AI 에너지 생태계 전쟁
2024년 5월, 바이든 행정부는 중국산 전기차에 대한 관세를 100%로 인상하는 폭탄선언을 감행했다. 미국의 인플레이션 감축법(Inflation Reduction Act, IRA)은 기후 대응의 외피를 쓴 정교한 지정학적 무기다.¹ 표면적으로는 자국 산업 보호를 위한 입법이지만, 내면에는 AI 패권 시대의 에너지 공급망을 둘러싼 보이지 않는 전쟁이 숨어있다. AI라는 거대한 디지털 두뇌에 혈액을 공급하는 ‘에너지 심장’이 바로 배터리와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)이며, 이 시장의 90% 이상을 장악한 중국의 지배력은 미국의 AI 주권에 대한 실존적 위협으로 간주되기 때문이다. AI 패권 경쟁 시대에, 우리는 IRA와 같은 ‘법’이 어떻게 미래 기술 경쟁의 향방을 결정하는 ‘무기’가 되는지를 살펴볼 필요가 있다.
1. 왜 에너지는 새로운 패권의 변수가 되었는가?
‘에너지’가 반도체를 넘어 AI 패권의 핵심 변수(變數)로 부상한 이유는 AI의 물리적 한계와 지정학적 본질 때문이다. AI 연산 능력은 이제 전력 공급 능력과 동의어가 되었다. 아무리 뛰어난 AI 반도체를 설계하고 생산해도 이를 구동할 데이터센터와 막대한 전력을 안정적으로 공급하지 못하면 무용지물이기 때문이다. 예측 불가능한 전력 중단은 국가의 AI 기반 지휘통제 시스템이나 금융 시스템을 순식간에 마비시킬 수 있다는 점에서, 에너지 안보는 곧 ‘AI 주권’의 전제조건이 되었다. 또한 에너지는 반도체보다 훨씬 더 지정학적 통제가 어렵다. 반도체는 엔티티 리스트(Entity List)²처럼 특정 기업을 정밀 타격하는 외과수술식 제재가 가능하지만, 에너지 공급망은 원자재부터 발전소, 전력망에 이르기까지 복잡한 물리적 인프라와 얽혀 있어 그 파급효과가 광범위하다. IRA는 바로 이 점을 파고들어 에너지 공급망 전체를 재편하려는 거대한 지정학적 시도인 것이다.
이 에너지 냉전의 핵심 전장은 ‘배터리 공급망’과 ‘차세대 에너지 기술 표준’이라는 두 개의 축으로 나뉜다. 첫 번째 전장인 배터리 공급망에서 중국은 핵심 광물의 정·제련과 소재 분야에서 세계 시장의 60~80%를 장악하며 압도적인 지배력을 행사하고 있다. 두 번째 전장은 소형모듈원자로(SMR)나 AI 기반 가상발전소(Virtual Power Plant, VPP)³ 같은 ‘차세대 에너지 기술 표준’을 선점하기 위한 경쟁이다. 이 영역에서 미국은 원천 기술과 R&D 역량, 그리고 빅테크 기업의 막대한 자본과 AI 기술력에서 우위를 점하고 있지만, 중국은 국가 주도의 대규모 투자와 거대한 내수 시장을 바탕으로 기술의 신속한 상용화와 가격 경쟁력 확보를 통해 맹렬히 추격하고 있다.⁴ 이처럼 양국은 각자의 강점을 바탕으로 미래 에너지 기술의 게임의 규칙을 자국에 유리하게 설정하기 위해 치열하게 경쟁하고 있다.
결국 AI의 무한한 디지털 야망이 ‘에너지’라는 유한한 물리적 자원과 충돌하면서, 에너지는 AI 패권을 향한 경쟁의 가장 근본적인 변수가 되었다. 미국과 중국이 배터리 공급망과 기술 표준을 놓고 벌이는 이 치열한 경쟁은 AI 데이터센터의 심장을 누가 통제할 것인지를 결정하는 대리전의 성격을 띤다.
2. 법은 어떻게 패권의 무기가 되는가 – IRA, 공급망을 가르다
인플레이션 감축법(IRA)은 그 명칭과 달리, 청정에너지 전환을 명분으로 미국 중심의 공급망을 재편하고 중국의 기술 패권을 차단하려는 강력한 산업·안보 정책의 결정체다. 이 법의 핵심은 ‘북미 최종 조립’과 ‘해외우려기관(Foreign Entity of Concern, FEOC)’ 배제 조항을 통해 사실상 중국산 부품과 소재를 공급망에서 배제하는 데 있다.⁵ 이는 전 세계 기업들에게 미국 중심의 경제 블록에 편입할 것을 강요하며, 미래 산업의 생산 구조와 기술 표준이라는 ‘게임의 규칙’ 자체를 미국에 유리하게 설정하려는 시도다. 결국 IRA는 기후 변화 대응이라는 명분을 통해 에너지 전환이라는 새로운 패권 경쟁의 장에서 중국의 영향력을 차단하고 미국의 기술 리더십을 공고히 하려는 21세기형 경제 안보 전략이라 할 수 있다.
이러한 지정학적 대결이 펼쳐지는 새로운 전장(戰場)이 바로 ‘AI 에너지 저장·관리 시스템’이다. 이는 AI 시대의 폭발적인 전력 수요에 대응하고 재생에너지의 간헐성을 극복하기 위한 차세대 전력 시스템으로, 배터리와 에너지저장시스템(ESS), 에너지관리시스템(Energy Management System, EMS), 가상발전소(VPP), 스마트 그리드 등의 핵심 기술로 구성된다.
이중에서도 배터리와 에너지저장시스템(ESS)은 AI라는 디지털 두뇌에 혈액을 공급하는 ‘에너지 심장’의 역할을 수행하며 AI 패권 경쟁의 핵심 전략자산으로 부상하였다. 과거에는 전력망에서 전기를 끌어다 쓰면 그만이었지만 AI 시대에는 두 가지 근본적인 변화가 생겼기 때문이다. 첫째, AI 모델은 천문학적인 양의 전력을 소모한다. 이는 기존 전력망에 엄청난 부담을 주며, 안정적인 대규모 전력원을 확보하는 것 자체가 국가적 과제가 돤다. 둘째, RE100⁶과 탄소중립 요구 때문에 글로벌 빅테크 기업들 역시 ESG 경영의 일환으로 데이터센터 운영에 필요한 전력 충당을 위해 재생에너지에 투자한 상태다.⁷ 그러나 태양광, 풍력 같은 신재생에너지는 간헐성이 심한 관계로, 이를 보완하고 안정적인 전력을 공급해 줄 에너지저장시스템(ESS)과 에너지관리시스템(EMS)이 필수다.⁸ 안정적인 청정에너지 확보 능력이 곧 AI 인프라 경쟁력과 직결되는 것이다.
이런 가운데 시행된 미국의 인플레이션 감축법(IRA)은 명칭과 달리 단순한 물가 안정 정책이 아니다. 그 본질은 미국 중심의 독자적인 청정에너지 공급망을 구축하고, 그 과정에서 중국을 체계적으로 배제하려는 강력한 ‘산업·안보 법’이다. 이 법의 칼끝이 가장 날카롭게 향하는 곳이 바로 ‘에너지 공급망’, 즉 ‘AI 에너지 생태계’다. 미국이 IRA라는 강력한 법을 통해 견제하려는 상대방은 중국이다.⁹ 중국은 지난 10여 년 간 국가적 지원을 바탕으로 글로벌 배터리 공급망의 거의 모든 단계를 장악하였으며, 중국의 지배력은 단순히 최종 배터리 생산량을 넘어 원자재 가공부터 핵심 소재 생산에 이르기까지 전방위적으로 펼쳐져 있다. 중국은 배터리 핵심 광물 가공(코발트, 리튬, 흑연 등)부터 핵심 소재(양극재, 음극재) 생산, 그리고 최종 배터리 셀 제조에 이르기까지 공급망 전반을 장악하고 있다.¹⁰
이처럼 중국이 원자재부터 완제품까지 이어지는 배터리 공급망을 수직적으로 통합하여 규모의 경제와 기술력을 동시에 확보한 것은 다른 국가들이 단기간에 따라잡기 어려운 거대한 ‘만리장성’을 쌓아 올린 것과 같으며, IRA는 바로 이 견고한 장벽을 무너뜨리기 위해 설계된 미국의 강력한 정책 무기인 셈이다.
결국 IRA의 본질적인 법적 메커니즘은 과거 효율성과 가격 경쟁력에 따라 움직이던 글로벌 공급망을 ‘안보’와 ‘동맹’이라는 지정학적 논리에 따라 재편하도록 강제하는 것이다. 기업들은 생존을 위해 IRA 규정을 준수하는 ‘미국 중심 공급망’과 그 외 시장을 위한 ‘글로벌 공급망’을 동시에 운영해야 하는 ‘공급망 이원화(Dual Supply Chain)’라는 거대한 도전에 직면하였다.¹¹ 결과적으로 IRA는 전 세계 배터리 공급망을 ‘미국-동맹 블록’과 ‘중국 블록’으로 양분시키는 분절 현상을 촉발하며, 새로운 냉전의 서막을 연 법적 방아쇠가 되었다. 이는 자유무역의 규칙이 힘의 논리에 의해 어떻게 재정의될 수 있는지를 보여주는 동시에, WTO로 대표되는 기존 국제통상법 체계의 근간을 흔드는 심각한 도전이다.
따라서 이 거대한 공급망 재편의 최종 목표는 단순히 전기차 시장의 주도권을 잡는 것을 넘어선다. AI 데이터센터와 국가 핵심 AI 시스템을 안정적으로 운영하기 위한 에너지원을 특정 국가, 특히 전략적 경쟁국인 중국에 의존하는 것은 국가 안보의 아킬레스건이 될 수 있다는 위기의식이 IRA의 근간을 이룬다. 따라서 배터리 공급망을 둘러싼 전쟁은 AI 패권을 향한 대리전의 성격을 띠며, 법률이 어떻게 미래 기술 경쟁의 향방을 결정하는 지정학적 도구(무기)가 되는지를 명백히 보여준다.
3. 에너지 안보를 사수하라 - 에너지 트릴레마와 ‘AI 종속’의 위기
문제는 IRA가 구축하려는 ‘안전한 공급망’은 ‘비용(에너지 형평성, 접근 가능성)’ 및 ‘환경적 지속가능성’과 상충하는 “에너지 트릴레마(Trilemma)”를 심화시킨다는 데 있다.¹² 중국 중심의 기존 공급망은 비용과 효율을 극대화하는 방향으로 최적화되었으나, IRA는 이 중 ‘에너지 안보’를 최우선 가치로 끌어올리며 기업들에게 다른 두 가지를 희생하도록 강요한다.¹³ 중국을 배제하고 미국 내에 생산 기지를 짓거나 비(非) 중국 공급망을 새로 구축하는 것은 훨씬 높은 비용과 시간을 요구하기 때문이다. 따라서 이 트릴레마는 IRA 보조금을 받기 위해 미국에 대규모 투자를 단행한 우리 기업들에게 원가 경쟁력 확보와 공급망 안정화라는 이중의 과제를 안겨준다.
한편, 이러한 경제적 도전을 넘어 AI 에너지 패권 경쟁은 국가의 ‘AI 주권’을 근본적으로 위협한다. 에너지 안보는 이제 국가의 AI 인프라를 지키는 핵심 전제조건이 되었기 때문이다. AI 연산 능력은 전력 공급 능력과 동의어가 되었으며, 예측 불가능한 전력 중단은 국가의 지휘통제 시스템이나 금융망을 순식간에 마비시킬 수 있다. 자체적인 AI 데이터센터와 이를 뒷받침할 에너지를 갖추지 못한 국가는 핵심 의사결정 알고리즘을 해외 기업에 의존하는 ‘디지털 종속’ 상태에 빠질 위험이 크다. 이는 곧 국가의 운명이 외부의 상업적·정치적 결정에 좌우될 수 있음을 뜻한다.
궁극적으로 AI 에너지 생태계의 통제권 상실은 국가 전체가 기술적으로 종속되는 ‘AI 종속’의 위기로 이어진다. 국가의 전력망, 통신망, 교통망을 운영하는 AI 에너지 관리 플랫폼은 사실상 국가 핵심 인프라의 보이지 않는 운영체제(OS)다. 만약 이 OS를 특정 해외 기업이 통제한다면, 국가의 민감한 에너지 사용 데이터가 유출될 뿐만 아니라, 비상사태 시 우리의 대응 능력이 외부 알고리즘의 결정에 좌우될 수 있다. 이는 국가의 중요한 의사결정을 스스로 내리는 알고리즘 주권의 명백한 상실이며, 우리가 그들이 설계하고 만든 AI와 디지털 규범에 종속됨을 의미한다.
IRA와 FEOC는 한국에게 세계 최대 시장(미국)과 최대 공급자(중국) 사이에서 양자택일을 강요하는 ‘전략적 딜레마’를 안겨준다. 이는 한국의 핵심 미래 산업인 배터리가 최종 제품은 미국에 수출하되 핵심 소재와 광물은 중국에 깊이 의존하는 이중적 공급망 구조에 놓여있기 때문이다.
우선, 한국 배터리 기업들은 핵심 소재인 리튬, 양극재의 주원료 코발트, 음극재 소재인 흑연의 80~90% 이상을 중국으로부터 수입하는 구조다.¹⁴ FEOC 규정에 따르면 2027년부터 중국산 흑연을 조금이라도 사용하면 세액공제를 받을 수 없게 되므로, 한국 기업들은 불과 1~2년 안에 수십 년간 고착화된 공급망을 완전히 탈바꿈해야 하는 불가능에 가까운 과제에 직면했다.¹⁵ 만약 ‘탈중국’에 실패하면 북미 시장에서 가격 경쟁력을 잃고 막대한 투자로 지은 공장의 가동률이 저하되는 치명적인 타격을 입을 수 있다. 즉, 한국 배터리 기업들은 공급망 단절의 직접적 위협에 직면해 있다.
다른 한편, 한국 기업들이 미국의 요구에 맞춰 발 빠르게 탈중국을 선언하고 북미 투자를 늘릴수록, 중국 정부는 이를 자국에 대한 배신으로 간주하고 보복 조치를 취할 수 있다. 이미 시행된 흑연 수출 통제가 그 시작일 수 있으며, 다른 핵심 광물이나 소재로 통제가 확대될 경우 한국 배터리 산업 전체가 멈춰 설 수 있는 위험이 존재한다. 이는 한국에게 미국 시장을 선택하면 중국이라는 공급망을 잃고, 중국과의 관계를 유지하면 미국이라는 시장을 잃을 수 있는 ‘진퇴양난’의 상황을 만든다. 즉, 한국 기업들은 구조적으로 중국의 경제적 보복 가능성에 직면해 있다.
이 와중에 2025년 출범한 트럼프 2기 행정부는 바이든 정부의 IRA 기조를 이어받되, 그 방식은 더욱 노골적이고 강력한 미국 우선주의(America First)로 회귀하고 있다. 이는 IRA의 세액공제라는 당근보다는 관세라는 ‘채찍’을 전면에 내세우는 전략적 변화를 의미한다. 가장 큰 변화는 ‘무역확장법 제232조’나 ‘통상법 제301조’를 근거로 한 고율 관세의 부활이다. 이러한 트럼프 행정부의 정책은 한국 기업들에 또 다른 차원의 불확실성을 안겨주고 있다.
이렇게 이중적 구조에 처해 있는 한국에게 IRA는 ‘미국이 설계한 규칙에 완전히 편승할 것인가, 아니면 중국과의 관계를 고려해 독자적인 줄타기 외교를 할 것인가’라는 어려운 선택을 강요한다. 이 딜레마를 어떻게 해결하느냐가 향후 10년간 한국 배터리 산업의 명운을 결정짓는 가장 중요한 외교적, 산업적 과제다. 이 거대한 고래 싸움의 한복판에서, 대한민국은 ‘기술 강국이자 자원 빈국’이라는 구조적 딜레마를 극복할 어떤 비상한 항해술을 준비해야 할까?
¹ 인플레이션 감축법(IRA)은 바이든 정부 초기부터 추진하던 더 나은 재건 법(Build Back Better Act, 이하 BBBA)」의 축소 수정 법안이다.; 김용균, 「미국 「인플레이션 감축법」의 주요 내용과 영향」, 국회예산정책처, 나보포커스 제52호, 2022. 10. 27., 1쪽.
² 이른바 미국의 ‘무역 블랙리스트’로, 미국 상무부 산하 산업안보국이 자국의 안보에 위협이 될 수 있다고 판단한 기술이나 상품이 자국 기업을 통해 들어오지 못하도록 제한을 두기 위해 만든 해외기업, 연구기관, 민간단체, 개인 등의 목록을 말한다. 윤영숙, 「[시사금융용어] 엔티티 리스트(Entity list)」, 연합인포맥스, 2019. 5. 30., https://news.einfomax.co.kr (최종 방문일 : 2025. 8. 2.)
³ 가상발전소는 태양광, 풍력 등 신재생에너지 등 전국 각지에 분산되어 있는 전력을 클라우드 기반의 AI 소프트웨어를 이용하여 마치 하나의 발전소처럼 통합하여 운영함으로써 분산 전원의 운영 및 관리를 최적화하는 가상의 발전소를 말한다. 자세한 내용은 김희철·홍호표, 「소규모 분산자원의 효율적 운용을 위한 가상발전소 플랫폼 개발」, 디지털융복합연구 제19권 제11호, 2021, 365-371쪽 참조.
⁴ 2021년 7월에 발표한 '신에너지저장시설 저장 촉진에 관한 지도의견'에 따르면 중국은 2025년까지 ESS(Energy Storage System) 설비규모를 30GW 이상으로 확대하고 2030년에 ESS를 시장화할 방침이라고 한다. 이대연, 「해외 에너지스토리지(ESS) 지원정책 동향 및 시사점」, 에너지경제연구원, 에너지 포커스 2023년 겨울호, 56쪽.
⁵ 세액공제 혜택을 받기 위해서는 미국 친환경 자동차는 최종적으로 미국 내에서 조립되어야 하고, 미국 내에서 생산된 친환경 자동차 중에서 ① 탑재된 배터리의 핵심 광물 40% 이상이 미국 또는 미국과의 자유무역협정이 발효된 국가에서 채굴, ② 탑재된 배터리 부품의 50% 이상 북미에서 생산된 것이라는 조건을 충족시켜야 한다.; 김용균, 앞의 보고서 3쪽.
⁶ Renewable Electricity 100%의 줄임말로, 모든 에너지를 재생 가능 에너지로 사용하자는 캠페인이다.
⁷ 배문규, 「‘AI 전력’ 확보에 글로벌 빅테크 ‘사활’」, 경향신문, 2024. 5. 2., https://www.khan.co.kr/article/202405022130005 (최종 방문일 : 2025. 8. 2.)
⁸ 세계적으로 재생에너지의 비중이 증가함에 따라 재생에너지의 간헐성이 전력계통에 미치는 영향이 확대되면서 이에 대응할 수 있는 ESS(Energy Storage System, 에너지저장장치)의 수요가 증가하고 있다.; 이대연, 앞의 보고서 50쪽.
⁹ IRA 규정으로 점점 더 많은 고정식 배터리 저장 프로젝트가 중국산이 아닌 미국산 배터리 셀의 채용이 예상된다. 「IRA가 미국의 에너지 저장 프로젝트에 미치는 영향」, 디지털투데이, 2024. 6. 26., https://www.digitaltoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=522772 (최종 방문일 : 2025. 8. 2.)
¹⁰ 배터리 부품(양극재, 음극재 등)과 소재(흑연, 리튬 등) 생산에서 중국의 지배력은 압도적이다.; 김용균, 앞의 보고서 3쪽 참고.
¹¹ 김영채, 「공급망 대응 ‘이원화 전략’… “제3국 공조 강화해야”」, 한국무역신문, 2023. 8. 23., https://www.weeklytrade.co.kr/m/content/view.html?section=1&category=3&no=88199 (최종 방문일 : 2025. 8. 2.)
¹² 세계에너지협의회(World Energy Council, WEC)가 제시한 개념으로, 한 국가의 에너지 시스템이 ①에너지 안보(Security), ②에너지 형평성(Equity), ③환경적 지속가능성(Sustainability)이라는 세 가지 목표를 동시에 달성하기 어렵다는 딜레마를 의미한다. WEC는 2010년부터 매년 국가별로 에너지 시스템에 대한 성과를 평가하는 '에너지 트릴레마 지수(The World Energy Trilemma Index)'를 발표하고 있다. 이에 따르면 한국은 2023년 세계 에너지 트릴레마 지수 평가에서 에너지안보 62.2점, 에너지 형평성 95.9점, 환경적 지속가능성 63.9점을 받아 Balance 등급은 BBCa, 종합 점수는 73.1점을 받아 27위를 차지하였다. 자세한 내용은 김태헌, 「WEC의 2024년 트릴레마 지수 분석」, 세계 에너지시장 인사이트 제24-17호, 2024. 8. 26. 참조.
¹³ 김태헌, 앞의 보고서 1쪽.
¹⁴ 김용균, 앞의 보고서 2-3쪽.
¹⁵ 본래 2025년 1월부터 시행될 예정이었으나 2024년 5월 바이든 행정부의 결정으로 2년 유예됐다. 김형구, 「중국산 흑연 쓴 전기차에도 美 IRA 보조금…“관련 규제 유예”」, 중앙일보, 2024. 5. 3.,
https://www.joongang.co.kr/article/25246882 (최종 방문일 : 2025. 8. 2.)