제트 엔진이 AI 데이터센터 붐을 일으킬 수 있는 이유

데이터 센터 개발자는 생성 AI의 잠재력을 활용하기 위해 더 큰 시설을 서둘러 건설하면서 심각한 전력 병목 현상에 직면하고 있습니다. 일반적으로 전력망에 연결하거나 현장에 발전소를 건설하여 이러한 센터에 전력을 공급합니다. 그러나 가스 터빈을 확보하거나 전력망에서 에너지를 얻는 데 큰 지연이 발생합니다.

지난 10월 샌안토니오에서 열린 Data Center World Power 쇼에서 천연가스 전력 공급업체인 ProEnergy는 용도가 변경된 항공 엔진이라는 대안을 공개했습니다. Landon Tessmer 부사장에 따르면 ProEnergy의 상업적 운영과 관련하여 일부 데이터 센터는 회사의 PE6000 가스 터빈을 사용하여 데이터 센터 건설 및 운영 첫 몇 년 동안 필요한 전력을 공급하고 있습니다. 그리드 전력을 사용할 수 있게 되면 이러한 기계는 백업 역할로 돌아가거나 그리드를 보완하거나 지역 유틸리티에 판매됩니다.

Tessmer는 “우리는 1기가와트가 넘는 규모의 2개 데이터 센터 프로젝트를 위해 21개의 가스 터빈을 판매했습니다.”라고 말합니다. “두 프로젝트 모두 5~7년 동안 가교 전력을 제공할 것으로 예상되며, 이때는 그리드 상호 연결이 있을 것으로 예상되며 더 이상 영구적인 전력계량기 발전이 필요하지 않습니다.”

새로운 종류의 항공유도 터빈으로 전력 격차 해소

GE Vernova 및 Siemens Energy와 같은 가스 터빈 OEM(Original Equipment Manufacturer)이 성공적인 항공기 엔진을 고정식 발전 애플리케이션용으로 전환하는 것은 일반적이고 오랫동안 확립된 관행입니다. 항공유도형 가스 터빈으로 알려진 이 기계는 기존의 무거운 프레임 가스 터빈보다 더 가볍고, 작으며, 유지 관리가 더 쉽기 때문에 스스로 틈새 시장을 개척했습니다.

Axford Turbine Consultants의 사장이자 가스 터빈 컨설턴트이자 중고 터빈 평가 전문가인 Mark Axford는 “항공 엔진을 산업화하고 전력을 생산하려면 많은 시간이 걸립니다.”라고 말합니다.

예를 들어, GE Vernova의 LM6000 가스 터빈은 상업용 제트기에 널리 사용된 GE의 성공적인 CF6-80C2 터보팬 엔진에서 파생되었습니다. CF6-80C2는 1985년에 처음 출시되었으며, 5년 후에 LM6000이 시장에 출시되었습니다. 발전에 적합하게 만들려면 엔진 추력을 샤프트 동력으로 변환하기 위한 확장된 터빈 섹션, 이를 콘크리트 데크나 강철 프레임에 장착하기 위한 일련의 지지대 및 지지대, 그리고 새로운 제어 장치가 필요했습니다. 추가 수정에는 일반적으로 항공 연료가 아닌 천연 가스로 기계를 작동시킬 수 있는 연료 노즐과 주요 오염 물질인 질소 산화물의 배출을 최소화하는 연소기의 개발이 포함됩니다.

폴 브라우닝(Paul Browning)은 “돌아가기에 충분한 가스 터빈이 없으며 문제는 아마도 더욱 악화될 것입니다.”라고 말합니다. Generative Power Solutions의 CEO이자 이전에는 GE Power & Water(현 GE Vernova) 및 Mitsubishi Power의 대표였습니다. 지금 GE Vernova에 연락하여 LM6000을 주문하면 대기자 명단이 3년에서 5년 정도라는 말을 듣게 될 것입니다. Siemens Energy의 SGT-A35 항공유도 가스 터빈에 대해서도 같은 내용을 듣게 될 것입니다. 일부 대형 인기 모델에는 대기자 명단이 훨씬 더 깁니다.

대조적으로, “ProEnergy의 PE6000은 2027년에 출시될 수 있습니다”라고 Tessmer는 말합니다.

ProEnergy의 상업 운영 담당 부사장인 Landon Tessmer는 2025년 10월 Data Center World Power 컨퍼런스에서 연설했습니다.데이터 센터 세계 강국

변환된 터보팬 항공기 엔진은 48메가와트를 제공할 수 있습니다.

ProEnergy는 연소가 발생하는 엔진의 중심 부분인 CF6-80C2 엔진 코어를 구매 및 정밀 검사하고 이를 ProEnergy 또는 파트너가 제작한 새로 제조된 항공기 파생 부품과 일치시킵니다. 조립 및 테스트를 마친 후, 이 개조된 엔진은 전력 생산 분야에서 두 번째 수명을 가질 준비가 되어 있습니다. 이 엔진은 중소 규모 데이터 센터(또는 20,000~40,000 가구가 거주하는 도시)에 전력을 공급하기에 충분한 48MW를 제공합니다. Tessmer에 따르면 이러한 항공기 엔진 중 약 1,000개가 향후 10년 동안 퇴역할 것으로 예상되므로 그 수가 부족하지 않습니다. 대규모 데이터 센터의 수요는 100MW를 초과할 수 있으며, AI용으로 설계된 최신 데이터 센터 중 일부는 1GW를 초과합니다.

정밀검사를 통해 엔진과 해당 구성품을 새 것과 같은 상태로 되돌립니다. 수천 개의 부품을 각각 분해, 청소, 검사한 후 필요에 따라 수리하거나 교체합니다. 이러한 방식으로 엔진은 또 다른 긴 실행 시간 주기를 위해 갱신됩니다. 엔진 코어를 제외하고 PE6000 터빈 내부의 모든 부품은 ProEnergy 사양에 따라 제조됩니다. “우리는 CF6-80C2의 고압 코어를 정밀 검사하고 모든 저압 구성 요소를 제작할 수 있습니다.”라고 Tessmer는 덧붙입니다.

ProEnergy는 표준 구성의 2개 터빈 블록을 판매합니다. 이는 가스 터빈, 발전기 및 성능을 높이기 위한 방법으로 더운 날 터빈에 유입되는 공기를 냉각시키는 시스템, 배기가스 배출을 줄이기 위한 선택적 촉매 환원 시스템, 다양한 전기 시스템과 같은 기타 여러 장비로 구성됩니다. 이 회사는 엔지니어링 및 유지 관리를 간소화하고 단순화하기 위해 하나의 엔진인 CF6-80C2에만 중점을 두고 있습니다.

PE6000은 원래 피크 시간대에 더 많은 용량이 필요한 유틸리티에서 사용하도록 고안되었습니다. 데이터 센터 붐으로 인해 이러한 기대가 완전히 바뀌었습니다. 데이터 센터 운영자는 이러한 엔진이 전체 시설에 전력을 공급하기를 원합니다. 천연가스를 사용하며, 시동을 걸면 5분 안에 가동할 수 있습니다. 유지보수가 필요한 경우 72시간 이내에 예비품으로 교체할 수 있습니다. 질소산화물 배출 수준은 평균 2.5ppm으로, 이는 EPA 규제 수준보다 훨씬 낮습니다(사용 사례에 따라 일반적으로 10ppm 미만에서 25ppm 미만). 2020년부터 ProEnergy는 75개의 PE6000 패키지를 제작했으며 현재 또 다른 52개가 조립 중이거나 주문 중입니다.

긴 전력망 연결 지연은 더 많은 비즈니스를 의미합니다

이러한 인기에는 여러 요인이 기여합니다. 데이터 센터의 급증 외에도 전송선을 기다리는 시간이 길어지는 경우가 많아 현지 반대에 직면할 수 있으며 여러 지방자치단체나 주의 허가가 필요할 수 있습니다. Tessmer는 “항공유체 가스 터빈은 전력회사가 그리드 전력을 공급할 수 있을 때까지 계량기 뒤에서 작동하는 연결 기술로 입지를 다지고 있습니다.”라고 말합니다.

Tessmer는 허가만으로 8~10년이 지연되는 사례를 보았습니다. 적어도 일부 지역에서는 그리드에 연결하는 데 계속 수년이 걸리고 가스 터빈 제조업체가 출력을 획기적으로 높이지 않는다면 브리징 전력은 AI 인프라 구축에 없어서는 안 될 요소가 될 수 있습니다.