LG에너지솔루션, 엔비디아 AI 팩토리 파트너로…국내 배터리사 유일

전 세계 BESS 기업 단 3곳 ‘DSX 레디’…국내 배터리사 유일
북미 ESS 생산능력 연말 50GWh 이상…셀부터 시스템통합까지 현지 대응
美 데이터센터 전력소비 2030년 391TWh 전망…AI 전력 인프라 수요 선점

LG에너지솔루션 오창 공장 전경. LG에너지솔루션 제공.

LG에너지솔루션이 인공지능(AI) 데이터센터를 새로운 에너지저장장치(ESS) 시장으로 낙점하고 북미 사업 확대에 나선다. 전기차 캐즘으로 배터리 업계가 ESS로 사업 영역을 넓히는 가운데, 급격한 전력 수요 변화에 대응해야 하는 AI 데이터센터가 대규모 배터리 수요처로 떠오르고 있어서다.

LG에너지솔루션은 엔비디아가 구축하는 차세대 AI 팩토리 생태계에도 국내 배터리 기업 중 유일하게 이름을 올렸다. 북미에서 셀부터 팩까지 생산하는 현지 공급망에 자체 시스템통합(SI) 역량을 더해 데이터센터용 ESS 수주를 늘린다는 계획이다.

LG에너지솔루션은 엔비디아가 처음 선보인 ‘DSX 레디(DSX Ready)’에 배터리 에너지저장장치(BESS) 기업으로 합류했다. 엔비디아가 선정한 BESS 기업은 전 세계 3곳에 불과하다. 국내 배터리 기업 가운데서는 LG에너지솔루션이 유일하다.

DSX는 엔비디아가 AI 팩토리의 설계부터 구축, 운영까지 전 과정을 통합·최적화하기 위해 구축한 플랫폼이다. ‘DSX 레디’는 여기에 필요한 요건을 충족한 파트너 제품과 솔루션을 대상으로 하는 자격 프로그램이다.

AI 팩토리는 기존 데이터센터보다 전력 문제가 중요하다. 대규모 그래픽처리장치(GPU)가 동시에 가동되면서 짧은 시간에도 전력 사용량이 크게 달라질 수 있기 때문이다. 데이터센터 자체의 전력 소비 증가뿐 아니라 순간적인 부하 변동을 관리하고 전압과 주파수를 안정적으로 유지하는 능력이 요구된다. AI 데이터센터에서 ESS의 역할도 단순한 비상전원이나 전력 저장을 넘어 전력 부하를 조절하고 안정적인 전력 공급을 지원하는 방향으로 확대되고 있다.

●LFP 기반 ESS로 AI 데이터센터 전력 수요 대응

LG에너지솔루션이 DSX 레디 요건을 충족한 제품은 고용량 리튬인산철(LFP) 배터리를 기반으로 한 ‘JF2 AC Link’다.

AI 데이터센터에 맞춰 전력 제어 기능을 강화했다. AI 서버의 전력 사용량이 급격하게 늘거나 줄 때 배터리가 충·방전하며 전력 부하를 완화하는 ‘AI 부하 평준화(AI Load Smoothing)’ 기능을 적용했다.

전력망의 전압이 갑자기 떨어지거나 상승하더라도 전력 공급을 유지하는 ‘전압 유지(Voltage Ride-Through)’ 기능도 갖췄다. 전압과 주파수 변화에 대응하는 것은 물론 전력 공급이 불안정할 때 자체적으로 전력망의 기준 전압과 주파수를 형성하는 ‘계통 형성(Grid-Forming)’ 기술도 적용했다.

데이터센터 규모가 커질 경우 ESS를 추가할 수 있도록 모듈형으로 설계했다. 초기 데이터센터 규모에 맞춰 ESS를 구축한 뒤 서버와 GPU 증설에 따라 전력 설비를 확대할 수 있는 방식이다.

같은 날 LG전자도 대용량 냉각수 분배장치(CDU)로 엔비디아 DSX 레디 요건을 충족했다. AI 데이터센터의 핵심 인프라인 냉각과 전력 부문에서 LG 계열사들이 동시에 엔비디아 생태계에 들어간 셈이다.

LG에너지솔루션 미시간 홀랜드 공장에서 직원이 배터리 생산 공정을 점검하고 있다. LG에너지솔루션 제공

●북미 ESS 생산능력 연말 50GWh…셀부터 팩까지 현지 생산

LG에너지솔루션이 AI 데이터센터 시장에서 내세우는 또 다른 축은 북미 생산능력이다.

현재 북미에서 5개의 ESS 생산거점을 운영하고 있다. 셀부터 팩, 링크까지 ESS 제품을 미국에서 생산하며 올해 말까지 북미 ESS 생산능력을 50GWh 이상으로 확대할 계획이다.

AI 데이터센터 투자가 미국을 중심으로 빠르게 늘어나는 만큼 현지에서 대규모 물량을 공급할 수 있는 생산기반이 수주 경쟁에서 중요해지고 있다는 판단이다. 미국 인플레이션감축법(IRA)에 따른 투자세액공제(ITC) 등 현지 생산에 따른 정책 혜택도 활용할 수 있다.

LG에너지솔루션은 미국 ESS 시스템통합(SI) 법인 버테크(Vertech)를 통해 배터리 설계부터 시스템 구축, 운영, 유지보수까지 ESS 사업 전반을 아우르는 서비스를 제공하고 있다.

배터리 셀과 팩을 만드는 제조 역량에 전력변환장치(PCS) 기반 제어 기술과 SI를 결합해 데이터센터 사업자에게 하나의 ESS 시스템으로 공급하겠다는 전략이다.

이는 LG에너지솔루션의 ESS 사업 확대와도 연결된다. 전기차 중심으로 성장해온 배터리 산업에서 ESS가 새로운 대규모 수요처로 커지는 가운데 AI 데이터센터가 북미 ESS 시장 확대를 이끄는 주요 수요처로 부상하고 있기 때문이다.

●美 데이터센터 전력소비 180→391TWh…AI가 ESS 시장 키운다

AI 데이터센터가 사용하는 전력 규모 자체도 빠르게 커지고 있다.

블룸버그 뉴 에너지 파이낸스(BNEF)에 따르면 미국 데이터센터의 연간 전력 소비량은 지난해 180TWh에서 2030년 391TWh로 증가할 전망이다. 불과 수년 사이 2배 이상으로 늘어나는 규모다.

데이터센터가 대형화될수록 발전설비 확충만으로 대응하기 어려운 순간적인 전력 수요도 커진다. ESS를 활용하면 전력 사용량이 낮을 때 전력을 저장했다가 수요가 급증할 때 공급할 수 있다. 전력망 부담을 낮추면서 데이터센터에 필요한 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 것이다.

LG에너지솔루션도 이미 북미에서 대형 ESS 계약을 늘리고 있다.

지난 5월에는 미국 유틸리티 기업 DTE에너지와 총 6GWh 규모의 ESS 배터리 공급계약을 체결했다. DTE에너지는 오라클 등 대규모 AI 데이터센터 프로젝트를 수행하는 기업이다.

7월에는 구글과 사이프레스 크릭 에너지(CCE)의 태양광·ESS 프로젝트에 배터리를 공급하기로 했다. 발전원과 ESS를 결합해 빅테크 기업의 전력 수요를 뒷받침하는 에너지 인프라 사업이다.

엔비디아 DSX 레디에 합류한 LG에너지솔루션 JF2 AC LInk 제품. LG에너지솔루션 제공.

LG에너지솔루션은 이번 엔비디아 DSX 레디 합류를 북미 AI 인프라 사업의 추가 수주 기회로 연결한다는 계획이다. 엔비디아가 AI 팩토리 구축에 필요한 제품군을 하나의 생태계로 묶는 가운데 BESS 분야에서 초기 파트너 지위를 확보했기 때문이다.

특히 북미 5개 생산거점과 연말 50GWh 이상의 생산능력, 자체 SI 역량을 활용해 AI 데이터센터용 ESS 사업을 확대할 방침이다.

강창범 LG에너지솔루션 ESS전지사업부 전무는 “엔비디아가 처음 선보이는 DSX 레디에 파트너로 합류한 것은 AI 데이터센터에 최적화된 LG에너지솔루션의 제품 경쟁력을 입증한 결과”라면서 “현지 생산 역량과 기술력을 바탕으로 AI 인프라 사업 영역을 확대해 나가겠다”고 말했다.

황소영 기자 fangso@donga.com