[ESG NOW] AI 전력 위기, 친환경 데이터센터 가능할까?

인공지능(AI) 기술의 비약적 발전이 산업 전반에 지각변동을 일으키고 있다. 새 정부도 출범과 동시에 ‘AI 3강’ 도약을 국가 핵심 전략으로 내세우며, 100조원 규모의 민관 공동 투자를 약속했다.

정부는 AI 데이터센터를 차세대 사회간접자본(SOC)으로 규정하고 고성능 GPU 5만개 확보와 국가 AI 컴퓨팅센터 건립 등 대규모 인프라 확충에 본격 착수했다. AI 산업의 급성장 이면에는 데이터센터의 폭증하는 전력 수요라는 또 다른 도전이 기다리고 있다.

국제에너지기구(IEA)의 관련 자료를 보면 전 세계 데이터센터의 전력 수요는 2030년까지 두배 이상 증가할 것으로 전망된다. 이는 일본 전체의 전력 소비량을 능가하는 규모이다.

AI가 이 증가의 가장 큰 원인으로 지목되고 있다. 미국에서는 2030년 데이터센터가 전체 전력 수요 증가의 절반 정도를 차지할 것으로 보인다. AI 모델의 학습과 운영에 필요한 연산량이 폭증하면서 데이터센터는 이제 제조업보다 더 많은 전력을 소비하는 산업군이 됐다.

심지어 일부 국가에서는 전력망 포화와 환경 규제에 따라 신규 데이터센터 인허가가 중단되기도 했다. 대표적으로 아일랜드, 싱가포르, 칠레 등에서는 전력 공급 안정성과 수자원 문제로 신규 데이터센터에 제동을 걸고 있는 상황으로 알려졌다.

이처럼 AI 전환의 시대에 AI를 사용하는 것에 막대한 전력이 소요되는 상황에서 친환경 데이터센터, 즉 ‘그린 데이터센터’의 도입은 더 이상 선택이 아닌 필수 과제가 됐다.

글로벌 빅테크 기업들은 이미 적극적 대응에 나서고 있다. 마이크로소프트(MS)는 2025년까지 데이터센터 전력의 100%를 재생에너지로 전환하고, 백업 전력에도 수소 연료전지 등 친환경 기술을 적용하고 있다.

다만 ‘그린 데이터센터’를 위해서는 현재의 기술이나 신재생에너지를 활용한 전력공급 방식으로는 도저히 해결하기 어려운 문제가 있다.

구글(Google)은 2030년까지 모든 데이터센터를 ‘24시간 무탄소(clean energy) 에너지’로 운영하겠다는 목표를 세웠는데 최근 AI 활용 증가로 오히려 온실가스 배출량이 증가해 한계에 직면하는 문제가 바로 그러한 예이다.

메타(Meta)와 아마존(AWS)은 태양광·풍력 발전소와 에너지저장장치(ESS)를 데이터센터 인근에 구축해 전력 수급의 불안정을 자체적으로 해결하고 있다고 하는데 신재생에너지만으로 모든 전력 수요를 충족시킬 수 있는지는 의문이다.

결국 이러한 문제를 해결하기 위해서는 우선 데이터센터와 관련된 기술적 진화가 필요하다. 침지 냉각(immersion cooling), 온칩 냉각(on-chip cooling) 같은 첨단 냉각 기술, AI 기반 운영 자동화를 통해 실시간 기상 조건과 서버 부하에 맞춘 에너지 최적화 기술 등이 그러한 것이다.

ZutaCore(미국), Submer(스페인), CoolestDC(싱가포르) 등은 이러한 기술로 데이터센터의 냉각 에너지 사용량과 탄소배출을 25~50%까지 줄일 수 있다고 예상했다.

전력공급방식에 대해서도 현실적 인식 재고가 필요하다. 그러한 경향으로서 넓은 의미에서 원자력이라는 부분을 전부 배제한 가운데 다른 전통적 방식 또는 친환경적 전기 생산방식만으로는 전력 수요를 충족할 수 없다는 현실인식에 대한 공감대가 확대되면서 최근에는 소형모듈원자로(SMR)가 대안으로 주목받고 있다.

안정적이고 탄소배출이 없는 전력 공급원이 필요한 데이터센터 산업에서 SMR이 새로운 게임 체인저로 떠오르고 있는 것이다. 미국 오클라호마주의 ‘서브트러스트(Subtrost)’ 데이터센터는 SMR 기반 전력 공급을 검토 중이며, 국내에서도 두산에너빌리티와 한수원이 SMR 기술 상용화를 통해 데이터센터 전용 에너지 공급원으로의 활용 가능성을 논의하고 있다.

정부의 에너지 믹스 전략에서도 SMR은 재생에너지와 보완적 탄소중립형 기저전원으로 주목받고 있으며, 데이터센터의 안정성과 ESG 대응력을 동시에 충족할 수 있는 해법으로 기대를 모으고 있다.

이러한 기술적 진화나 방향성에 대한 재고 외에도 데이터센터의 운영이 정말로 친환경적인지에 대한 제대로 된 검토와 공개도 필요하다.

유럽연합(EU)은 2024년부터 데이터센터 운영에 있어 에너지효율지표(PEE) 공개를 의무화하고 있으며 미국, 일본 등도 온실가스 관리 기준을 강화하는 추세다.

이제 데이터센터의 친환경 전환은 단순한 비용 절감이나 기업 이미지 개선의 차원을 넘어, 미래 생존과 직결되는 문제이다. 기술적 한계와 인프라, 제도 등 풀어야 할 과제는 많은데 글로벌 기업의 태도와 각국의 정책 방향은 분명하다.

변화의 물결은 이미 시작됐다. 국내 기업도 더 이상 친환경 데이터 센터가 ‘가능한가’를 묻기보다는, ‘어떻게 실현할 것인가’에 대한 전략과 실행 로드맵을 조속히 마련해야 한다.

구체적 실행을 위해 데이터센터의 에너지 효율화, 재생에너지 조달, SMR 활용, 첨단 냉각기술 도입, ESG 정보공개 등 다각적 접근이 필요하다. 이러한 기업의 행보는 기업의 지속가능성과 장기 경쟁력 확보의 핵심이다.

이근우 변호사(법무법인 화우 신사업그룹 부그룹장) klee@yoonyang.com