AI 데이터 센터는 도시 전체보다 더 많은 전력을 소비할 수 있습니다

인공지능과 클라우드 컴퓨팅의 에너지 수요가 통제 불능 상태로 치닫고 있습니다. 한때 전력 소비가 많았던 데이터 센터는 이제 그 규모가 너무 커져 곧 전체 도시나 심지어 미국 주들의 전력 소비량을 넘어설 수도 있습니다. 이러한 시설의 개발자들은 AI 발전에 의해 주도되는 수요 폭발에 대응하기 위해 전력 및 부지를 확보하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.

지난 10년 동안 데이터 센터의 전력 수요는 급증했으며, 이는 전 세계 경제에서 그들의 중요성을 반영합니다. 이러한 시설은 비즈니스 운영부터 일상적인 앱에 이르기까지 모든 애플리케이션을 구동하는 서버를 수용합니다.

AI의 부상으로 인해 이러한 요구를 충족할 부지와 전력을 찾는 것이 주요 과제가 되었습니다. 개발자들은 이제 각각 10억 와트의 전력을 소비하는 기가와트 규모 캠퍼스에 대해 이야기합니다. 비교하자면, 이는 지난 해 피츠버그의 모든 가구가 사용한 전력량의 약 두 배에 해당합니다.

에너지 레이스: 더 큰 데이터 센터, 더 큰 문제

텍사스 기반 기업인 Lancium의 알리 페니(Ali Fenn) 회장은 데이터 센터용 토지와 전력 확보를 담당하며, 이를 인공지능(AI)에서의 “일생일대의 글로벌 지배권 경쟁”이라고 묘사했습니다. 그녀는 “솔직히 이는 국가 안보와 경제 안보의 문제”라고 말했습니다.

이러한 경쟁은 기술 기업들이 더 큰 시설을 구축하기 위해 수십억 달러를 투자하도록 부추기고 있습니다. 그들은 자신의 자본을 AI 붐을 견인하는 데보다 더 나은 용도로 사용하지 않는다고 보고 있습니다.

하지만 이러한 급속한 확장은 한계에 부딪히고 있습니다. 풍력 및 태양광과 같은 재생 에너지원은 기상 변동으로 인해 신뢰성이 떨어집니다. 개발자들은 탄소 배출 감소 진전을 늦추는 결과를 초래하더라도 천연가스가 이 격차를 메워야 한다는 데 동의합니다.

덴버 기반 기업인 Tract의 수석 에너지 책임자 냇 살름스트롬(Nat Sahlstrom)은 시설들이 “기존 유틸리티 인프라에 한계에 도달했다”고 말합니다. 전력망은 현재 데이터 센터들이 요구하는 규모를 감당하도록 설계되지 않았습니다.

적합한 토지의 가용성도 또 다른 문제입니다. 살름스트롬은 대규모 시설을 수용할 수 있는 산업용 구획의 토지가 줄어들고 있다고 설명합니다. 개발자들은 데이터 센터 운영의 글로벌 리더인 버지니아주와 같은 기존 허브 밖의 새로운 시장을 모색할 수밖에 없습니다. 버지니아주의 전력망은 신뢰성 문제가 있으며, 석탄 및 구형 천연가스 발전소의 가동 중단으로 전력 수요는 급증하고 공급은 줄어드는 상황입니다.

Tract는 미국 전역의 데이터 센터 개발을 위해 23,000에이커 이상의 토지를 확보했습니다. 여기에는 피닉스 인근의 애리조나주 마리코파군과 리노 인근의 네바다주 스토리군이 포함됩니다. 최근 Tract는 애리조나주 버크아이에서 2,100에이커를 매입하여 미국 내 최대 규모 데이터 센터 캠퍼스 중 하나를 건설할 계획입니다. 그들은 해당 부지에 40개의 별도 데이터 센터를 지원할 수 있는 최대 1.8기가와트(GW)의 전력을 확보하기 위해 노력하고 있습니다.

연간 1기가와트의 전력을 사용하는 데이터 센터 캠퍼스는 70만 가구나 인구 180만 명의 도시와 동일한 에너지 소비량에 해당합니다. CNBC의 분석에 따르면, 이러한 시설은 알래스카, 로드아일랜드, 버몬트주보다 더 많은 전력을 연간 사용할 것입니다.

지역 사회에 미치는 영향

주요 기술 기업들이 운영하는 평균 데이터 센터는 현재 40메가와트(MW)의 전력을 사용합니다. 하지만 더 큰 시설들이 등장하고 있습니다. 보스턴 컨설팅 그룹(Boston Consulting Group)에 따르면, 250메가와트 이상의 캠퍼스가 이미 개발 중입니다.

2030년대에는 500메가와트(0.5기가와트)의 전력을 소비하는 데이터 센터 캠퍼스가 일반화될 것입니다. 이러한 시설은 35만 가구가 사용하는 전기량과 맞먹는 전력을 소비하게 됩니다.

텍사스는 규제가 덜 엄격하고 풍부한 에너지 자원을 바탕으로 데이터 센터의 핫스팟이 되었습니다. 그곳의 개발자들은 특정 부지에 맞춰 전력 솔루션을 설계할 수 있습니다. 살름스트롬은 텍사스를 “자신의 전력 솔루션을 배포하기 위한 세계 최고의 실험실”이라고 부릅니다.

휴스턴 기반 기업인 Lancium은 2022년 말 암호화폐 채굴에서 AI 인프라로 사업 초점을 전환했습니다. 현재 그들은 다양한 개발 단계에 있는 5개의 데이터 센터 캠퍼스를 운영 중입니다. 텍사스주 아빌레인에 위치한 한 캠퍼스는 2025년 초 250메가와트의 전력으로 개장할 예정이며, 2026년까지 1.2기가와트까지 확장될 예정입니다.

에너지 수요가 증가함에 따라 개발자들은 인근 지역 사회에 발생할 수 있는 잠재적 문제를 해결해야 합니다. 여기에는 전기 요금 상승 방지와 전력망 신뢰성 유지가 포함됩니다. 페니는 “지역 전력을 방해한다면 새로운 시설의 승인을 계속 받기는 어려울 것”이라고 말했습니다. 개발자들은 이러한 문제를 방지하기 위해 데이터 센터와 새로운 전력 생산 시설을 결합하고 있습니다.

재생 에너지, 원자력, 그리고 에너지의 미래

개발자들은 재생 에너지를 선호하지만, 태양광과 풍력만으로는 수요를 충족할 수 없다는 점이 명확해졌습니다. 기상 의존성으로 인해 이러한 에너지원은 데이터 센터에 의존하는 금융 거래소와 같은 중요한 운영에서 신뢰할 수 없습니다.

에퀴닉스(Equinix)가 운영하는 것과 같은 시설에서는 정전이 허용되지 않습니다. 에퀴닉스 데이터 센터 서비스의 총괄 관리자 존 린(Jon Lin)은 해당 시설이 99% 이상의 시간 동안 가동 중이라고 밝혔습니다.

신뢰성 문제를 해결하기 위해 주요 기업들은 원자력 발전을 모색하고 있습니다. 마이크로소프트는 펜실베이니아주의 스리마일아일랜드 원자력 발전소 재가동을 지원하고 있습니다. 아마존과 구글은 소형 원자로에 투자하고 있습니다.

그러나 원자력 에너지는 자체적인 과제를 안고 있습니다. 조지아주의 신규 원자로들은 수년 늦어졌고 예산을 수십억 달러 초과했습니다. 당분간 천연가스는 데이터 센터의 주요 전력원으로 남아 있습니다.

Lancium의 페니는 가스 발전에 대한 투자에 탄소 포집 및 배터리 저장 기술을 포함하여 환경적 영향을 상쇄할 수 있다고 말합니다. 시간이 지남에 따라 재생 에너지 확대, 배터리 비용 절감, 그리고 효율성을 위한 AI 활용은 가스 의존도를 줄일 수 있을 것입니다.

하지만 현재로서는 데이터 센터의 급속한 성장은 배출량 목표 달성을 위한 노력을 복잡하게 만듭니다. 페니는 “우리는 이것이 환경 목표에 부정적인 영향을 미치는 것을 허용해서는 안 됩니다”라고 말했습니다. 손은.

개발자들은 이러한 시설이 에너지 시장을 교란하고 전력망에 부담을 주더라도 경제에 필수적이라고 주장합니다. 향후 캠퍼스가 최대 5기가와트 규모에 도달할 것으로 예상됨에 따라, 데이터 센터는 에너지 소비 분야에서 가장 중요한 주력 기업 중 하나로 빠르게 부상하고 있습니다. 혁신이든 화석 연료든, AI에 전력을 공급하기 위한 경쟁은 세계의 에너지 지형을 계속 재편하고 있습니다.