못하면 가격 급등과 금융시장 불안으로 이어질 수 있다”고 지적했다.

특히 중국 의존도가 높은 리튬 정제 시장은 지정학적 리스크에 취약하다. 미국의 인플레이션감축법(IRA)과 유럽의 넷제로산업법(NZIA)은 자국 중심의 산업 보조금 구조를 강화해 공급망 재편을 촉발하고 있다. 국내 기업들은 현지 생산 기지 확충과 원자재 확보 전략을 병행하며 대응 중이다.

한국은행의 ‘2024년 금융안정보고서’는 “그린 인프라 자산의 성장세가 이어지고 있으나, 급격한 금리 변동 시 부실 위험이 높다”고 경고했다. 이에 금융당국은 에너지 인프라 펀드의 리스크 관리 강화와 녹색금융 평가 기준 정비를 추진하고 있다.

글로벌 정책 변동성에 대한 대응이 미흡할 경우, ESS·이차전지 산업의 금융시장 신뢰도에도 영향을 줄 수 있다는 경고가 나온다.

◆ 시장 확장의 관건은 ‘AI-에너지 융합 생태계’ 구축

AI와 에너지저장 산업의 융합은 단순한 설비 투자를 넘어 산업 구조 전환을 이끌고 있다. 정부는 올해 ‘에너지저장산업 발전전략’을 발표하고, 2030년까지 국가 전력망의 ESS 비중을 15% 이상으로 확대할 계획이다.

산업통상자원부는 AI 데이터센터용 에너지 효율 인증 제도를 도입해 기업별 전력관리 수준을 평가·공시하는 방안을 검토 중이다. IEA와 OECD는 공동 보고서에서 “AI 기반 에너지 관리기술이 글로벌 탄소 감축 목표의 핵심이 될 것”이라고 밝혔다.

국제 전력시장에서는 AI를 활용한 예측형 전력관리 시스템이 상용화되고 있으며, 이는 신재생에너지의 변동성을 완화하는 데 중요한 역할을 한다. 국내 연구기관들도 AI·ESS 융합 생태계 구축을 위해 정부·금융권·산업계의 협력체계 마련을 촉구하고 있다.

AI-에너지 융합은 기술 산업의 확장을 넘어, 금융과 에너지시장을 연결하는 새로운 성장 패러다임으로 자리 잡고 있다.

☑️ 요약:
AI 인프라 확장으로 에너지저장 투자가 급증하며 이차전지 산업이 자금 흐름의 중심으로 부상했다. 금리 완화 기대와 함께 친환경·에너지 인프라로의 자금 이동이 본격화됐으며, 공급망 불안과 정책 변동성이 주요 리스크로 남는다. AI-에너지 융합 생태계 구축이 지속가능한 시장 확장의 핵심 과제로 제시됐다.