2025.09.10 수요일
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AI가 키운 전력 수요…해법은 '에너지 고속도로' [이코노믹데일리] 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력 수요가 급증하면서 전력망 병목 현상이 국가적 과제로 떠오르고 있다. 전문가들은 신재생 전력의 지역 편중 문제를 해소하기 위해 정부가 추진 중인 '에너지 고속도로(초고압 송전망)' 정책 실효성이 무엇보다 중요하다고 지적한다. 데이터센터 전력 수요, 급격히 증가 국제에너지기구(IEA)가 올해 1월 발간한 '전력시장보고서(Electricity Market Report 2024)'에 따르면 2024년 전 세계 데이터센터 전력 소비는 약 415TWh로 이는 세계 전체 전력 사용량의 1.5% 수준에 해당한다. IEA는 해당 수치가 2030년까지 945TWh로 두 배 이상 늘어나 전체 전력의 약 3%를 차지할 것으로 전망했다. 특히 데이터센터 전력 수요는 최근 5년간 연평균 12% 이상 성장했으며 AI 학습과 추론에 최적화된 고성능 서버 확산으로 증가세가 가속화되고 있다. 미국 에너지정보청(EIA)과 로렌스버클리국립연구소(LBNL)가 공동 발표한 '미국 데이터센터 에너지 전망(2024)' 자료는 미국 데이터센터의 전력 소비는 2014년 58TWh에서 2023년 176TWh로 세 배 넘게 늘었다고 분석했다. 국내도 사정은 다르지 않다. 글로벌 리서치 기관 IDC의 지사인 한국IDC는 국내 데이터센터 전력 수요가 2025년 4461MW에서 2028년 6175MW로 약 40% 증가할 것으로 내다봤다. 산업통상자원부에 따르면 데이터센터 전력 수요의 70% 이상이 수도권에 몰려 있으며 이 추세가 이어지면 2029년에는 80%에 달할 것으로 보인다. 문제는 수도권 집중 현상이다. 산자부가 2023년 발표한 '데이터센터 수도권 집중 완화 방안' 자료에 따르면 국내 데이터센터 전력 수요의 약 70%가 수도권에 몰려 있으며 신규 데이터센터 증가 추세가 이어지면 2029년에는 수도권 비중이 80%까지 확대될 것으로 예상된다. 산자부 관계자는 "국내 데이터센터 전력 수요는 단기간 내 급증할 것으로 예상되므로 수도권 중심의 전력 공급 구조를 개선하고 안정적인 전력망 확충이 필요하다"고 말했다. 수도권 집중, 신재생 공급 불균형 데이터센터 전력 수요가 폭증하는 상황에서 신재생 에너지가 수요 충당 해법으로 떠오르지만 현실적으로 생산지와 소비지가 불일치한다는 문제가 있다. 전력 공급 구조의 불균형이 심화할수록 데이터센터 산업 성장에도 제동이 걸릴 수밖에 없다. 우리나라의 경우 데이터센터 전력 수요가 빠르게 증가하고 있지만 수도권에 수요가 집중되면서 신재생 에너지 생산지와의 불균형 문제가 심화되고 있다. 지역 간 전력 불일치는 향후 데이터센터 산업 성장과 안정적 전력 공급에 큰 영향을 미칠 수밖에 없다. 산업연구원 자료에 따르면 데이터센터 전력 소비의 77.9%가 수도권에 집중돼 있으며 2019년 대비 실제 전력 사용량은 48% 증가했다. 문제는 신재생 에너지가 풍력·태양광 중심으로 지방에 편중돼 있어 수요가 집중된 수도권과 공급지가 일치하지 않는다는 점이다. 태양광은 내륙, 풍력은 해안·제주에 집중돼 있는 반면 수요는 수도권에 몰려 있어 송전망 확충 없이는 안정적 공급이 어렵다. 결과적으로 초고압 송전망 구축과 같은 정책적 개입이 필수라는 지적이다. 정부, '에너지 고속도로'로 대응 정부는 이러한 문제를 해결하기 위해 초고압 직류송전(HVDC), 스마트그리드, 에너지저장장치(ESS)를 결합한 '에너지 고속도로' 정책을 추진 중이다. 서남권 풍력·태양광 발전 단지를 수도권과 주요 산업단지에 연결하는 것이 핵심이다. 2030년까지 송전 선로를 30% 이상 확충하고 2040년대에는 전국을 연결하는 U자형 네트워크를 완성한다는 계획이다. 전력 손실 최소화를 위한 첨단 기술도 적용된다. 관련 산업계도 준비에 나섰다. LS전선, HD현대일렉트릭 등은 초고압 직류송전 케이블·변압기 등 핵심 장비를 개발 중이며, 정부 정책 추진 기대감에 주가도 강세를 보이고 있다. 한국에너지공과대학 등 학계도 초고압 직류송전, 대용량 에너지저장장치, AI 기반 스마트그리드 기술 연구에 박차를 가하고 있다. 산업계 기대와 파급 효과 정부의 '에너지 고속도로' 정책은 데이터센터와 전력 인프라 산업 모두에 새로운 기회를 제공할 전망이다. EY한영은 지난 6월 발표한 보고서에서 생성형 AI의 상용화가 데이터센터 수요를 급증시킬 것으로 전망하며 이는 전력 인프라·에너지·건설 등 관련 산업에 새로운 성장 기회를 제공할 수 있다고 분석했다. 한국산업기술평가관리원은 지난 4월 발표한 정책브리프 'AI로 인한 전력 수요의 폭발적 증가와 대응방안'에서 생성형 인공지능(AI) 확산으로 글로벌 데이터센터 전력 수요가 향후 5~10년 내 두 배 이상 증가할 것으로 예상했다. 정동욱 중앙대학 에너지시스템공학부 교수는 한 매체와의 인터뷰에서 "정부의 에너지 고속도로는 초고속 인터넷망처럼 국가 산업 구조를 바꿀 인프라가 될 것"이라며 "5년 내 실행력 있는 투자가 시작되어야 한다"고 말했다. AI 시대, 국가 경쟁력의 동맥 AI 산업의 폭발적 성장은 현실이 됐다. 데이터센터 수요는 기하급수적으로 늘고 있으며 안정적이고 친환경적인 전력망 없이는 산업 성장의 발목을 잡을 수밖에 없다 에너지 고속도로는 재생에너지 생산지와 소비지를 연결하고 초고압 송전망·스마트그리드·에너지저장장치를 연계해 안정적인 전력 공급을 가능하게 한다. 결국 AI 시대 국가 경쟁력은 첨단 전력 인프라 확충에 달려 있다.2025-08-20 11:18:37
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![[소프트텔링ESG] 예상보다 심각 美 AI 데이터센터 물 부족 현상…ESG경영 절실](https://image.ajunews.com//content/image/2025/07/21/20250721170147844049.jpg)
'예상보다 심각' 美 AI 데이터센터 물 부족 현상…ESG경영 절실 [이코노믹데일리] 챗GPT를 선두로 하여 생성형 인공지능(AI) 분야에서 가장 앞선 나라가 현재 미국이지요. AI 데이터센터 건설 역시 어느 나라보다 활발합니다. 미국 국토 면적은 대한민국의 약 100배, 이러니 대규모 데이터센터를 지을 땅도 넓고, 전기 인프라가 풍부한 지역을 쉽게 확보할 수 있다네요. 특히 미국 중서부‧남서부에 이들 센터가 몰려 있는데 이는 저렴한 토지, 전력 요금, 냉각 조건 등이 주요인으로 작용한 거랍니다. 그런데 해당 지역에서는 물 부족 현황과 더불어 주민과의 갈등도 심각하다네요. 우리나라도 AI 데이터센터가 건립 중이거나 준비 중인데 미국 선례를 거울삼아 이웃, 환경과 함께 하는 ESG(환경‧사회‧지배구조) 센터가 되길 기원하며 미국의 AI 데이터센터 현황을 알아볼까요? ◆저렴한 땅값‧전기요금 찾다보니...남‧중서부 물부족 지역에 몰려 수자원 압박 미국 전역의 AI 데이터센터 중 약 40%가 물 부족 지역에 밀집해 있습니다. 특히 애리조나, 텍사스, 캘리포니아, 일리노이, 버지니아 주 등지에 많은 AI 설비가 구축되고 있으며 이 중 상위 대형 센터의 43%가 고질적인 ‘물 스트레스 지역’에 위치하고 있답니다. 데이터센터 산업에 특화된 글로벌 정보제공 기업 ‘데이터센터 다이나믹스(Datacenter Dynamics)’에 따르면 ‘데이터센터 앨리’로 불리는 북부 버지니아에서 전 세계 AI 데이터센터의 70%를 처리하고, 일부 센터 한 곳이 하루 최대 500만 갤런(약 190만 리터)의 물을 소비한답니다. 미 중서부 일리노이, 아이오와의 데이터센터들이 수도권 외곽 지역 물 사용량의 약 20% 수준을 차지하고 있습니다. 아이오와주의 도시 알투나에서는 데이터센터 하나가 도시 전체 상수도 사용량의 상당 부분을 끌어쓰고 있다는 조사 결과도 있답니다. 텍사스주 역시 AI 데이터센터들이 들어선 이후 전기와 물이 함께 부족해지고 있답니다. AI 데이터센터의 냉각수 수요가 전력 수요와 더불어 지역 수자원 위기에 직면하고 있습니다. 단가가 낮고 넓은 부지가 확보되지만 지하수 고갈 및 규제 압력 증가 우려가 제기되고 있다네요. ◆AI 데이터센터 냉각수…‘식수’라서 더 문제 문제는 AI 데이터센터에서 사용하는 물이 식수라는 점입니다. 재활용수를 활용하는 법을 배운 농민이나 골프장과는 달리 냉각을 위해 물을 사용하는 대부분의 데이터센터는 여전히 신선한 물(freshwater)에 거의 전적으로 의존하고 있는 실정입니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 100MW급 데이터센터가 하루 최대 530만 갤런(약 200만 리터)의 물을 사용할 수 있는데 이는 약 6500 가구가 사용하는 식수 용량과 맞먹는답니다. 북부 버지니아 일부 센터에서 하루 사용하는 물의 양은 약 6132 가구가 사용하는 식수가 되는 거죠. 더구나 해당 지역은 최근 몇 년간 한 달 이상 이어지는 가뭄과 열파를 경험해 온 지역이라네요. 미국의 디지털 경제‧비즈니스 전문 미디어 비즈니스 인사이더(Business Insider)는 2025년 기준 미국 데이터센터 인프라 확장으로 인해 일부 시설이 수백만 갤런씩 일일 냉각수로 사용하고 있으며 이는 도시 규모의 물 소비와 유사하다고 지적했습니다. 미국의 콜로라도강은 7개 주를 가로지르며 약 1450 마일(약 2334km)을 흐르는 큰 강입니다. 이 강은 멕시코 국경을 넘기 전까지 약 4000만명에게 식수를 공급해 생존을 지탱할뿐 아니라 세계에서 가장 생산성이 높은 농업지대 중 하나인 캘리포니아 임페리얼 밸리, 애리조나 유마 지역 농작물에도 물을 공급하는 역할을 합니다. 이 중요한 미국 ‘서부의 물 동맥’이 최근 인근 지역에 들어선 AI 데이터센터의 과도한 물 사용으로 인해 고갈 위기에 처해 있다네요. 이미 그 영향은 여러 영역으로 파급되고 있습니다. 애리조나에서는 일부 주택 건설업자들이 개발 지역에 충분한 물이 공급되지 않을 가능성을 우려해 건설을 중단했고 피닉스 남쪽 지역의 목화 재배 농민들은 물 부족 우려로 수천 에이커 규모의 농지를 방치하고 있답니다. 로스앤젤레스 시민들이 잔디에 물 주는 것을 중단해야 할 상황에 이르자 미국 서부의 여러 주는 103년 된 ‘콜로라도강 협약(Colorado River Compact)’을 바탕으로 물 배분 재협상에 나선 상황이랍니다. 이 협약은 1922년 체결된 물 자원 분배 협약으로, 콜로라도강의 물을 미국 서부 7개 주에 어떻게 나눌지를 정한 협정인데 기후 변화와 인구 증가로 수요는 많아지고 공급은 줄어 이 협약을 재조정하려는 움직임에 나선 겁니다. ◆기술 기업들의 물 관리 전략 한계로 지역 갈등, 규제 유발 구글, 마이크로소프트, 메타, AWS 등 글로벌 기술 기업들은 2030년까지 ‘물 순 소비량 플러스(water-positive)', 즉 물 사용량이 공급을 초과하지 않는 것을 목표로 설정하고 있습니다. 하지만 현지에서의 물 부족 문제는 여전히 심각한 실정이라네요. 아직 대다수 데이터센터는 물 재활용보다 신선한 담수를 냉각용으로 직접 소비하고 있어 지역 주민 및 농업용수와의 갈등을 유발합니다. 최근 아리조나주 구디어(Goodyear)에서는 마이크로소프트 데이터센터 개발로 지역 지하수 스트레인과 주민 반발이 이어졌고 일부 지역은 지하수 고갈과 토지 사용 제한을 경험하고 있습니다. 데이터센터는 역사적으로 수많은 고성능 컴퓨터 칩을 냉각시키기 위해 막대한 양의 물을 필요로 해 왔고 최근에는 물 사용에 덜 의존하는 냉각 기술이 확산되고 있지만 아직 일반적이라고 보기는 어렵다네요. 아마존은 여전히 물 사용량이 많은 증발 냉각(evaporative cooling) 기술을 선호하고 있지만 모든 데이터센터가 이 방식을 사용하는 것은 아니랍니다. 텍사스와 애리조나 등 일부 주에서는 AI 데이터센터의 물 사용이 지역 수자원에 미치는 영향을 우려해 규제와 공공 감시를 강화하려는 움직임을 보이고 있습니다. 텍사스주에서는 급격히 늘어난 데이터센터로 인해 전력 수급뿐 아니라 냉각용 물 부족까지 겹치면서 지역 전력 당국과 수자원국이 함께 데이터센터 운영기준 개선 논의에 착수했습니다. 애리조나주 피닉스 인근의 마리코파 카운티에서는 신규 데이터센터 허가 과정에서 ‘지하수 보존계획’ 제출을 요구하고 있으며, 일부 지역은 지하수 사용량 상한제도를 검토 중이랍니다. 한편 버지니아주에서는 100MW 이상의 대형 데이터센터에 대해 에너지와 물 사용량을 분기별로 보고하도록 하는 법안이 발의됐지만, 투자 위축 우려로 현재는 보류 상태입니다. ◆ 물 부족을 넘는 AI 인프라, 지속 가능한 데이터센터의 조건은? 미국 전역의 AI 데이터센터가 직면한 물 부족 문제는 단순한 환경 이슈를 넘어, 기업의 지속가능성 전략과 지역 사회 신뢰에까지 영향을 미치고 있습니다. 이에 따라 글로벌 기술 기업들과 일부 지방 정부는 해결책 마련에 나서고 있답니다. 기술적 측면에서는 물을 거의 사용하지 않거나 획기적으로 줄일 수 있는 냉각 방식이 점차 확산 중이라네요. 예를 들어 마이크로소프트는 일부 지역 데이터센터에서 침수 냉각(Immersion Cooling) 기술을 시험 중이며, 구글은 유럽 네덜란드 지역 센터에 100% 공기 냉각 방식을 도입해 '물 없는 데이터센터' 운영에 도전하고 있습니다. 아마존은 여전히 물 사용량이 많은 증발 냉각(evaporative cooling) 기술을 일부 센터에서 선호하고 있지만 일부 리전에서는 재처리된 폐수나 빗물 저장 시스템을 활용해 냉각수를 보충하는 방식도 시도하고 있습니다. '리전(region)'이란 클라우드 기업들이 특정 국가나 도시 단위로 구분한 데이터센터 운영 권역을 의미하며, 한 리전에는 여러 개의 데이터센터가 묶여 운영됩니다. 정책적으로는 버지니아, 캘리포니아 등 일부 주에서 데이터센터의 물 사용량 공개 의무화를 추진하고 있고, 지속 가능성 기준에 따라 입지를 제한하려는 움직임도 일고 있다네요. 이러한 접근은 데이터센터 산업에 대한 지역사회의 불신을 줄이고 장기적으로는 공공 자원과의 조화를 이끄는 데 기여할 수 있을 거랍니다. 무엇보다 중요한 것은 ESG 경영이 선언에 그치지 않고 기술적 실행과 투명한 정보 공개, 지역사회와의 파트너십으로 연결돼야 한다는 점입니다. AI가 바꿀 미래가 진정으로 지속 가능하려면 데이터센터는 기술만큼이나 환경과 이웃을 고려하는 공간이 돼야 할 것입니다. 우리나라도 마찬가지일 테지요!2025-07-24 06:00:00
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