The U.S. Power Grid

원문은 3D 모델과 여러 장으로 된 아주 긴 인터랙티브 페이지예요. 앞부분(전체 소개, 사용법, 천연가스·피커·석탄 장)까지만 읽었고, 원자력 이후 장과 시나리오 설명은 옮기지 않았어요.

한 장으로 보는 전력망

미국 전력망은 사람이 만든 가장 큰 기계이고, 독특한 규칙이 있대요. 전기는 만든 뒤 저장할 곳이 거의 없어서 공급과 수요가 매 순간 같아야 해요.

페이지 속 모델은 미국 본토 48개 주의 약 8분의 1, 대략 텍사스만 한 전력망 하나를 전국 평균 발전원 구성으로 채운 거예요. 평소 발전 비중은 실제 미국 비중을 따르고, 발전소 하나가 멈추면 실제 섬 계통처럼 주파수가 흔들려요.

• 2025년 미국 발전량 4,528TWh, 역대 최고(EIA)
• 2025년 말 유틸리티 규모 설비 1,281GW, 여기에 지붕형 태양광 약 60GW
• 본토 48개 주 최대 수요 759GW(2025년 7월 29일)
• 송배전 중 열로 잃는 전력 약 5%

사용법

드래그로 돌리고, 스크롤로 확대하고, 발전소·변전소·마을을 클릭하면 설명이 나와요. 아래 손잡이로 수요, 시간대, 가스 가격, 바람, 구름을 바꾸고, 왼쪽 위에서 주파수·가격·예비력·손실·발전 구성을 봐요. 폭염, 겨울 폭풍, 일식, 허리케인, 정전과 복구 시나리오도 있어요. 전선 위 점은 전력 흐름이고, 속도는 선로 부하, 색은 전압을 뜻해요.

천연가스: 보통 가격을 정하는 발전소

• 2025년 발전 비중 40.2%(1,807TWh), 설비 약 500GW
• 2025년 헨리 허브 평균 가스 가격 MMBtu당 3.52달러(2024년 2.19달러)
• 신규 복합화력 균등화 비용 MWh당 51–129달러(Lazard 2026, 보조금 제외)

복합화력은 연료 하나로 엔진 두 개를 돌려요. 가스터빈이 발전기를 돌리고, 약 600°C 배기가스로 물을 끓여 증기터빈을 한 번 더 돌려요. 효율은 55–60%로, 오래된 증기 발전소(약 33%)보다 높아요. 열소비율 약 6.5MMBtu/MWh에 가스 3.52달러면 연료비가 MWh당 약 23달러이고, 이게 대략 시장 입찰가가 돼요.

대부분의 미국 시장에서는 가스 발전소가 마지막으로 필요한 발전원이라 그 연료비가 모두의 가격이 돼요. 그래서 도매 전력 가격이 가스 가격을 따라 움직여요. 장점은 유연성과 석탄의 절반쯤인 CO₂(MWh당 약 0.37톤 대 1톤), 단점은 파이프라인으로 그때그때 연료를 받아 한파 때 난방 수요와 경쟁한다는 점, 메탄 누출, 가격 변동이에요. 지금은 수요 증가로 신규 가스 프로젝트가 몰리지만 터빈이 부족해 개발 기간이 길어지고, 신규 복합화력 비용은 15년 만에 최고래요.

피커: 가장 비싼 마지막 1MW

단순 사이클 가스터빈(피커)은 증기 부분이 없어 9.5–12MMBtu/MWh로 연료를 거의 두 배 쓰지만, 짓기 싸고 약 10분 만에 켜져요. 수명 비용은 MWh당 144–276달러, 기존 설비 운전비만 52–122달러예요. 2025년 석유 발전은 0.4%였어요. 모델에서 수요를 올리면 한계 발전기가 복합화력에서 피커로 바뀌며 가격이 30달러대에서 50달러 이상으로 뛰어요.

석탄: 15년 감소 뒤 2025년 반등

• 2025년 비중 16.3%(737TWh), 가스가 비싸지며 2024년보다 13% 늘었어요.
• 설비 약 165GW로 2011년 정점의 절반 정도예요.

석탄은 현장에 몇 주 치 연료를 쌓아 둘 수 있어 겨울 폭풍에 유리하고 관성을 제공하지만, MWh당 CO₂가 가장 많고(약 1톤) 오래되고 느려요. 출력을 약 40% 밑으로 낮추기 어려워 마이너스 가격 시간에도 돌아가곤 해요. 신규 석탄은 지어지지 않지만 2025년 폐지가 느려졌고, 에너지부가 긴급명령으로 일부 폐지 예정 발전소를 계속 돌리기 시작했대요.