‘전기 먹는 하마’ 인공지능(AI)이 과거의 어떤 기술보다도 빠르게 진화하며 전 세계의 자본과 기술, 인재를 빨아들이는 가운데 글로벌 빅테크들 중심으로 에너지 확보 경쟁이 뜨겁게 달아오르고 있다. 기업들은 AI 훈련·운용에 요구되는 막대한 전력을 충당하고자 태양광·풍력 등 신재생에너지, 소형모듈원전(SMR)을 비롯해 다양한 수단을 총동원하고 있다. 이 가운데 국내에서도 더 늦기 전에 에너지 인프라에 대한 해법을 찾아야 한다는 목소리가 높다.
구글은 미국 원자력 스타트업 카이로스파워(Kairos Power)가 향후 가동할 SMR로부터 전력을 구매하는 계약을 체결했다고 14일(현지시간) 발표했다. 구글의 첫 원전 계약으로, 2030년까지 카이로스의 첫 SMR을 가동하고 2035년까지 여러 대를 추가 배치해 최대 500메가와트(㎿)까지 공급받는 게 목표다. 이는 연간 십수만 가구가 이용할 수 있는 전력량이다.
◇데이터센터 전력 수요, 4년 만에 2배 넘게 증가 전망= 구글의 이번 계약은 생성형AI 부상 이후 급증하는 데이터센터 전력 수요를 해결하려는 노력의 일환이다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2026년 전 세계 데이터센터 전력 수요는 2022년의 2배 이상인 1000테라와트시(TWh)를 넘어설 전망이며, 이 같은 증가 규모는 독일 총 전력 수요와 맞먹는 수준이다. 르네 하스 Arm 최고경영자(CEO)는 미국 내 전력 사용량에서 AI의 비중이 2030년까지 최대 25%에 달할 수 있다는 전망을 내놓기도 했다.
SMR은 기존 대형 원전을 모듈식 설계로 간소화한 미니 원전으로, 원자로와 핵심 장치들이 통합된 구조인 만큼 건설·배치와 안전관리도 용이해 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 최근 오라클 또한 3개의 SMR로 구동되는 대형 데이터센터 구축 계획을 내놓은 바 있다. 앞서 빌 게이츠 마이크로소프트(MS) 창업자가 테라파워를 창업하고, 샘 올트먼 오픈AI CEO가 오클로에 투자하는 등 SMR 스타트업들에 대한 기대와 투자도 커지고 있다.
마이클 테렐 구글 에너지·기후담당 시니어디렉터는 블로그를 통해 “차세대 첨단 원자로는 단순화된 설계와 견고하고 고유한 안전성으로 원전 배치를 가속화할 수 있는 새로운 경로를 제공한다"면서 “미국 에너지부(DOE)에 따르면 원자력은 모든 발전원 중 경제적 효과가 가장 높으며 고임금, 장기 일자리를 창출한다"고 설명했다.
◇원전에서 전력 받는 MS·아마존…핵융합 투자하는 샘 올트먼= 빅테크들은 원자력발전 자체도 적극적으로 도입·활용하려는 움직임을 보이고 있다. MS는 미국 원자력발전 1위 기업 콘스텔레이션에너지와 20년간 전력 구매 계약을 체결했다.
이를 위해 1979년 미국 사상 최악의 원전사고가 일어났던 스리마일섬 원전 1호기의 상업용 운전을 2028년 재개할 계획이다. 아마존웹서비스(AWS)는 미국 펜실베이니아주 소재 데이터센터에 6500억달러를 투자, 미국에서 6번째로 큰 원자력발전소로부터 직접 전력을 공급받기로 했다. AWS·MS·구글 등 클라우드 기업을 중심으로 데이터센터용 저전력 반도체 자체 개발 행보도 이어지고 있다.
미래 핵융합 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 샘 올트먼 오픈AI CEO는 핵융합 스타트업 헬리온에너지에 투자했다. 지난해 MS는 이 회사와 전력 구매 계약을 체결한 바 있다.
국내에서도 AI데이터센터로 인한 전력 수요 급증은 예견된 수순이다. 국회입법조사처가 지난 5월 내놓은 ‘AI 혁명에 부응한 선제적 전력공급·전력망 확충 긴요’ 보고서에 따르면 지난해 말 기준 국내에는 150개의 데이터센터가 있으며, 2029년까지 신규 데이터센터 수요는 732개로 추산된다. 같은 기간 소요 전력량은 1986㎿에서 4만9397㎿로 급증할 것으로 전망된다. 이는 데이터센터가 쓰는 전력이 지금까지 하루 기준 최대전력량이었던 2022년 12월 23일의 9만4509㎿의 52% 수준에 이를 수 있다는 의미다. 다만 한국전력공사의 조사에 따르면 상당수(67%)가 부동산 개발을 선점하기 위해 우선 전력 용량을 신청한 것으로 조사돼 실제 수요는 더 적을 것으로 보인다.
◇한국은 지방 통신·전력·교통 인프라 확충 시급= 그럼에도 향후 AI 데이터센터 수요가 전력 생산과 전력망 운용에 부담으로 작용할 것이 분명하다. 정부가 분산에너지활성화특별법 시행에 따라 데이터센터의 수도권 과밀화 해결에 나서는 상황이지만, 이를 위해선 전력 공급을 비롯해 지방의 인프라 문제부터 풀 필요가 있다는 게 업계의 주장이다.
클라우드업계 한 관계자는 “분산에너지법에 따라 수도권의 전력 공급은 포화상태다. 이를 해결하려면 지자체의 적극적 행정적 지원과 관련 법률, 원활한 전력과 통신 공급을 위한 규제가 개선돼야 한다. 지방의 통신·전력·교통 등 인프라 확충이 시급하다"고 짚었다.