전문가가 진단하는 건립 과제와 지자체 경쟁 현황
AI 시대의 필수 인프라로 주목받는 데이터센터가 전력 수급과 냉각 시스템이라는 기술적 벽에 부딪히면서 지방자치단체 간 유치 경쟁이 치열해지고 있다.
AI 데이터센터, 왜 필요한가?
생성형 AI가 일상화되면서 데이터센터는 단순한 '디지털 창고'에서 '국가 경쟁력을 좌우하는 핵심 인프라'로 위상이 바뀌었다. 2029년까지 신규 데이터센터 수요는 732개로 소요되는 전력 용량은 4만9397MW에 달한다는 산업통상자원부 조사 결과가 이를 뒷받침한다.
특히 AI 데이터센터는 기존 CPU 중심의 데이터센터와 근본적으로 다르다. AI 데이터센터는 기존 데이터센터보다 평균 2.5배 더 많은 전력을 필요로 합니다. GPU 기반의 병렬 연산이 필요한 AI 작업 특성상 전력 소모가 기하급수적으로 증가하기 때문이다.
국제에너지기구(IEA) 분석에 따르면, ChatGPT는 한 번 검색할 때마다 그보다 10배 가까이 많은 2.9Wh의 전력이 사용된다. 구글 검색의 0.3Wh와 비교하면 AI 서비스의 에너지 집약성을 실감할 수 있다.
전력 수급, 데이터센터 건립의 최대 난제
데일리 연구소 AI 정민호 소장이 꼽는 데이터센터 건립의 가장 큰 문제점은 단연 전력 공급이다. 송전 등에 발생하는 전력 손실분(7%)을 가정하면 1000MW급 원전 53기에 이르는 추가 전력 생산이 필요하다는 국회입법조사처 분석은 문제의 심각성을 보여준다.
현재 우리나라 상황을 보면, 2027년까지 필요한 전력 사용 신청 용량이 7343MW에 이를 것으로 예상되는 반면, 실제 공급 가능 용량은 4718MW에 불과해 약 36%의 전력 부족 문제를 초래하고 있다.
이런 전력 공급 제약으로 5㎿ 이상 전력을 대량으로 소비하는 데이터센터가 과부하를 유발할 때는 전기 공급자가 전기 공급을 거부할 수 있게 된다는 규제까지 생겨났다.
냉각 시스템의 혁신, 액침냉각 기술 주목
전력과 함께 데이터센터 건립의 핵심 과제는 냉각 시스템이다. 데이터센터는 일반 건축물 대비 40~100배 많은 전력을 소비한다. 그중 40% 이상은 서버를 냉각하는데 소모한다.
기존 공랭식 냉각의 한계를 극복하기 위해 업계는 액침냉각(Immersion Cooling) 기술에 주목하고 있다. 2023년 데이터센터의 액체냉각 시장은 44억 5천만 달러에서 2033년 399억 달러 규모가 될 것으로 예측되고 있습니다.
액침냉각 기술의 효과는 이미 실증되고 있다. kt cloud는 데이터센터의 에너지 효율화를 위해 액침냉각의 기술검증(PoC)을 완료하였습니다. 기술검증을 통해 ▽ 서버실 유틸리티 전력량 58% 이상 절감, ▽ 서버실 전력량 15% 이상 절감, ▽ 서버실 면적 70% 이상 감소라는 성과를 입증했다.
지방자치단체 유치 경쟁 가열
데이터센터의 경제적 파급효과가 알려지면서 지방자치단체 간 유치 경쟁이 치열해지고 있다. 정부도 수도권 집중 완화를 위해 적극 지원에 나섰다.
올해 6월부터 2년간 서울·경기·인천 등과 같은 수도권이 아닌 지방 데이터센터에는 전기요금과 관련한 각종 인센티브가 제공된다. 한국전력이 배전망 연결(22.9㎸) 때 케이블·개폐기 등 시설부담금을 50% 할인하고 송전망 연결(154) 때 예비전력요금을 면제하는 방식이다.
과학기술정보통신부와 정보통신산업진흥원은 **'비수도권 데이터센터 컨설팅 지원센터'**를 운영하며 ▲통합 컨설팅 ▲원포인트 컨설팅 ▲역량 강화 교육 ▲표준 가이드라인 개발 등 네 가지 축으로 운영된다고 발표했다.
하지만 지자체의 노력이 항상 성과로 이어지는 것은 아니다. 전라남도가 데이터센터 100기 유치라는 야심 찬 계획을 발표했으나, 이를 위한 실질적인 예산과 전략은 크게 부족한 것으로 드러났다. 2025년도 예산안에 포함된 데이터센터 투자유치 예산은 고작 1,050만 원에 불과하다는 사례가 이를 보여준다.
해외 동향과 환경적 우려
해외에서는 데이터센터의 환경 영향에 대한 우려가 규제로 이어지고 있다. 아일랜드 당국은 지난해 겨울철 일시적으로 전력 공급을 중단하는 긴급 프로그램을 도입했다. 최근에는 엣지코넥스(EdgeConneX), 에퀴닉스(Equinix) 등 일부 데이터센터 운영사들의 더블린 신규 프로젝트 허가가 거부됐다.
이런 환경적 우려에 대응하기 위해 업계는 혁신적인 해결책을 모색하고 있다. 중국 하이랜더는 2025년까지 하이난 섬 인근 바다에 100개의 모듈을 배치할 예정이다. 차가운 바닷물이 서버의 열을 단숨에 식혀줄 수 있다고 판단해서다.
전문가 제언: 종합적 접근 필요
업계 전문가들은 단편적 해결책보다는 종합적 접근이 필요하다고 강조한다. 전력 공급을 하루빨리 시장화해서 소비자 선택권을 보장하도록 전력 산업 구조를 진화시켜야 하며, 데이터센터 업계도 유연한 전력 사용을 위한 자체 솔루션을 장착하는 시도가 필요하다는 지적이 나온다.
한국이 AI 시대 선도국가로 도약하기 위해서는 AI 컴퓨팅 기반시설을 확충해 국가 AI 역량을 강화한다는 정부 방침과 함께 민관의 유기적 협력이 필수적이다.
결론적으로 AI 데이터센터는 디지털 주권 확보를 위한 필수 인프라이지만, 전력 수급과 냉각 기술, 환경 영향 등 복합적 과제를 해결해야 하는 상황이다. 지방자치단체의 유치 경쟁이 치열해지고 있지만, 실질적 지원 방안과 장기적 전략이 뒷받침되어야 성공할 수 있을 것으로 보인다.
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