최근 인공지능(AI) 개발 붐으로 전력 수요가 급증하면서 전력 고갈 문제가 현실화하고 있다. 이에 글로벌 빅테크 기업들은 전력 확보를 위해 원자력과 신재생에너지 등 새로운 전력원을 찾는 데 총력을 기울이고 있다.

2일 <메트로경제> 취재에 따르면 국제에너지기구(IEA)는 '전력수요 전망 보고서'를 통해 전 세계 전력 수요가 올해부터 오는 2026년까지 연평균 3.4% 증가할 것으로 전망했다. AI 기술 발전으로 데이터센터의 전력 소모량이 급증한 것이 주요 원인 중 하나로 꼽힌다.

데이터센터는 대규모 데이터를 저장하고 처리하는 서버 컴퓨터가 수천 대 이상 모인 대형 시설로, 24시간 쉴 새 없이 가동돼 실내 냉각과 습도 유지가 필수다. 일정한 온도 유지에 막대한 전력을 소비해 '전기 먹는 하마'로 불린다. 가령, 온라인 검색 한 번에 평균 0.3Wh(와트시) 전력이 사용되는데 반해 챗GPT 같은 생성형 AI 모델은 검색당 10배 수준인 2.9Wh가 필요하다. 글로벌 데이터센터 표준 기관인 업타임 인스티튜트는 AI가 전 세계 전력 사용량에서 차지하는 비중이 현재 2%에서 내년에는 10%까지 급증할 것으로 예상한다.

챗GPT 개발사인 오픈AI는 전력 수요를 충당하기 위해 원자력 에너지 개발에 집중하고 있다. 미국 시사주간지 뉴스위크는 지난 7월 오픈AI가 2027년부터 소형모듈원전(SMR)을 활용해 전력을 공급받을 예정이라고 보도했다.

오픈AI의 최고경영자(CEO) 샘 올트먼이 투자한 SMR 개발사 '오클로'는 2027년 가동을 목표로 첫 SMR 개발에 박차를 가하고 있다. 오클로 관계자는 "기존 원전과 달리, 원자로를 소형화해 전력 생산에 필요한 공간을 최소화할 수 있으며, 냉각수로 물을 사용하지 않아 비용도 절감할 수 있다"고 설명했다.

오클로는 올트먼이 AI 운용에 필요한 전력 수요에 대비하기 위해 투자한 스타트업 중 하나다. 현재 올트먼이 이사회 의장을 맡고 있다.

최태원 SK그룹 회장 역시 AI 데이터센터의 전력 문제 해결을 위해 원자력의 중요성을 강조했다. 최 회장은 지난달 21일 열린 '이천포럼 2024'에서 AI 시장의 미래를 전망하며 "AI 데이터센터의 운영을 위한 전력원으로 원자력을 적극 활용해야 한다"고 말했다. 그는 엔비디아, TSMC, 오픈AI, 마이크로소프트(MS), 아마존 등 글로벌 빅테크 기업들과 협력 방안을 논의했던 경험을 언급하며 "이들 기업은 AI 데이터센터에서 막대한 에너지가 필요하므로 향후 원자력 사용을 고려하고 있다"고 전했다.

MS는 전력 충원을 위해 신재생에너지 개발에 천문학적인 금액을 투자하고 있다. MS는 지난 5월 글로벌 대체 자산 투자사인 브룩필드애셋매니지먼트의 재생에너지 개발 프로젝트에 100억 달러(약 13조8900억 원)를 투자하기로 했다. 이 계약에 따라 MS는 내년부터 2030년까지 10.5GW(기가와트) 규모의 재생에너지 전력을 공급받을 예정이다. 10.5GW는 세계 최대 데이터센터인 미국 버지니아주 데이터센터가 소비하는 3.5GW 전력의 3배에 달하는 규모다.

메타(구 페이스북)도 AI 데이터센터 운영을 위한 전력 확보를 위해 지열에너지 개발에 뛰어들었다. 메타는 지난달 26일(현지시간) '세이지 지오시스템즈'와 협력해 지열에너지를 개발한다고 발표했다. 이 협약에 따라 2027년까지 150메가와트(MW) 규모의 전력을 메타가 확장 중인 데이터 센터에 공급받게 된다. 150MW는 약 3만 8000가구에 전력을 공급할 수 있는 양이다.

지열에너지는 지구 내부의 열을 이용해 전기와 온수를 생산하는 재생 에너지원이다. 24시간 안정적인 전력을 공급할 수 있는 유일한 재생에너지원으로 평가받는다. 태양광이나 풍력과 달리 날씨나 시간대의 영향을 받지 않아 데이터센터의 끊임없는 전력 수요를 충족시킬 수 있다.

국내에서도 신재생에너지를 활용해 전력 충원을 하거나 자연 냉각 시스템 등으로 전력 소모를 줄이고 있다.

네이버는 지난해 세종특별자치시에 제2데이터센터인 '각(閣) 세종'을 개관했다. 각 세종 내 소규모 지열 시스템과 태양광 발전시설을 설치해 연간 300MWH의 재생에너지를 생성해 자체 공급한다. 네이버는 친환경 냉·난방 시스템 나무(NAMU)를 통해 주변 부용산에서 불어오는 바람으로 서버 열을 식히고 열기를 머금은 공기는 옥상으로 배출한다. 이 열기는 건물 온수나 바닥 난방에 재사용된다. 그 결과 미국 그린빌딩위원회(USGBC)에서 국제 친환경 건물 인증 제도인 '리드(LEED)'에서 플래티넘 등급을 획득했다. 세계 하이퍼스케일 데이터센터 중 가장 높은 점수다.

네이버 관계자는 "이를 통해 연간 1만 3000 메가와트시(MWh) 수준의 전력을 절감해 6000톤의 온실가스 배출을 줄일 수 있을 것으로 예상한다"고 설명했다.