[창간7주년 기획특집] 에너지 효율화가 국가경쟁력이다 ①전력 없는 AI 없다···데이터센터가 야기한 '에너지 딜레마'

인공지능(AI) 시대가 산업계 전반을 재편하면서 전력수요가 폭증하고 있다. AI 학습과 서비스 운용을 담당하는 데이터센터 서버가 전국에 들어서며 막대한 전력을 끌어다 쓰고 있어서다.

22일 산업계에 따르면 국내 경제 전반에 전력난 우려가 현실화되고 있다. 산업부가 최근 발표한 11차 전력수급기본계획을 보면 2038년 최대 전력수요는 129.3GW로, 2년 전보다 10GW 이상 높다. AI 기반 산업의 급팽창과 더불어 반도체, 제철 등 기존 주력산업의 전력수요가 여전하기 때문이다.

데이터센터의 증가가 전력수요를 크게 늘리고 있다. 2022년 147곳이던 국내 데이터센터는 2029년 637곳으로 4배 이상 늘고, 전력수요는 1.76GW에서 49.4GW로 치솟을 것으로 전망된다. 원전 30기 분량의 추가 전력이 7년 새 필요하단 의미다.

전력 공급 속도가 수요를 따라가지 못한다는 점이 문제다. 공급 불균형은 산업 생산 차질, 금융·의료서비스 중단 등 경제활동 전반의 마비로 이어질 수 있다. 나아가 AI 인프라 투자 위축은 글로벌시장에서 경쟁력 상실로 직결된다.

AI 전력수요 폭증, 산업 기반 위협하는 '총성 없는 전쟁'

위기를 기회로 바꾸기 위해선 선제적인 에너지정책이 필요하다. 전력 공급 능력 확충과 수요 효율화 전략을 병행하는 투트랙 접근이 필요하다.

먼저 에너지 인프라 확충과 재생에너지 전환이 시급하다. 미국과 유럽은 이미 대형 데이터센터에 재생에너지 사용을 의무화하고, 폐열 회수와 냉각시스템 효율 기준을 강화하고 있다. 아일랜드는 재생에너지 기반 전력공급이 불가능한 데이터센터 신설을 막았다. 전력난이 생기면 AI 서비스를 제한하는 조치까지 마련했다. 유럽 일부 국가는 2024년부터 데이터센터 전력의 50% 이상을 재생에너지로 충당하고 2027년부터는 100% 달성을 목표로 내세웠다.

정부도 발 빠르게 대응하고 있다. 2023년 제정된 '분산에너지 활성화 특별법'은 수도권 중심의 데이터센터를 비수도권으로 분산 유도하고 고효율 설비와 재생에너지 설치를 의무화하고 있다.

전력 여유가 있는 곳에는 세제 혜택과 전기요금 인센티브를 주기로 했다. 2024년부턴 연면적 1,000㎡ 이상 신축건물에 제로에너지빌딩(ZEB)인증이 의무화돼, 데이터센터에도 최소 ZEB 5등급(에너지자립률 20%) 기준이 적용된다.

한전 전력연구원은 자가발전시스템을 설치해 일정 비율 이상의 전력을 자체 조달하도록 하는 방안을 제안하고 있다. 데이터센터가 지역의 분산에너지 허브로 전력망 안정화에도 기여하는 모델을 구축하겠다는 취지다.

에너지 위기, 산업경쟁력 전환 기회로

공급 안정화 정책 추친도 필요하다. AI 서비스는 수요 변동성이 크고 반응 속도가 빨라야 한다. 중앙집중식 전력망을 유연하고 지능적인 ‘스마트그리드’로 바꿔야 한다.

정부는 10년간 송배전망 투자를 확대하고, 에너지저장장치(ESS) 보급을 가속할 계획이다. 수요관리(DR)도 중요하다. 아일랜드는 전력 피크 시간대에 데이터센터 서비스를 일시 중단하는 DR 협약을 시행했고 영국은 에너지 효율 목표 달성 시 세제혜택을 제공하는 CCA(Clean Competition Act)제도를 도입했다.

우리나라도 겨울 전력 피크 시 대형 전력소비자들의 DR 참여를 유도해 수요 절감에 성공했으며, 향후 데이터센터와의 수요조정 계약도 확대할 예정이다. 에너지 인프라 확대, 재생에너지 전환, 전력 공급 안정화 추진 시 AI시대의 위기를 산업 경쟁력 강화의 기회로 전환 시킬 수 있다.

데이터센터의 재생에너지 사용 확대는 국내 청정에너지 시장의 수요를 창출하고 새로운 발전 설비 투자와 에너지효율 서비스 산업을 성장시킬 수 있다.

미국 빅테크 기업들은 40GW 이상의 재생에너지 발전량을 확보하며 시장을 주도하고 있다.

우리 기업들도 글로벌 환경 규제와 RE100 대응을 위해 태양광·풍력 PPA 계약에 나서고 있다. AI 인프라의 친환경 전력 조달은 외국인 투자 유치에도 영향이 크다.

글로벌기업들은 데이터센터 입지 선정 시 전력 공급의 안정성과 지속가능성을 핵심 기준으로 삼는다. 전력 자급률이 높고 재생에너지 전력을 저렴하게 공급할 수 있는 지역은 AI 데이터센터 클러스터로 발전 가능성이 크다.

전력이 뒷받침되지 않는 AI는 무용지물이다. 기술혁신의 혜택이 경제 성장으로 이어지기 위해서는, 에너지정책이 경쟁력을 갖춰야 한다. 전력은 더 이상 기반 인프라가 아니다. 산업 경쟁력 자체다. 《계속》