Gas-Fired Intelligence

AI를 구동하는 자원에 대해 알아야 할 모든 것

오늘과 내일, 이틀에 걸쳐 특별 기획을 준비했습니다: 인공지능을 구동하는 미국 천연가스 산업에 대해 알아야 할 모든 것.

AI 데이터센터 구축에 관한 뉴스를 조금이라도 접해보셨다면, 이 모든 것을 어떻게 가동시킬지 궁금하셨을 겁니다. 지난달 샘 알트먼과 이야기를 나눴을 때, 그는 솔직한 답변을 내놓았습니다: “단기적으로 미국에서 새로 추가되는 전력의 대부분은 천연가스가 될 것으로 예상합니다.” 천연가스는 지난 몇 년간 놀라운 이야기를 만들어왔습니다. 지정학적 함의를 가진 두 가지 대규모 자본 투자—AI와 LNG—의 중심에 서 있기 때문입니다. 우리는 HTM Energy의 마이클 스파이커(에너지 트위터에서 제가 가장 좋아하는 계정 중 하나)에게 빠르게 배울 수 있도록 도움을 요청했고, 기꺼이 여기에 공유합니다. - AD

아마 처음으로, 천연가스에 관심을 가져야 할 때

에너지 주식 보유자들이 즐겨 들먹이는 매우 흔한 상투적 표현이 있습니다 — “에너지 없이는 세상에서 아무것도 일어날 수 없다” 같은 것입니다. QQQ가 사상 최고치를 찍는 것을 지켜보면서 WTI 원유 시세가 50달러대와 60달러대 사이를 무관심하게 오르내리는 동안, 우리는 보통 이런 말로 자기 위안을 합니다. 물론 이것은 석유와 가스 생산에 인생을 바친 사람들이 만들어내고 퍼뜨린 무기급 자기위로에 불과합니다.

불행히도 저 역시 에너지 분야에 인생을 바친 사람으로서 이 망상적 범주에 정확히 해당합니다 — 그래서 앞으로 20분에 걸쳐 천연가스 시장의 핵심 부분을 설명하고, 새로운 LNG 및 AI 수요와 가스·전력 시장이 어떻게 상호작용해야 하는지에 대한 우리 회사의 견해를 공유하는 즐거움을 누리게 되었습니다. 사실상 저는 너무 일찍 말하면 인생을 망칠 수 있는 세 단어를 말하러 왔습니다 — “이번엔 다르다”.

천연가스와 전력 시장은 수년간 꽤 지루했습니다. 업계 전문가들 사이에서 상류(upstream) 전망은 극단적으로 양분되는 경향이 있습니다 — 천연가스가 무한하여 가격이 절대 오를 수 없다고 생각하는 쪽과, 가격이 오르기만 할 것이라고 믿는 쪽으로요. 과거 데이터를 보면서 가스 시장에 낙관적이기란 어렵습니다. E&P(탐사 및 생산) 기업들이 얼마나 성장을 좋아하는지 알고 있으니까요.

지난 10년간, 가격에 둔감한 가스 성장이 북미 공급을 지배했습니다. 초기 셰일 시대에 기업들은 시장 점유율을 확보하기 위해 빠르게 성장했고, 이후 퍼미안 분지(Permian Basin)에서 나오는 사실상 손익분기점 $0에 가까운 수반가스(associated gas)가 하향 가격 압력을 가중시켰습니다. 이 공급 폭격은 지난 10년을 가스 E&P 기업에게는 비참하게, 소비자에게는 훌륭하게 만들었습니다.

오늘날, 퍼미안 분지와 건조가스(dry gas) E&P 기업(미국 공급의 두 가지 최대 버킷) 모두 성숙 단계에 진입했으며, 향후 기준으로 경제성을 매우 중시하고 있습니다. 미국은 저비용 시추 부지의 거의 대부분을 소진했고, 그럼에도 불구하고 데이터센터와 LNG 수출로 인한 국내 수요 성장은 가격 비탄력적 공급이 감소하는 와중에 다시 가속화되고 있습니다.

천연가스란 무엇인가?

입문자를 위해 설명하자면, 천연가스의 가장 순수한 형태는 메탄(CH₄)입니다. 전기를 생산하고, 가정을 난방하며, 비료 및 기타 산업 화학물질을 제조하는 데 사용되는 에너지 밀도가 높은 연료입니다. 천연가스는 석탄이나 중질 석유계 연료보다 깨끗하게 연소되며, 단위 에너지 기준으로 다른 화석연료만큼 저렴하거나 더 저렴합니다. 2세기 이상 상업적 규모로 생산되어 왔으며, 발전/유틸리티 부문이 최대 소비자입니다.

시장을 지배하는 두 가지 수요 요인은 LNG 수출 성장과 신규 데이터센터를 위한 발전 성장입니다. 향후 10년간 신규 전력 수요와 LNG 수출 사이에서 최대 45 Bcf/d의 수요 성장을 볼 수 있지만, 오늘날 가스 시장을 흥미롭게 만드는 사실은 — 1년 전만 해도 미국 국내 소비가 성장할 것이라고 아무도 예상하지 못했다는 것입니다.

세계가 천연가스를 사랑하는 이유는 저렴하고, 신뢰할 수 있고, 에너지 밀도가 높으며, 상대적으로 풍부하고, 다른 화석연료보다 (배출 강도 측면에서) 훨씬 깨끗하기 때문입니다. 천연가스 발전소는 석탄 화력발전소보다 약 50~70% 깨끗하며, 미국에서는 석탄이나 석유 제품보다 천연가스를 연료로 사용하는 것이 더 저렴합니다. 전력 생산에 사용될 때, 천연가스는 극도로 신뢰성 있는 기저부하(baseload) 발전을 제공하며, 매우 유연한 피크부하(peaking) 발전도 제공합니다. 재생에너지 및 배터리와 함께 개발될 때 — 천연가스는 높은 신뢰성, 저비용, 저배출 전력망의 기반을 구축합니다. (1)

ELCC는 발전 자산이 명판 발전 용량 대비 전력망의 최대 부하에 얼마나 신뢰성 있게 기여할 수 있는지를 측정하며, 특히 장기간에 걸쳐 완벽한 신뢰성 지표는 아니지만, 전력망 운영자가 서로 다른 발전 유형을 어떻게 ‘위험 평가’하는지를 보여줍니다. ELCC 등급이 높을수록, 자산의 전체 잠재력에 접근할 수 있는 확률(즉, 추가 MW의 신뢰성)이 높아지고, 예상 가동 시간이 길어지며, 이용률도 높아집니다.

대부분의 사람들은 석유가 정제되어 우리가 매일 사용하는 액체 제품 — 자동차용 휘발유나 비행기용 항공유 — 으로 바뀐다는 것을 이해합니다. 반면 천연가스는 풍부함에도 불구하고 훨씬 불투명합니다. 천연가스도 정제와 운송이 필요하지만, 기체라는 특성 때문에 석유나 석유 제품보다 운송이 더 어렵습니다. 천연가스 시장은 4가지 최종 소비자로 나누면 이해하기 쉽습니다 — 산업, 발전, 가정 및 상업, 그리고 LNG 수출업체.

아래는 가스가 유정(wellhead)에서 소비자까지 어떻게 이동하는지 보여주는 흐름도입니다. 가스가 처리 공장을 통과하면 “상품성 가스(marketable gas)“로 간주되며, 거기서부터 윌리엄스의 트랜스코(Transco) 같은 대형 장거리 수송 파이프라인이 생산 핫스팟에서 하류 수요처로 분자를 이동시킵니다. 이 수송 파이프라인은 전국을 가로지르며, 지역 유틸리티나 발전소 같은 중간 당사자들이 이 대형 파이프라인에 접속하여 최종 소비자에게 서비스하는 데 필요한 가스를 가져갈 수 있습니다. 현재 상류 생산량은 약 110 Bcf/d이며, 그 중 약 20%는 난방, 냉방, 조리에 사용되고, 40%는 전기 생산에, 약 30%는 산업 목적(석유 및 가스 산업 자체 포함)에 사용됩니다. 나머지(약 20%)는 해외로 수출됩니다. 정말 그만큼 단순합니다 — 미국은 천연가스를 가정 난방·냉방, 전기 생산, 화학물질 제조에 사용하고 — 나머지는 다른 나라들이 같은 용도로 사용하도록 수출합니다.

이 글에서는 주로 발전 및 상업 소비 부분에 초점을 맞추겠지만 — 이 글에서 논의하는 가스 시장의 새로운 역학을 이해하기 위해서는 미국 가스 수요의 이 4가지 단순한 기둥을 아는 것이 중요합니다.

천연가스로 전기를 생산할 때, 선택되는 도구는 가스터빈입니다. 천연가스는 전기 생산에 탁월합니다. 다양한 유형의 가스터빈 발전 설비가 있지만, 가장 일반적인 것은 단순순환(simple cycle) 및 복합순환(combined cycle) 가스터빈(SCGT & CCGT)입니다. 단순순환과 복합순환 터빈 모두 고압 공기 와 천연가스를 연소실로 지속적으로 공급하며, 점화되면 공기/가스 혼합물이 3,000°F(약 1,650°C) 이상에 도달합니다. 뜨거운 공기가 팽창하면서 터빈을 통과하며 블레이드를 회전시키고, 이것이 전기를 생산합니다. SCGT는 뜨거운 공기를 그대로 대기로 배출하지만, CCGT는 그 뜨거운 공기를 포착하여 증기를 만들고, 이 증기가 두 번째 증기터빈을 돌려 더 많은 전기를 생산합니다 — 그래서 복합순환이라는 이름이 붙었습니다.

이 CCGT 발전소는 전기 생산에 있어 믿을 수 없을 정도로 효율적이며, 그 효율성과 신뢰성 덕분에 미국에서 기저부하 발전 성장의 사실상 기본 선택이 되었습니다. ChatGPT가 뭔지 아무도 몰랐을 때에도, 미국은 매년 약 5GW의 새로운 CCGT 용량을 지속적으로 배치하고 있었으며, CCGT 발전소가 국내 발전의 단일 최대 공급원이었습니다. 새로운 데이터센터의 경우, 더 작은 SCGT가 주로 선택됩니다. 효율은 떨어지지만 빠르게 배치할 수 있으며, 전력망에 완전히 연결되지 않은 데이터센터의 경우 CCGT보다 부하 변동에 더 잘 대응합니다.

단기적으로 새로운 전력과 컴퓨팅에 대한 이 끝없는 수요는 거의 모든 신규 데이터센터가 모델 훈련과 추론 서비스에 천연가스에 의존하게 만들었습니다 — 전력망을 통해 간접적으로, 또는 전용 자가발전(behind-the-meter, BTM) 설비를 통해 직접적으로 — 우리가 **가스로 움직이는 인공지능(gas-fired intelligence)**이라 부르는 현상입니다.

천연가스와 재생에너지는 미국이 석탄을 대체하여 더 깨끗한 전력망을 달성하는 데 기여했으며, 부문 배출량을 연간 약 10억 메트릭톤의 CO₂(2004~2008년 수준 대비)만큼 감소시켰습니다 — 이 모든 것이 전력 가격이 보합세에서 하락세를 보이는 동안 이루어졌으며, 도매 전력 가격은 지난 20년간 인플레이션을 큰 폭으로 하회했습니다. 재생에너지와 배터리 저장 기술이 계속 개선되고 있지만, 천연가스 발전은 놀라울 정도로 저렴하며 오늘날 성숙한 발전 기술입니다(그리고 앞으로도 수십 년간 중요할 것입니다). 가스 발전은 석탄만큼 신뢰성이 높으면서도 석탄보다 깨끗하게 연소되어, 미국인들이 누리는 높은 삶의 질을 뒷받침하는 신뢰할 수 있는 에너지 접근성을 희생하지 않으면서 선진국들이 기후 목표에 더 가까이 다가갈 수 있게 합니다.

인공지능, 그리고 결국 초지능을 어떻게 구동하든 — 모두가 동의하는 것은 훨씬 더 많은 전력이 필요하다는 것입니다. 원자력은 저렴하고 신뢰성이 있지만 건설 기간이 깁니다. 재생에너지는 저렴하고 빠르지만 신뢰성이 낮습니다. 하지만 천연가스는 — 저렴하고, 신뢰성이 있으며, 대안들보다 빨리 확보할 수 있습니다. 원자력이나 재생에너지에 반대하지 않습니다. 다만 장기적 전력망 계획에 대한 실용적 접근(비상업적 관점에서)은 지금 가스 발전을 건설한 다음, 시스템이 확장되면서 대규모 재생에너지를 점진적으로 추가하는 것을 우선시한다고 생각합니다. 사실상, 미국은 빠른 성장과 병행하여 최적화하려 하기보다는 먼저 성장하고 나중에 다듬는 데 집중해야 합니다.

소규모 천연가스 발전소는 수개월 내에 배치될 수 있으며(xAI는 단순순환 솔라리스 터빈 배열로 콜로서스 시설을 4개월 만에 건설했습니다), 더 크고 고효율의 발전소는 약 2년이면 건설할 수 있습니다. 터빈 제조업체의 공급망 확장(하이퍼스케일러의 투자 약속이 필요)과 함께 이 일정은 유지되거나 개선될 수 있습니다. 많은 이들이 예상하듯 컴퓨팅 수요가 “하키 스틱” 곡선을 그릴 때, 전력망에는 빠르게 건설되고 신뢰성 있게 발전할 수 있는 설비가 필요합니다. AI를 잃는 비용이 수조 달러라면, 1시간의 다운타임 비용은 수천만 달러입니다. 천연가스는 거의 타협 없는 선택입니다.

위의 차트들은 2030년까지 미국에서 예상되는 데이터센터 수요의 규모를 보여줍니다. 왼쪽 차트는 다양한 설치 데이터센터 용량 예측을, 가운데 차트는 10년 말까지 시스템 운영자별 예상 총 부하 성장을, 오른쪽 차트는 전 세계 신규 원자력 프로젝트의 실행과 비용 및 일정 추정치가 어떻게 진화하여 새로운 발전 용량이 10년 이상 걸릴 수 있는 수준에 이르렀는지를 보여주며, 반면 가스 발전 용량은 공급망 부담이 있어도 약 3년 안에 공급될 수 있음을 보여줍니다.

다행히 미국은 천연가스 생산을 아주 좋아합니다

미국이 번성하는 벤처캐피탈 산업을 가진 유일한 나라인 이유는, 미국이 활발한 셰일 석유·가스 산업을 가진 유일한 나라인 이유와 같습니다. 지구상 어디에도 같은 수준의 위험 감수 문화, 끊임없는 경쟁, 그리고 투기 자본에 대한 접근성이 없습니다. 아르헨티나의 바카 무에르타(Vaca Muerta) 같이 다른 나라에도 셰일 자원이 있지만, 미국만큼 하는 나라는 없습니다. 퍼미안 분지보다 경제성이 좋음에도 불구하고, 아르헨티나인들은 바카 무에르타 램프업을 시작한 후 50만 배럴/일의 석유 생산을 추가하는 데 6년이 걸렸습니다. 퍼미안이 2017년 램프업을 시작했을 때는 205일마다 50만 배럴/일씩 추가했습니다. 캐나다는 세계적 수준의 암석을 보유하고 있음에도 불구하고, 몬트니(Montney)는 14년의 성장 끝에도 아직 50만 배럴/일을 돌파하지 못했습니다.

바로 이 정신이 셰일 석유·가스 산업의 무모한 성장을 부추겼습니다. 이 회사들은 경제적 가치를 추가하기 위해 성장한 것이 아니라, 기이한 바닥 경쟁에서 동종업체를 이기기 위해 성장했으며, 자본시장은 승자에게 베팅하면서 확실히 1등이 아닌 모든 기업을 벌하기 위해 대기하고 있었습니다.

가스 생산자에게 이는 시장에 유입되는 신규 가스의 손익분기점이 영하(below-zero)인 퍼미안 분지와 직접 경쟁한다는 것을 의미했습니다 — 불가능한 게임이었습니다. 소프트웨어든, 레모네이드든, 건조가스든 — 제품의 시장 가격이 1달러이고 생산 비용이 2.5달러일 때, 돈을 버는 것은 꽤 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 건조가스 기업들은 계속 성장했습니다. 믿기 어려울 수 있지만(아닐 수도), 가스 생산자들은 역사적으로 매우 좋지 않은 사업이었습니다 — 2010년 이후, 남아 있는 소수의 순수 가스 생산 기업들이 축적한 누적 잉여현금흐름은 마이너스 60억 달러입니다. 이제 가격이 오르기 시작하니, 한동안 양의 잉여현금흐름을 만끽할 것으로 기대됩니다.

위 차트들은 건조가스 생산자에게 삶이 얼마나 격동적이었는지 보여줍니다. 왼쪽 차트는 6개 기업의 누적 잉여현금흐름을 보여주며, 10년이 넘도록 여전히 마이너스입니다. 오른쪽 차트는 헨리허브(NYMEX) 가격의 추이를 보여주며, 공급 전망 궤도에는 거의 변화가 없는 가운데 지속적인 수요 성장에 천천히 반응해왔습니다.

이것은 가스 시장 역학 변화의 중요한 부분입니다 — 20152020년의 거의 기하급수적 성장은 경제적 논리가 아니라 치열한 경쟁과 저렴한 자본에 의해 주도되었습니다. 산업이 시추 부지 재고가 바닥나고 더 통합된 지금, 이 두 가지 조건은 존재하지 않습니다 — 따라서 가격이 의미 있게 상승하더라도, 자본시장의 거의 초현실적 시기가 가져다 준 2010년대와 같은 규모의 가스 성장을 보증하기는 매우 어렵습니다. 가격이 크게 올라도, 쇠퇴하는 지질학적 여건, 높아진 비용, 낮아진 자본 속도, 그리고 수송 문제(파이프라인 비용이 이제 510배 더 비쌈)로 인해 같은 결과를 내는 것은 거의 불가능합니다. 계속 성장하고 싶어도, 시추 부지 수명(즉, 산업이 생산량을 유지할 수 있는 기간)을 단축시켜 미래의 우리 자신을 해치게 될 뿐입니다.

더 나아가기 전에, 전국에서 가스가 어디서 나오는지 감을 잡는 것이 도움이 될 수 있습니다. 아래 지도의 선들(점이라기보다 얼룩처럼 보이는)은 개별 유정을 나타냅니다. 더 진한 녹색 선은 해당 유정이 생산 기간 동안 더 많은 천연가스를 회수할 것을 의미합니다. 미국 가스의 거의 전부가 지도에 표시된 5개 광구에서 나옵니다.

애팔래치아(Appalachia)는 미국 가스의 35%를 생산합니다 — 애팔래치아 가스의 절반은 북동부에서 소비되고, 나머지 절반은 파이프라인을 통해 전국으로 보내집니다. 텍사스, 루이지애나, 오클라호마가 미국 가스의 약 50%를 생산합니다 — 걸프코스트 지역 내에서 퍼미안이 미국 공급의 20%, 헤인즈빌(Haynesville)이 약 15%, 아나다르코/미드컨(Anadarko/Midcon)과 이글포드(Eagle Ford)가 각각 약 15%를 차지합니다. 이 (사실 두) 지역 외에도 뉴멕시코, 와이오밍, 콜로라도 전역에서 지도에서 볼 수 있는 소량의 공급이 있지만, 가스 시장에 대한 고수준 논의에서 크게 관련되지는 않습니다.

강조 표시된 광구 중 일부는 거의 전부 녹색인 반면, 다른 광구는 녹색, 주황색, 빨간색이 혼합되어 있음을 알 수 있습니다(즉, 개별 유정의 가스 비중이 다양함). 주황색과 빨간색 유정에서 생산되는 천연가스는 “수반가스(associated gas)“로 간주되며, 유정이 석유도 생산하기 때문에 시추 경제성이 가스 가격에 덜 민감합니다. 퍼미안, 아나다르코/미드컨, 이글포드는 대체로 수반가스 분지로, 대량의 석유, NGL(천연가스액), 그리고 천연가스를 생산합니다.

반대로, 녹색이 많은 광구는 거의 100% 가스를 생산하며, 가격이 약세일 때 기댈 석유 생산이 없습니다 — 이는 “건조가스(dry gas)“로 간주되며, 수반가스가 가진 액체(즉, 석유)가 없고, 건조가스 경제성이 가스 실현 가격에 극도로 민감하다는 것을 의미합니다. 애팔래치아와 헤인즈빌은 건조가스 분지입니다.

위 지도는 미국에서 시추된 모든 수평정을 보여주며, 경제적 수명 동안 회수할 가스량에 따라 색상이 구분됩니다. 녹색 유정은 “가스 생산에 더 뛰어나며”(즉, 평균보다 많은 가스를 단일 유정에서 회수), 주황색/빨간색 유정은 천연가스 비중이 낮으며 석유 및 기타 액체가 생산 흐름에 포함될 수 있습니다.

셰일이 2010년경 본격적으로 자리잡은 이래, 모든 전통적 생산 성장을 몰아냈으며, 위 지도에 표시된 지역들이 미국 상품성 가스 생산의 75% 이상을 차지합니다. 생산은 거의 직선으로 상승해왔으며, 처음에는 건조가스(빨간색) 광구가 선도하고 이후 석유 가중 수반가스(녹색) 광구가 뒤를 이었습니다.

미국 주요 광구/지역별 가스 생산량. 빨간색으로 음영 처리된 광구는 건조가스(즉, 가격 민감), 녹색으로 음영 처리된 광구는 수반가스(즉, 가격에 비민감)입니다. 회색으로 음영 처리된 광구는 전통 가스이거나 주요 성장 동력이 아닙니다.

건조가스 광구가 초기 성장을 주도한 이유는 한 가지를 정말 잘 하기 때문입니다 — 가스 생산. 가격 상승(또는 하락) 신호에 대응하여 비교적 쉽게 켜고 끌 수 있습니다. 경험법칙으로, 건조가스 광구는 매우 높은 공급력을 가집니다 — 인프라와 의지만 있다면 매우 짧은 시간에 많은 건조 천연가스를 시장에 공급할 수 있고, 마찬가지로 짧은 시간에 많은 건조 천연가스를 줄일 수 있습니다 — 따라서 생산이 가격에 매우 탄력적입니다.

수반 천연가스는 반대입니다 — 켜거나 끌 수 없고, 가속하거나 늦추거나 어떤 방식으로든 조절할 수 없습니다. 완전히 가격 비탄력적이며, 수반가스의 성장 궤적은 석유 생산의 성장 궤적에 의해 결정됩니다. 수반가스는 가격 신호에 반응하지 않으며, 거의 완벽한 비탄력적 공급입니다. 이는 공급이 _과잉_이고 생산자가 기꺼이 무료로 내줄 때(즉, 지난 10년) 하류 고객에게는 좋지만, 공급이 _부족_할 때 수반가스 광구의 성장에 너무 의존하면 매우 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다(스포일러: 우리는 수반가스 광구의 성장에 과도하게 의존하고 있습니다).

미국 가스 생산 성장을 더 세분화하면, 상당히 우려스러운 추세가 나타납니다. 전국적 생산은 여전히 우상향하고 있지만, 지난 5년간 생산 성장의 대부분은 퍼미안 분지에서 나왔습니다. 가스 생산에 특별히 뛰어나지 않음에도 불구하고(위 지도에서 주황색과 빨간색이 많은 것을 상기), 퍼미안 분지가 많은 가스를 생산하는 이유는 총 탄화수소 생산량이 워낙 막대하기 때문입니다.

순수 건조가스 분지에서의 성장이 거의 없는데도, 향후 10년간 줄을 서는 수요가 상당히 많습니다. 건조가스 광구의 생산은 이제 명확히 가격 주도적(즉, 헨리허브 $6.45/MMBtu에서 헤인즈빌이 성장했지만, 가격이 약세로 돌아서자 다음 해 그 성장을 반납)이거나 수송력에 제한을 받고 있으며, 퍼미안은 향후 20년간 나타날 모든 수요를 충족시킬 만큼의 저비용 성장 화력을 갖추고 있지 않습니다.

AI 수요에는 한 가지 작은 문제가 있습니다 — 미국은 이미 우리 가스로 LNG에서 승리하기로 결정했다는 것입니다

보십시오, 가스로 움직이는 인공지능의 유일한 문제(그리고 정말 큰 문제)는 미국이 이미 미국의 풍부한 저렴한 가스를 활용하기 위해 걸프코스트에 거의 5,000억 달러 규모의 LNG 수출 산업을 구축했다는 것입니다 — 그리고 하이퍼스케일러 와 수출업체 사이에 나눌 충분한 자원은 확실히 없습니다. 현재 발표된 모든 수출 프로젝트가 실제로 건설되면, 미국은 2030년대 후반까지 생산량의 약 35~40%를 수출하는 속도가 될 것입니다 — 적어도 데이터센터가 등장하기 전까지는 그것이 계획이었습니다.

이 LNG에 대한 집착은 모두 우리의 최선의 노력에도 불구하고, 전력 부문 외 미국의 천연가스 수요가 21세기 내내 사실상 보합세를 유지해왔기 때문입니다. 이미 가스가 있을 때 “더 많은 천연가스를 수요”하기란 매우 어렵습니다. 휘발유가 싸면 로드트립에 더 끌릴 수 있지만, 천연가스에 대한 미국의 수요는 일반적으로 매우 비탄력적입니다. 헨리허브 가격이 높아도 히터를 켜고, 헨리허브 가격이 낮을 때 — 아무리 가격이 싸도 집을 더 세게 난방하거나 사무실을 더 많이 냉방할 수 없습니다 — 따라서 셰일 혁명이 천연가스를 극도로 싸고 풍부하게 만든 후에도, 그 끝없이 싼 공급이 실제로 많은 추가 국내 소비를 촉발하지 못했습니다. 아래 차트의 검은색 선은 과잉 국내 공급을 흡수하려는 노력(즉, 석탄 퇴역이나 LNG 터미널)이 없었을 경우의 미국 천연가스 수요를 보여줍니다.

전력 생산을 위한 가스 사용을 제외한 국내 천연가스 소비량과 국내 총 건조가스 생산량; 미국 셰일 광구가 급격히 생산량을 늘렸지만 수요는 단순히 반응할 수 없었던 — 미국 소비자들은 아무리 가격이 싸도 더 많은 가스가 필요하지 않았기에 — 대체 불가능/구조적 미국 소비와 국내 공급 사이에 나타난 막대한 수요 격차를 보여줍니다.

좋은 문제입니다 — 미국의 극도로 높은 생활 수준은 우리가 더 많은 천연가스를 소비할 실제 필요가 없었다는 것을 의미하지만, 우리가 생산을 너무 잘하기 때문에 과잉 공급을 “흡수”하기 위한(즉, 모든 여분의 가스를 어떻게든 활용하기 위한) 대규모 자본 프로젝트를 지원할 충분한 마진이 있었습니다. 그래서 미국은 정상적인 자본주의 기관이라면 할 법한 일을 했습니다 — 다른 곳에서 소비하도록 가스를 수출하기 시작하면서, 국내 석탄 화력발전소를 가스 화력 발전으로 교체했습니다. 이 두 산업은 풍부한 저렴한 가스 공급 없이는 존재하지 않았을 것입니다 — 따라서 우리는 이를 “공급 주도(supply-led)“로 분류합니다. 과잉 공급된 가스 시장이 궁극적으로 이들의 존재를 이끌었기 때문입니다. 우리는 여분의 가스를 모두 흡수하기 위해 수천억 달러를 자본 프로젝트에 투입했고, 지금 이 순간에도 새로운 LNG 수출 터미널이 계획되고 있으며, 아래 보시다시피 가스 수출은 사상 최고치를 기록하고 있습니다.

미국 LNG 수출 피드가스(왼쪽)는 최근 사상 최고치에 도달했으며, 미국 화석연료 발전(오른쪽)은 총 화석연료 발전이 줄어들고 있음에도 천연가스가 더 깨끗하고 동등하게 저렴하므로 석탄 화력 발전을 대체해왔습니다. 쉽게 교체할 수 있는 석탄 발전소가 점점 줄어들면서, 발전용 천연가스 수요 성장이 둔화되고 있습니다.

2010년대에 중류(midstream) 인프라 개발업체들은 미국 생산자들이 이 모든 싼 자원을 가지고 있지만 국내에서 아무도 소비하려 하지 않는다(말 그대로, 거의 공짜로도 줄 수 없었음)는 것을 깨달았을 때, 자본이 LNG 수출 터미널로 몰려들기 시작했습니다. 2016년 이래 미국은 매년 평균 2 Bcf/d 이상의 LNG 수출 용량을 추가해왔으며, 수출 용량이 실제 수요와 1:1은 아니지만, 세계의 다른 나라들은 미국이 누리는 사치를 갖고 있지 않습니다 — 더 많은 가스를 사용할 수 있다면, 그들은 소비할 것입니다. 원유와 석유 제품(경유, 항공유)과 달리, 세계 천연가스의 대부분은 운송이 상대적으로 어려워 생산국에서 소비됩니다. 하지만 미국이 너무 싸게 가스를 생산할 수 있었기에, 액화 및 운송 비용을 포함해도 다른 나라가 자체 가스를 생산하는 비용보다 여전히 저렴했습니다. 이것을 생각하는 것만으로도 정말 경이롭습니다.

그리고 미국은 정말 수출 인프라를 건설하기 시작했습니다. 최초의 LNG 수출 터미널인 체니에르의 사빈패스(Sabine Pass)는 2012년에 최종투자결정(FID)이 내려지고 2016년에 운영을 시작했습니다 — 그리고 사빈패스에서 첫 화물이 출항한 지 불과 10년 만에, 미국은 속도를 늦출 계획 없이 세계 최대 LNG 수출국이 되었습니다. 정부 계획 없이 미국이 수출 터미널을 세운 속도는 초자연적입니다. 스타게이트가 건설된 속도에 비견됩니다 — 무제한의 저렴한 자본과 중앙 계획을 가진 카타르조차 미국과 경쟁할 꿈도 못 꿨습니다.

위 차트들은 국가별 LNG 수출량(왼쪽)과 글로벌 수출량(오른쪽) 및 글로벌 LNG 시장에서 미국의 점유율을 보여줍니다. 왼쪽 차트는 미국이 얼마나 빠르게 LNG 무역 강국이 되었는지, 그리고 현재 최대 수출국임에도 향후 10년간 수출 용량을 두 배로 늘릴 계획임을 보여줍니다. 오른쪽 차트는 미국과 카타르를 제외한 수출이 2030년 이래 비교적 보합세였으며, 미국과 카타르가 시장을 지배하면서 2030년대 후반까지 다시 성장하기 시작하지 않음을 보여줍니다.

결국, 우리는 해냈습니다. 가스 화력발전소가 석탄 발전을 대체하고, 걸프코스트 수출이 램프업되면서, 미국의 모든 과잉 국내 공급은 성공적으로 흡수되었고, 미국은 2018년경 천연가스 순수출국으로 전환했습니다 — 다시 말하지만, 이 모든 것은 구조적 국내 소비(아래 회색으로 표시)가 비교적 보합세를 유지한 가운데 이루어졌습니다. 인상적인 업적이며, 아무도 필요로 하지 않는 것을 가져다가 자본 수익을 올릴 여지(그리고 일부 파산)를 확보하면서 국내 발전용으로 셰일가스를 소비하고 잉여분을 해외로 수출하기에 충분한 인프라를 건설한 미국의 자본주의적 지배력의 증거입니다.

위 차트들은 “공급 주도” 성장(파란색으로 표시)이 지난 20년간 주요 수요 동력이었음을 보여줍니다. 석탄 화력발전소가 가스 화력발전소로 교체되면서, 그리고 LNG 수출이 해외로 분자를 보내기 위해 시장을 정리하면서 — 국내 수요가 보합세였음에도 미국은 국내 건조가스 생산의 2배 증가를 감당할 수 있었습니다!

하지만 여기에 리스크가 있습니다(기술 부문에는 그다지 큰 리스크가 아닙니다) — 미국 자본시장은 잘 되고 있는 것에 싼 돈을 던지는 것을 좋아합니다 — 그리고 지금은 AI 데이터센터와 LNG 산업 모두가 그 대상입니다. LNG 터미널은 발전소보다 건설 기간이 훨씬 길기 때문에, 지금 당장 가스를 확보하기는 쉽습니다. 데이터센터는 새로운 가스 화력 발전 인프라를 기본으로 선택하고 있지만, 이 추가 가스 수요는 결국 매우 적은 가스 소비 성장이라는 역사적 기대에 의해서만 유도된 세대적 미국 걸프코스트 LNG 구축에 선행하게 될 것이며, AI가 이를 완전히 바꿔놓았습니다.

아래는 EIA가 연간 에너지 전망(Annual Energy Outlook)에서 발표한 국내 가스 소비 예측의 변천을 보여줍니다. 그들의 예측은 항상 온건했습니다 — 전력 수요에 의한 소폭의 국내 성장이지만, 더 최근의 2023년 및 2025년 예측은 재생에너지 확산에 따른 가스 수요의 느린 감소를 전망했으며 — ChatGPT 이후의 2025년 예측조차 가스 수요가 보합이었습니다!

이는 미래에 얼마나 많은 가스가 수출에 이용 가능한지, 그리고 상류 생산자들이 필요한 성장을 어떤 가격에서 투입할지에 대한 근본적 오산으로 이어졌습니다. EIA는 천연가스 수요를 잘못 예측했습니다 — 국내 소비를 보합으로 예측하는 것은 오류입니다. 이 결함 있는 예측으로 인해 가스 시장의 미래에 대한 취약한 가정이 전국에 퍼져나갔고, 가스로 움직이는 인공지능에 대한 수요가 계속 성장함에 따라 궁극적으로 LNG 수출 용량의 과잉 건설로 이어질 가능성이 높습니다. 천연가스를 사용하는 데이터센터를 건설할 계획인 이들에게는 — 걱정하지 마십시오. 러시아의 우크라이나 침공 이후 재편되는 변동적 국제 시장에 의해 동기 부여된 다수의 수출 기업들이 시장 리스크를 감수하면서 새로운 수출 용량을 건설하려는 욕구는 근본적인 자본 배분 결함입니다. LNG 수출 용량은 수요와 1:1이 아니기 때문에, 수출업체가 마크업된 가격(헨리허브 기준)으로 해외에 가스를 팔 수 없다면, 수출업체의 손실로 미국에 남을 것이지 당신의 손실은 아닙니다.

미국이 LNG에서 이기기로 결정한 반면 — 어느 시점에서 AI에서 이기려는 욕구가 훨씬 더 커질 것입니다. 걸프코스트 LNG 산업은 미국의 모든 싼 가스의 출구로 탄생했으며, 이 가스에 대한 생산적인 국내 용도가 있다면, LNG 수출 산업이 압박을 받게 될 것이라고 생각하는 것은 무리가 아닙니다(미국은 글로벌 석유 및 가스 흐름에 개입하기 위해 훨씬 더 나쁜 일을 해왔으며, 누군가의 인프라 채권을 75에 시가평가하도록 만드는 것은 역사상 미국 에너지 지배력의 가장 온건한 표현이 될 것입니다).

위 차트들은 EIA 국내 가스 소비 예측의 추이(왼쪽)와 주요 걸프코스트 LNG 개발업체들의 장기 수출 용량 전망(오른쪽)을 보여줍니다. 왼쪽 차트는 EIA가 지난 6~7년간 일관되게 국내 소비를 보합으로 예측해왔으며, 이것이 수출 시설 건설에 대한 욕구를 증가시켰음(오른쪽 차트에 표시)을 보여줍니다. 이 보합 국내 소비와 증가하는 공급은 왕성한 LNG 산업을 키워냈으며 — 데이터센터 수요 붐 이전에는 향후 20년간 수출 용량을 3배 이상으로 늘릴 의향이었습니다.

내일 2부로 돌아옵니다: AI와 LNG의 대결. 읽어주셔서 감사합니다! 천연가스, 섹터 기회, 또는 데이터센터 전반에 대해 이야기하고 싶으신 분은 michael@htmog.com으로 편하게 연락 주십시오.

Reference

• https://www.a16z.news/p/gas-fired-intelligence?utm_source=substack&utm_medium=email