AI 데이터 센터 지출 1천 조 시대 ··· 사회는 AI보다 '공존의 기술'이 필요하다

[IT동아 남시현 기자] 2026년 이후 글로벌 데이터센터 시장은 클라우드 인프라라는 목적을 넘어 전 인류의 인공지능(AI) 내재화라는 목표를 향하고 있다. 단순히 데이터를 저장하고 보관하고 수행하는 것을 넘어서 AI에 필요한 학습과 추론 연산을 처리하고, 실질적으로 AI가 모든 곳에서 활용될 수 있는 지원 센터, 허브 역할을 하는 것이다. AI의 활용도가 더욱 높아지고, 본격적인 상업 운용이 진행될수록 AI 데이터센터의 역할과 비중은 더 커질 전망이다.

성장세는 그 어떤 기업과 기관에서도 예측이 안되는 상황이다. 2024년 당시 마이크로소프트, 구글, 아마존 등의 빅테크 기업들은 2026년까지 연간 자본 지출(CAPEX)이 38%씩 늘어날 것으로 전망했다. 그런데 S&P, 가트너 등 기관이 올해 집계한 이들 기업의 연간 자본 지출은 60%를 넘어서는 상황이다. AI에 필요한 인프라와 연산 처리가 예상치를 넘어서고, 기업 입장에서도 지금 시장을 놓치면 도태된다는 인식이 퍼지면서 수십조 원을 기꺼이 투자하는 공격적인 경쟁이 이어지고 있다.

시장의 성장세가 워낙 가파르다 보니 여기저기서 잡음이 발생하고 있다. 우선 가트너가 2024년 당시 예측한 글로벌 데이터센터 시스템 지출은 약 2500억(약 375조 250억 원)에서 3000억 달러(약 451조 1700억 원)지만, 올해 말 지출은 2.5배 늘어난 7880억 달러(약 1185조 732억 원)가 될 전망이다. 전력 소비 성장률은 10% 수준에서 20%로 올랐고, 신규 데이터센터의 50% 이상이 액체 냉각을 채택하는 등 전력 소비 및 냉각 기술 확보에 열을 올리고 있다. 이 과정에서 발생하는 문제들이 넘치다 못해 지역 사회로 넘어가는 게 현재 상황이다.

4차 산업혁명의 공장 ‘데이터센터’, 지역사회의 장단점은?

데이터센터 건립에 가장 중요한 것은 지리적, 환경적 요인이다. 인프라나 지역 사회의 협조도 중요하지만 어디에 설치하는가가 가장 중요하다. 데이터센터는 막대한 전력 에너지와 냉각 용수, 그리고 안정적인 지반과 물리적 격리라는 요소 등을 모두 갖춰야 한다. 과거의 인터넷 데이터센터 등은 전력 부담 등이 적어 도심에 설치하는 경우가 많았지만, AI 데이터센터는 작은 소도시 하나 수준의 전력이 필요해 전력망이 포화 상태에 가까운 과밀 지역은 피하는 편이다.

대다수 데이터센터는 풍부한 전력 공급과 송전 손실을 최소화하기 위해 원자력 발전소나 화력 발전소, 대규모 재생 에너지 단지 인근에 설치된다. 국내에서 동해안, 호남권 등에 데이터센터가 집중되는 이유도 이 때문이다. 또한 장치들을 냉각하기 위한 풍부한 수자원이 필요하며, 지진이나 해일 등으로 인해 조 단위 이상의 인프라가 손실되는 일을 막기 위해 지반이 견고한 위치를 고른다. 글로벌 서비스를 고려해 해저 광케이블 인근에 설치하기도 한다.

지역 사회 입장에서는 전력요금 증가와 용수 공급 불안, 소음 문제 등을 일으킬 수 있어 데이터센터 건설에 부정적인 경우가 많다. 긍정적인 측면에서는 공장 건설에 필요한 취득세, 재산세, 소득세 등으로 지역 사회에 기여하며, 고압 전력망과 광통신망 등이 설치돼 연계된 산업 전반이 혜택을 받는다. 또 건립 기간 동안 대규모 건설 인력이 투입되므로 일시적으로 서비스업이 발전한다.

단점은 다른 산업 시설이나 주거지의 전력 수급에 부담을 줄 수 있고, 수조 단위의 투자비용에 비해 실제 상주 인력은 몇백 명도 채 되지 않아 지역 고용이나 이윤 창출에 도움이 되지 않는다. 고압선 매설에 따른 전자파 우려나 냉각 시설로 인한 소음 역시 문제를 삼고, 서버에서 발생하는 막대한 열기로 인한 열섬 현상이나 수자원 고갈 우려가 생길 수 있다.

글로벌 하이퍼스케일러, 지역 주민을 위해 어떤 기여할까

지자체 입장에서는 세금과 인프라를 깔아주고 대기업을 유치한다는 점에서 환영할만한 시설이지만 지역 주민 입장에서는 좋을 게 없다. 그래서 글로벌 기업들은 지역 주민의 환심을 사기 위해 다양한 지원책을 펼치고 있다. 메타가 덴마크 오덴세에 설치한 데이터센터는 냉각에 쓰인 온수를 지역 난방으로 공급하고 있으며, 마이크로소프트도 핀란드 에스포에서 지역 난방에 기여해 탄소 배출량을 40% 정도 절감했다.

구글은 2030년까지 지속 가능한 환경을 위해 센터에서 사용한 수자원의 120% 이상을 자연으로 되돌려주는 목표를 세웠으며, 2025년 말을 기준으로 전 세계에서 총 165개의 수자원 관리 프로젝트를 진행 중이다. 단순 용수 공급을 넘어 지역에 원활한 수자원 공급을 위한 인프라 건설 책도 펼쳤고, 벨기에 생길랭에서는 인근 산업 단지에 초고속 광통신망을 무료로 개방하고, 지역 스타트업을 위한 워크숍을 상시 운영해 낙후된 공업 지대를 디지털 허브로 끌어올림과 동시에 스타트업 허브로 부상시키는 등의 사업도 진행 중이다.

아마존웹서비스가 인천 서구 가좌동 일대에 건설 중인 데이터센터의 사례도 주목할만하다. AWS 데이터센터는 2031년까지 인천 내 비영리단체 지원금 지급, 커뮤니티 콜라보레이터 데이를 통한 사회적 혁신 지원, 한국 폴리텍대학 인천캠퍼스와의 취업 연계 및 직무 훈련, 인천 지역 여중생을 대상으로 한 걸스 테크데이, 인천 내 AWS 사용자 소모임과의 기술 교류 등을 진행하며 지역 사회에 기여 중이다.

이상과 현실의 괴리, 미국에서는 이미 사회적 갈등으로 번져

글로벌 빅테크들이 지역 사회의 호응을 끌어내기 위해 갖가지 노력을 기울이고 있지만 어디까지나 이상적인 결과만 표출되는 게 현실이다. 미국의 경제지 포춘(FORTUNE)은 현지시간으로 지난 12일, 미국 네바다 주의 전력 회사 NV에너지는 2027년 5월 이후부터 타호 호수 인근 지역에 전력 공급을 중단하겠다고 밝혔다. 이에 따라 지역 에너지 공급 업체는 1년 안에 4만 9000명의 주민을 위한 전력 공급원을 알아서 찾아야 하는 상황이 됐다.

네바다 주는 구글, 애플, 마이크로소프트 등 글로벌 기업들의 데이터센터가 밀집된 지역이며, 현재 12개의 데이터센터 프로젝트가 진행 중이다. 지역 전력회사는 지난해만 해도 2033년까지 데이터센터를 위한 전력 수요를 감당할 수 있다고 분석했지만 예상치 못한 성장세에 실제 거주민이 그 부담을 떠안게 된 것이다. 타호 호수 주변에 전력을 공급하는 에너지 공급 업체가 캘리포니아 소재의 민간 소유 전력 회사고, NV에너지는 네바다 주 기업이라서 에너지 공급을 중단하더라도 관할할 규제 기관이 없어서 벌어진 일이다.

미국의 정치매체 폴리티코는 미국 조지아주 페이엣빌의 주민들이 겪고 있는 용수 공급 문제를 지적했다. 조지아주 페이엣빌에는 최대 16개 건물로 구성된 데이터센터 단지가 들어서고 현재 일부 건물이 가동 중이다. 지난해 인근지역 주민들은 상수도 공급 회사에 수압이 낮다는 민원을 제기했는데, 조사 결과 한 데이터센터에서 약 3000만 갤런의 물을 허가 없이 사용한 것으로 밝혀졌다. 상수도 사업 책임자는 스마트 미터기로 전환하는 과정에서 발생한 오류라고 밝혔지만 시 의회는 향후 새로운 데이터 센터 건설을 금지하는 결의안을 냈다.

최근에는 사회관계망서비스(SNS) 등을 통해 데이터센터로 인한 문제점들이 업로드되고 있다. 가장 흔한 예시는 24시간 가동되는 냉각 팬의 소리를 녹음한 영상이다. 가정집에서도 소음 문제가 심각해 창문을 열고 닫는 정도로도 그 차이가 크다는 점 등을 강조한다. 게다가 비상발전기를 상시 가동하는 영상도 올라오고 있다. 일부 데이터센터가 센터 가동률을 조금이라도 더 높이기 위해 평소에는 정지 상태인 내연기관 발전기를 상시 구동한다는 것이다. 아직까지는 인적이 드문 곳에 설립된 해외 데이터 센터 등에서 발생하는 문제지만 앞으로 더 큰 갈등이 생길 전망이다.

에너지 지원, 지방 분산에 집중된 국내 정책

에너지경제연구원이 지난해 9월 발표한 ‘AI 시대 데이터센터 증가의 국내 에너지 소비 시사점’에 따르면 국내 데이터센터의 수는 2024년 기준 165개소며, 전체 60%는 수도권에 있다. 다만 데이터센터들의 규모가 작고 인터넷 데이터센터 수준이어서 전력량이 많진 않았다. 장기적인 전력 수요는 2023년에서 2060년까지 연평균 7.2%씩 증가할 것으로 전망되는데, AI 가속 시나리오에서는 연평균 9.3%까지 늘어날 것으로 예측된다. 그리고 2026년 현재는 AI 가속 시나리오보다 더 폭발적인 수요와 공급이 진행 중이다.

문제는 우리나라는 에너지 전반을 해외에서 수입해오는 구조인 만큼 AI 데이터센터를 늘리기가 어려운 구조다. 울산 AI 데이터센터에 약 6만 개의 칩이 설치된다고 가정했을 때 연간 최저 전력 소비는 32.5GWh, 최댓값은 71.8GWh 수준이며 현실적인 값은 213GWh 수준이다. 해당 데이터센터에 필요한 전력은 SK 멀티 유틸리티가 건설하는 LNG 열병합 상용 자가 발전소에서 충당되고, 연간 3만 톤 가량의 LNG를 직접 수입해서 데이터센터를 구동할 것으로 보인다.

보고서는 송전선로 제약과 발전 용량을 고려할 때 과포화 상태인 수도권보다는 여수 석유화학단지 등을 갖춘 호남지역, 원자력 발전소와 소형모듈원자로, 울산 석유화학단지 등을 끼고 있는 영남지역, 원자력 발전과 풍력, 태양광 발전이 가능한 강원지역을 적지로 꼽았다.

다만 국내 데이터센터 관련 정책이 센터 인증제도보다는 에너지 측면에서만 접근하고 있는 점을 한계로 지적했다. 에너지 측면에서는 에너지이용합리화법, 전기사업법, 분산에너지 활성화 특별법, 녹색건축물 조성 지원법 등이 적용된다. 이외에는 데이터센터의 지역 유치를 위한 특례 및 보조금 지급, 발전소 연계, 전력시설 부담금 할인 등이 있을 뿐 지역 주민을 위한 정책은 많지 않다.

몇 가지 사례도 지역 인프라 개선보다는 인력 및 교육에 집중된다. 카카오 데이터센터 안산은 한양대 ERICA와 연계해 교육, 연구, 협력 등을 진행하며, 산학 인턴십 등을 통해 지역 대학생들에게 실무 경험을 지원한다. 또 지역 내 중소기업에게 클라우드 크레디트를 제공하고 향후 과학, 문화 행사도 함께 펼칠 예정이다. 네이버는 춘천 데이터센터 각에서 발생하는 폐열로 인근 도로의 결빙을 막는 융설 시스템을 구축했고, 데이터센터 각 세종도 지역사회와 산학 클라스터를 구축하고 시민 및 학생을 위한 IT 교육 프로그램 등을 진행 중이다.

반대 입장도 적지 않다. 세종시는 지난 2024년 어진동 세종파이낸스센터 2차 건물에 40Mw급 데이터센터를 유치했고, 어진동 주민들이 데이터센터 설치반대 비상대책위원회를 구성해 반대 입장을 고수했다. 주민들은 어진동 일대 상업지역과 업무시설과의 배치, 건물 1km 내 주민 3만여 명 및 교육시설 배치, 직선거리 근처에 중앙정부 부처의 입지 등을 고려했을 때 적절치 않다고 반발했다. 어진동 데이터센터는 투자사와 건물주의 매매협상 결렬로 사업 자체가 무산됐지만 향후 데이터센터 조성 시 지역 사회와의 협의가 필요하다는 교훈을 남겼다.

2024년 당시 고양시 탄현·덕이동 데이터센터 건립도 사회적 파장을 불러왔다. GS건설 계열사인 마그나PFV가 지하 2층, 지상 5층 규모의 데이터센터를 건립하기로 했으나, 지역 주민과의 소통 없이 일방적으로 건설 허가부터 받은 탓이었다. 비상대책위원회는 착공 허가신청 전후로 근처 주민 간담회나 공청회가 없었고, 데이터센터에서 비롯되는 전자파와 냉각팬 소음 등이 적절치 않고, 주변에 7개 아파트 단지와 학교, 교회 등이 영향을 받을 것이라는 주장이다. 다만 마그나 PFV가 고양시의 착공 신고 반려를 대상으로 낸 행정심판에서 승소하면서 데이터센터는 올해 상반기 중 완공 예정이다.

모두의 AI 시대 위해서는 지역 공헌 법제화 필요해

해외에서는 냉각 비용과 전기료가 저렴한 지역에 데이터센터를 설립 중이다. 중국은 국가적 사업으로 전력이 풍부하고 시원한 내몽고, 귀주 등 서부 지역에 데이터센터를 몰아놓고 있다. 빅테크 기업들 역시 북유럽 지역에 데이터센터를 많이 짓고 있다. 워싱턴 DC 인근의 애슈번처럼 대도시 중심지임에도 전력 공급망과 네트워크 입지로 인해 데이터센터가 몰리는 경우도 있지만 예외적인 경우다. 대체로 인구 밀도가 낮은 지역을 중심에 건설하다 보니 소수의 지역사회 주민들이 피해를 입는 사례가 발생하고 있고, 앞으로도 이런 문제는 점점 더 커질 전망이다.

우리나라는 지리적인 이유보다 상업적인 입지 선정 요인이 더 크게 작용한다. 현재 60% 이상의 데이터센터가 수도권에 몰린 이유도 지연시간은 줄이고 데이터 인프라와 인적 자원도 안정적으로 확보하기 위해서다. 따라서 인구 밀집 지역에 데이터센터를 건설하는 사례는 계속 늘어날 것이고, 지역 사회와 합의 없는 건축 승인이 벌어지면 사회적 문제는 더욱 커질 것이다.

그렇다고 기업에게 기부채납이나 지역 사회 상생을 강제하는 것은 준조세 논란으로 위헌 소지가 있으며, 해외 기업 유치는 훨씬 어려워진다. 정부가 분산에너지 활성화 특별법 등을 통해 지방으로 유도하는 것이 지금으로썬 최선이다. 미국과 유럽은 이제 전력 공급 거부에 따른 민원, 데이터센터 폐열 재활용 등을 의무화하며 지역 공헌을 법제화하려는 움직임이 시작됐다. 데이터센터는 수명이 긴 건축물이 만큼 우리나라 역시 기업과 사회, 정부 모두가 납득할 수 있는 합의와 방안을 마련해야 할 시점이다.

IT동아 남시현 기자 (sh@itdonga.com)