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[수소신문]?인공지능(AI)의 확산은 에너지산업의 가치사슬을 근본적으로 재편하고 있다. AI는 단순한 기술도입이 아니라 수요구조, 시장 설계, 부분간 통합, 운영 방식 등 에너지 시스템의 작동원리를 바꾸는 패러다임 전환을 촉발하고 있는 것이다.
제 11차 전력수급계획에서는 국내 데이터센터 전력수요를 2025년 8.2TWh에서 2030년? 18.0TWh,? 2038년 30.0TWh로 증가할 것으로 예측하고 있다.? 엄청난 양의 에너지를 흡입하는 데이터센터를 하마에 비유하는 이유다.
AI가 작동하기 위해서는 수천 개의 서버가 동시에 골드몽 연산을 수행하고, 그 모든 과정에서 막대한 전력이 소모된다. AI는 디지털 전환의 상징이지만 그 편리함 뒤에는 거대한 에너지 소비의 그림자가 따라 다닌다.
국회예산정책처는 최근 'AI 3대 강국 도약을 위한 예산 현황과 향후 과제' 보고서에서 "AI 시대 핵심 인프라인 데이터센터는 24시간 서버 가동과 냉각시스템 운영으로 전력수요가 크므 골드몽릴게임 로 전력공급, 전기료 인상으로 운영에 차질이 발생하지 않도록 시의적절한 조치가 필요하다"고 지적하기도 했다.
IEA의 자료(2025년 4월)에 따르면 2024년 415TWh였던 글로벌 AI 데이터센터 전력 소비량은 2030년에 두 배 이상 증가한 945TWh을 기록할 것으로 전망된다. 전 세계 전력 수요의 2%를 차지하는 데이터센터의 전력 릴짱릴게임 수요가 2030년에는 4%대 이상의 비중으로 증가할 것이라는 얘기다.
전기 에너지소비량 중 데이터센터 비중이 가장 큰 미국의 경우 2018년 1.9%에 불과했지만 데이터센터 급증으로 2028년에는 최대 12%까지 비중을 차지할 것으로 전망되고, 2024년 약 35GW 수준이었던 데이터센터 전력 수요가 2035년에는 2배 이상 증가한 78G 바다이야기디시 W를 기록할 것으로 예상되고 있다.

최근 미국은 AI 인프라 확충을 위한 대규모 데이터센터 건설로 토지 용도 변경 위험이 높아지고, 수자원과 에너지 사용 급증 문제가 불거지면서 데이터센터 구축이 정치 쟁점으로 부상하고 있다.




게임몰▲슈나이더 일렉트릭이 엔비디아와 공동 개발한 차세대 AI 데이터센터 레퍼런스 디자인. (사진제공:슈나이더 일렉트릭)


◆? 전력 공급 불안정 해소해야
AI 수요와 공급이 폭증하면서 데이터센터의 수도권 집중과 전력 계통 영향이 풀어야할 핵심 과제로 부각했다.
과학기술정보통신부에 따르면 2024년 기준 국내 데이터센터는 민간 92개, 공공 103개로 파악된다. 데이터센터의 약 75%가 서울·경기·인천 등 수도권에 집중돼 있어 수요 집중, 송전망 제약 등 불안정한 전력 공급 구조를 개선해야 한다는 목소리도 커지고 있다. 전력 및 에너지 공급 인프라 불균형이 향후 데이터센터 운영과 신규 입지 선정의 핵심으로 떠오른 것이다.
관련업계에 따르면 한전에 제출된 데이터센터 전기 사용신청 용량은 2023년 906㎿에서 2027년 7343㎿로 약 8배 증가했지만 현재 공급 가능한 전력은 절반에도 못 미친다.
관련업계에서는 지역별 전력 수급불균형 문제 해결을 위해 지역별 차등 요금제를 시행해 발전설비와 수요지를 분산하는 한편 지역적으로 생산된 전력을 지역에서 소비하는 방식으로 전환함으로써 송전망 건설 수요를 감소시켜야 한다는 주장이 지속 제기되고 있다.
비수도권의 전기요금 인하만으로 데이터센터와 첨단 반도체산업 등의 수요기업의 지방 이전 유인이 될지는 미지수지만 AI 데이터센터 지방 이전 인센티브 제공 등 제도적 보완 필요성 등에 공감대가 형성되고 있다.
◆ 데이터센터 에너지원 확보 관건
이러한 데이터센터의 확산으로 전력 수요가 빠르게 증가하면서 데이터센터의 발전원 확보와 전력 조달 안정성은 새로운 숙제로 부상했다.
최근에는 데이터센터의 발전원 확보를 위해 신재생에너지 연계 사업모델, 수소연료전지 발전 모델, CCU 연계 모델, LNG 냉열을 활용한 하이퍼스케일 데이터센터 솔루션 등 다양한 발전원과 전력조달 안정성을 위한 사업모델이 제시되고 있어 주목된다.
신성이엔지는 4일 태양광 발전사업과 EPC 역량을 바탕으로 브릿지오션컨설팅과 업무협약을 맺고 데이터센터 전력 수요에 대응하는 재생에너지사업 확대에 나섰다. 양사는 올해 말 또는 2027년 준공을 목표로 데이터센터 지붕을 활용해 태양광 발전 용량 약 15MW~30MW 규모를 건설할 예정이다. 이번 업무협약은 전력 사용량이 구조적으로 증가하는 데이터센터를 대상으로 재생에너지 기반의 안정적인 전력 공급 체계를 구축하는 사업모델로 평가된다.
신성이엔지는 "이번 협약을 계기로 데이터센터 전력 수요에 대응하는 재생에너지 사업 포트폴리오를 본격 구축하고, 향후 유사 프로젝트로의 확장 가능성도 모색할 계획"이라며 "현재 추진 중인 데이터센터 공조 사업과 재생에너지 전력 공급을 연계해 에너지 효율과 운영 안정성을 동시에 높여 시너지를 창출할 것"이라고 밝혔다.
수소연료전지 발전을 통해 데이터센터에 전력을 공급할 경우 이미 구축된 인프라를 활용함으로써 탄소중립 기여 뿐만 아니라 안정성, 경제성을 확보해 세 마리 토끼는 한꺼번에 잡는 효과가 있다는 의견도 나온다.
AI 데이터센터가 막대한 열을 발생시키며, 전체 전력의 약 40%를 냉각에 소비한다는 점이 부각되며 LNG기화 과정에서 버려지던 초저온 냉열을 데이터센터 냉각 시스템에 직접 공급하면 획기적으로 전력효율지수를 개선하고 탄소배출을 저감할 수 있다는 의견도 나온다. LNG 냉열을 활용해 '하이퍼스케일 데이터센터 솔루션'을 제안한 것이다.

한 관계자는 "정부가 글로벌 AI 패권 경쟁속에서 'AI 3대 강국 도약'을 국가 비전으로 공식 선언한 상황에서 AI 개발에 따른 반도체와 데이터센터의 전력 수요 급증은 에너지산업의 패러다임을 변화를 촉발하고 있다"라며 "기존 정통적인 방식의 전력 공급원에 머물지 않고 전력수급, 계통 안정성 등을 충분히 고려한 다양한 에너지 공급원을 모색해 나갈 필요가 있다"고 제언했다.




▲ 인천에 조성될 48MW 규모의 데이터센터 'PDG SE1' 캠퍼스 조감도(사진 제공:프린스턴 디지털 그룹(Princeton Digital Group, PDG)