AI시대 데이터센터 전력 소모 증가로 원전 필요성 대두

AI 기술 발전과 클라우드 산업의 확대로 인해 전 세계적으로 데이터센터의 전력 수요가 급증하고 있다. 특히, AI 연산을 위한 GPU 서버는 일반적인 IT 장비보다 훨씬 더 많은 전력을 소비한다. 이에 최근 소형모듈원전(SMR)산업이 각광받고 있다. 어떻게 된건지 자세히 살펴보자.

 

목차

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 1. AI 데이터센터의 전력 소모 현실

 (1) 일반 데이터센터 vs AI 데이터센터 전력 소비 비교

• 기존의 일반적인 데이터센터는 1GW 수준의 전력을 소비하는 경우가 많다. 하지만 AI 모델 학습 및 GPU 서버 운영을 위한 데이터센터는 훨씬 더 많은 전력이 필요하다.
• AI 모델 학습을 위한 대규모 데이터센터는 10GW(기가와트) 규모의 전력이 필요하다. 이는 원자력 발전소 1기(1GW)의 10배 수준으로, 데이터센터 1개를 운영하려면 원전 10기가 필요하다는 계산이 나온다. 만약 원전 10기를 새로 건설한다면, 약 400조 원의 비용이 소요될 것으로 추정된다. 또한, 관련 인프라(송전소, 변전소, 배전설비, 변압기 등)의 추가 투자가 필수적이다. 

(2) 글로벌 데이터센터 전력 수요 전망

• 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2026년까지 AI·클라우드·가상화폐 산업에서 사용되는 전력량이 2022년 대비 2배 증가할 것으로 전망하며,
• 미국 데이터센터의 전력 수요는 2030년까지 3배 증가할 것이라고 미국 에너지정보청, EIA 보고서는 말한다.
• 국내의 경우 한국전력에 따르면, 2029년까지 신규 데이터센터의 수요를 충당하려면 현재 설치된 변압기 용량의 134%를 증설해야 한다. 

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2. 데이터센터 증가에 따른 전력 공급 문제

AI·데이터센터가 빠르게 늘어나면서, 현재의 전력 인프라만으로는 안정적인 전력 공급이 어렵다는 우려가 커지고 있다. 특히, 데이터센터는 24시간 365일 가동해야 하므로, 안정적인 전력 공급이 필수적이다.

 

(1) 데이터센터의 전력 공급 문제점

•  신재생에너지(태양광·풍력)는 간헐성이 커서 데이터센터에 안정적인 전력을 공급하기 어렵다. 1초라도 전력이 끊기면 복구하기 어렵기 때문에 신재생에너지에만 의존하기 힘들다. 
•  석탄·가스 발전소는 트럼프로 인해 미국은 일시적으로 규제가 완화될것으로 보이지만, 장기적으로 보았을때 탄소 배출 문제로 인해 규제등 으로 인해 결국, 안정적인 기저 발전원(원자력 발전)이 필요하다는 주장이 힘을 얻고 있다.

(2) 전력 수요 폭증에 따른 문제점

•  데이터센터가 많아질수록 일반 산업·가정용 전력 공급에도 부담이 증가될 것이며,  2023년 미국 텍사스에서는 데이터센터 전력 소모가 폭증해 지역 정전 사태까지 발생 많은 불편을 야기시켰다.
•  한국 역시 수도권 지역을 중심으로 데이터센터 증가로 인해 전력 수급 불안 우려가 커지고 있음.

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3. 원자력 발전이 데이터센터 전력 공급에 적합한 이유

(1) 왜 원전인가?

가. 안정적인 전력 공급

• 원전은 24시간 일정한 전력을 공급할 수 있어, 데이터센터의 지속적인 전력 수요를 충족할 수 있음.
• 반면 태양광·풍력은 날씨에 따라 발전량이 변동되어 안정적인 공급이 어려움.

나. 전력 생산 효율성

• 자력 발전소 1기(1GW)는 약 100만 가구에 전력을 공급할 수 있는 수준이며, 이는 대형 데이터센터 10개 이상을 운영할 수 있는 전력량임.

다. 탄소 배출 감소

• 데이터센터는 전력 소비가 많아 탄소 배출을 줄이는 것이 중요함.
• 원전은 탄소 배출이 거의 없기 때문에, 탄소 감축 목표를 달성하면서도 안정적인 전력 공급이 가능함.

(2) 실제 사례: 원전 도입을 검토하는 주요 기업 & 국가

• 미국: 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존(AWS) 등 빅테크 기업들이 소형 모듈 원자로(SMR) 도입을 검토 중
• 영국: 정부가 데이터센터 전력 공급을 위해 신규 원전 건설 추진
• 프랑스: 원전 비중을 70% 이상 유지하며, 데이터센터 전력 공급 안정화 정책 추진
• 한국: SMR(소형 모듈 원자로) 개발을 통해 데이터센터 및 산업용 전력 수급 안정화 목표

 

 결론: 데이터센터 시대, 원자력이 필수적이다!

AI·데이터센터 산업이 성장할수록 전력 수요는 폭증하고, 태양광·풍력만으로는 안정적인 전력 공급이 어려우며, 전력 공급이 불안정해지면 AI 산업 자체가 성장하기 어렵기에, 결국 탄소 배출을 줄이면서 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 원자력 발전이 필수적이다. 

 

즉, AI 시대의 핵심 인프라는 단순한 반도체·클라우드가 아니라, ‘안정적인 전력 공급’이며, 이를 위해 원전 관련산업에 관심을 가져보자!