[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 도시 외곽의 변전소는 늘 과부하 상태다. 인근 주민들이 잠든 사이에도 수천 대의 가속기가 한꺼번에 돌아가며 전력을 빨아들이고, 수증기와 열, 소음을 내뿜는다.

'눈에 보이지 않는 공장'으로 통하는 인공지능(AI) 데이터센터가 각국 정부와 빅테크의 전략 인프라로 떠오르는 사이 전력과 물, 토지, 환경이라는 물리적 기반은 이미 비명을 지르기 시작했다.

AI 도구를 이용해 방대한 해외 보고서와 데이터, 주요 외신들 보도를 분석하면 GDI(Gross Domestic Intelligence, 국가총지능) 시대가 전개되면서 발생하는 흠집들이 보인다.

◆ AI 데이터센터, 도시의 전기를 빨아들이는 블랙홀 = 국제에너지기구(IEA)는 최근 300쪽이 넘는 'Energy and AI(에너지와 AI)' 특별 보고서에서 전 세계 데이터센터 전력 수요가 2030년까지 두 배 이상 늘어나 945테라와트시(TWh)에 이를 수 있다고 전망했다.

이는 오늘날 일본 전체 연간 전력 소비량과 맞먹는 규모로, 데이터센터라는 단일 섹터가 주요 선진국과 비슷한 수준의 전기를 소비하게 된다는 의미다.

IEA는 향후 5년 동안 선진국 전력 수요 증가분의 5분의 1 이상이 데이터센터에서 나올 수 있고, 이 가운데 상당 부분을 AI 워크로드가 차지할 것으로 본다. 이미 AI가 데이터센터 전력 사용에서 차지하는 비중은 5~15% 수준으로 추정되지만, 2030년에는 35~50%까지 치솟을 수 있다는 경고도 나온다.

숫자만 보면 이 증가율은 단순한 디지털화의 부산물이 아니다. 국제 에너지 컨설팅 기관들은 전 세계 데이터센터 전력 소비가 2022년 약 460TWh에서 2026년 1000TWh 수준으로 치솟으며 불과 4년 만에 두 배 이상 늘어나는 'AI 슈퍼사이클'을 점친다.

미국의 사정은 더 급박하다. IEA는 2030년이면 미국 데이터센터가 알루미늄부터 철강, 시멘트, 화학 등 모든 에너지 집약적 제조업을 합친 것보다 더 많은 전기를 쓸 수 있다고 분석했다. 미국 내 전력 수요 증가의 거의 절반을 데이터센터가 끌어올리면서 일부 주에서는 이미 AI 프로젝트 때문에 신규 발전소와 송전선 증설 계획이 줄줄이 검토되는 상황이다.

문제는 이 전력 수요의 쏠림이다. AI 도구로 IEA와 각국 규제당국 자료를 종합하면, 하이퍼스케일 데이터센터 단지 하나가 수백 메가와트의 '상시 부하'를 요구하면서 지역 전력망의 구조를 사실상 다시 설계해야 하는 상황이 드러난다.

한 미국 동부 도시에서는 새로 들어서는 AI 데이터센터 단지의 최대 전력 수요가 인근 10만 가구의 생활용 전력 수요를 합친 수준에 육박한다는 분석이 나왔고, 이 때문에 지역 유틸리티가 노후 석탄발전소를 조기 폐쇄하지 못할 것이라는 우려가 제기되기도 했다.

세계경제포럼(WEF)은 최근 브리핑에서 "현 추세가 지속될 경우 2030년 데이터센터의 총전력 수요가 일본 전체를 웃돌 수 있다"며, 특히 석탄 비중이 높은 전력 믹스에서는 AI 호황이 곧바로 탄소 배출 재상승으로 이어질 수 있다고 경고했다.

이런 상황은 각국의 에너지와 기후 정책을 뒤흔든다. 유럽연합 집행위(EC)는 데이터센터를 '에너지 다소비 산업'으로 규정하며, 2030년까지 전력 효율성과 재생에너지 사용을 의무적으로 끌어올리는 제도 설계에 착수했다.

이미 유럽 데이터센터가 역내 전력 소비에서 차지하는 비중이 빠르게 확대되는 가운데 지금과 같은 성장 경로를 유지할 경우 전력망 안정성과 기후 목표를 동시에 위협할 수 있다는 위기 의식이 뚜렷하다.

국제통화기금(IMF)은 최근 보고서에서 "AI 경쟁은 더 이상 추상적인 디지털 경쟁이 아니라 전자와 갤런, 웨이퍼, 광물 자원을 둘러싼 물질적 경쟁"이라며, AI 인프라가 에너지와 자원 경제에 구조적 충격을 줄 수 있다고 판단했다.

◆ 물·땅·소음까지 지능 인프라가 남기는 발자국 = 전력과 탄소 배출만이 문제가 아니다. AI 데이터센터는 냉각을 위해 물을 대량으로 필요로 하고, 대규모 부지를 장기간 점유하며, 팬과 변압기에서 발생하는 저주파 소음을 지속적으로 내보낸다.

이른바 '지능 인프라'가 남기는 물리적 발자국이 도시와 농촌, 건조 지대와 수자원 심장부를 가리지 않고 번지고 있다. 보도에 따르면 캐나다 온타리오주 토론토 인근에 건설된 한 대형 데이터센터는 시와의 협약에 따라 초당 최대 39.75리터, 연간 기준으로 12억 리터에 달하는 공업용수를 취수할 수 있는 허가를 받았다. 이는 올림픽 규격 수영장 500개에 해당하는 물량으로, 아직 뚜렷한 지역 반발이 없지만 물 사용량 공개조차 제대로 이뤄지지 않는다는 비판이 현지 언론과 시민단체에서 제기되고 있다.

미국 아리조나주의 메사에서는 빅테크의 데이터센터 입지가 극심한 가뭄과 정면으로 충돌하면서 정치적 논쟁으로 번졌다. 메사는 이미 메타 플랫폼스(META)와 구글, 마이크로소프트(MSFT)의 대규모 데이터센터를 유치한 상황.

현지 카운티는 미 연방기상청 기준으로 '극심한 가뭄'에 시달리고 있다. 구글이 메사에서 확보한 데이터센터 허가서에는 연간 최대 550만 입방미터, 즉 2만3000명이 1년 동안 쓸 수 있는 양과 맞먹는 물을 사용할 수 있다는 내용이 담겼다.

한때 주 정부가 신규 주택 건설 인허가를 제한할 정도로 지하수 부족이 심각한 상황에 시의회 의원들은 "상대적으로 적은 일자리와 세수에 비해 지나치게 큰 물 부담을 감수할 가치가 있는지 냉정하게 따져봐야 한다"고 공개적으로 문제를 제기했다.​

남미 우루과이에서도 대형 데이터센터 건립 계획이 지역사회의 강력한 저항에 부딪혔다. 심각한 가뭄으로 수도 공급이 제한된 가운데 글로벌 클라우드 사업자의 하이퍼스케일 데이터센터가 벌목과 수자원 고갈을 가속화할 것이라는 우려가 확산되면서 현지 주민과 환경단체가 연일 시위를 벌인 것.

클라우드 인프라 전문 매체 분석에 따르면 구글이 운영하는 평균적인 하이퍼스케일 데이터센터는 하루 약 55만갤런, 연간 2억갤런에 달하는 물을 냉각용으로 소비할 수 있으며, 마이크로소프트의 글로벌 데이터센터 운영 물 사용량은 최근 보고 연도 기준 약 640만 입방미터로 전년 대비 34% 급증했다.

이 같은 숫자들은 AI가 도시의 전기를 빨아들이는 블랙홀에서 그치지 않고 지하수와 강, 댐에서 물을 빼내고 있다는 결론을 제시한다.

토지 이용과 경관 훼손 문제도 만만치 않다. 미국과 유럽의 지방정부 자료를 보면, 하이퍼스케일 데이터센터 단지는 통상 수십만 제곱미터 이상을 점유하며, 주변에는 변전소와 송전 철탑, 냉각탑과 액체 저장 시설이 연쇄적으로 들어선다.

일례로, 미국 위스콘신주의 한 농촌 지역에서는 기존 공장 부지의 실패한 대형 제조 프로젝트를 대신해 AI 데이터센터 단지를 유치하는 계획이 발표되자 주민 여론이 찬반으로 갈라졌다. 일부 주민들은 낙후된 지역 경제를 살릴 새로운 기회라며 환영했지만, 환경 단체와 농업 종사자들은 전력과 물, 토지 부담이 지나치다며 시정부를 상대로 소송과 정보 공개 청구를 제기했다.

냉각 시스템에서 새어 나오는 냉매 가스와 건설 자재, 장비 제조 과정이 남기는 탄소 발자국도 눈여겨볼 대목이다. 환경 기후 전문 분석가들은 데이터센터 냉각 설비에서 연간 배출되는 냉매 누출이 수만 킬로그램에 달하는 이산화탄소 환산 배출량을 더할 수 있다고 지적한다.

고성능 GPU(그래픽처리장치)를 제조하는 과정 역시 수년의 수명과 일정 가동률을 가정하더라도 상당한 수준의 탄소 배출을 수반하는 것으로 추정된다. AI 인프라의 배출은 단지 '플러그에 꽂힌 전기'에서만 발생하는 것이 아니라 건설과 제조, 유지 보수까지 전 생애주기에서 누적된다는 사실이 방대한 수명주기 분석 데이터에서 드러난다.

◆ GDI를 둘러싼 새로운 님비(NIMBY) = 이처럼 AI 인프라의 물리적 비용이 가시화되자 전세계 곳곳에서 새로운 형태의 님비(NIMBY, Not In My Backyard) 갈등이 고개를 들고 있다.

과거에는 쓰레기 매립장이나 원전, 군사 시설이 님비의 전형이었다면 이제 '국가 전략산업'으로 포장된 AI 데이터센터가 그 자리를 일부 대체하는 모양새다.

한편에서는 국가 경쟁력을 위한 필수 인프라라는 논리가, 다른 한편에서는 지역 자원을 잠식하는 초대형 포식자라는 비판이 맞선다.

미국 오리건주에서는 구글이 자사 데이터센터의 물 사용량 정보를 요구하는 지역 언론과 시민단체를 상대로 시 정부의 소송비를 사실상 지원한 사실이 드러나면서 정치적 파장이 일기도 했다. 소송이 취하된 뒤 공개된 자료에 따르면, 해당 데이터센터는 특정 연도에 도시 전체 수돗물 사용의 4분의 1을 차지한 것으로 나타나 뒤늦게 지역 사회에 충격을 줬다.​

주민 반발이 실제 프로젝트 취소로 이어진 사례도 있다. 미국 인디애나폴리스에서는 구글이 10억달러 규모의 데이터센터 건립 계획을 추진했지만 지역 주민들이 수년간 물 사용과 환경 영향을 문제 삼으며 반대 캠페인을 벌인 끝에 회사 측이 전격적으로 철회를 선언했다.

우루과이의 대형 데이터센터 프로젝트 역시 가뭄과 수자원 갈등 속에서 장기간 표류하거나 축소·조정되는 운명을 맞고 있다.

IMF는 이 같은 갈등을 AI가 야기하는 새로운 자원·분배 문제의 전조로 해석한다. 한 보고서는 "AI 붐은 잘 관리되면 청정에너지 전환과 공급망 회복력을 촉진할 수 있지만 그렇지 못할 경우 새로운 배출 경로와 자원 의존성을 고착시킬 위험이 있다"고 지적한다.

AI 인프라를 둘러싼 님비 갈등은 단순한 '지역 이기주의'가 아니라 에너지·물·토지라는 유한한 자원을 누가 어떤 속도로, 어떤 조건으로 쓸 것인가를 둘러싼 정치 경제적 협상이라는 의미다.

AI 도구를 이용해 이들 사례를 모아 보면, 공통된 패턴이 뚜렷이 드러난다. 의사결정 과정에서 정보 비대칭과 환경 영향 평가의 한계가 존재할수록, 그리고 지역 사회의 참여와 보상이 불충분할수록 프로젝트가 후반부에 가서 더 큰 사회적 비용과 정치적 저항에 직면하게 된다는 점이다.

◆ 지속 가능한 GDI 시대 실현하려면 = AI 주도형 'GDI 시대'의 그늘을 정면으로 들여다보면 한 가지 사실이 분명해진다. 지금까지의 디지털 인프라 정책은 서버와 광케이블, 주파수와 규제완화에 초점을 맞췄지만 GDI는 전력과 물, 토지, 탄소 예산을 모두 다루는 종합 인프라 정책 없이는 지속 가능하지 않다는 사실이다.

IEA와 IMF, 세계경제포럼, 각국 규제당국의 보고서들을 AI로 교차 분석해 보면 서로 다른 기관들이 반복해서 강조하는 공통 키워드들이 떠오른다. 투명성과 효율, 입지, 전원 믹스, 그리고 거버넌스다.

시장 전문가들은 '디지털은 깨끗하다'는 착시에서 벗어나야 한다고 강조한다. 아울러 물 사용량과 탄소 배출량에 대한 빅테크의 투명한 정보 공개와 값싼 땅과 세금 인센티브가 아니라 자원과 환경을 고려한 데이터센터 입지의 전략적 선택, 효율과 최적화를 촉진하는 규제 및 시장 설계가 필요하다는 주장이다.

마지막으로, 거버넌스와 사회적 합의의 문제다. 최근까지 GDI 확장은 주로 중앙정부와 글로벌 빅테크의 전략으로 설계되고, 지역 사회는 사후적으로 통보받는 구조에 가깝다. 그러나 위스콘신, 인디애나폴리스, 메사, 우루과이 등에서 벌어진 사례들은 정보 비대칭과 참여 부족의 결과를 확인시켜 준다.

데이터센터 입지와 확장, 에너지와 물 사용, 보상과 기여에 관한 의사 결정에 지역 주민과 지방 정부, 공공기관이 초기부터 참여하는 거버넌스 모델이 필수적인 이유다.

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