겨울 폭풍이 드러낸 AI 시대의 전력 딜레마

100만 명이 정전을 겪은 미국 겨울 폭풍 '펀(Fern)' 당시, 연방 에너지부는 이례적인 명령을 내렸다. PJM과 ERCOT 같은 전력망 운영사에게 데이터센터들의 비상발전기를 가동하라고 지시한 것이다.

크리스 라이트 에너지부 장관은 "산업용 디젤 발전기들이 35기가와트의 전력을 생산할 수 있다"며 "수백만 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모"라고 설명했다. 평상시라면 자가발전만 하던 데이터센터들이 갑자기 전력망의 구원투수가 된 셈이다.

AI가 바꾼 전력 지형도

이번 사태는 생성형 AI 붐이 만든 새로운 현실을 보여준다. 로렌스 버클리 국립연구소에 따르면, 미국 전체 전력 생산에서 데이터센터가 차지하는 비중이 2023년 4.4%에서 2028년 6.7~12%로 급증할 전망이다.

PJM은 2030년까지 32기가와트의 전력 수요 증가를 예상한다고 발표했다. 이는 3천만 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모지만, 거의 모든 증가분이 새로운 데이터센터에서 나온다.

문제는 이런 전력 수요가 일반 가정의 전기요금 상승으로 이어진다는 점이다. 많은 데이터센터가 99.999% 가동률을 요구하며 24시간 안정적인 전력 공급을 원한다. 하지만 전력망이 가장 바쁜 시간대에도 전력 사용을 줄이려 하지 않는다.

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변화의 조짐들

그런데 최근 몇몇 기업들이 다른 접근을 시도하고 있다. 구글은 2025년 8월 인디애나 미시간 파워, 테네시 밸리 공사와 협정을 맺고 "머신러닝 작업량을 조절해 전력망 부담을 줄이겠다"고 발표했다. 긴급하지 않은 컴퓨팅 작업을 전력망 부하가 적은 시간대로 옮기겠다는 것이다.

AI 데이터센터의 전력 사용을 유연하게 관리하는 전문 스타트업들도 등장했다. 이들은 자체 배터리 저장 시설을 활용해 전력 부족 시간대에는 데이터센터를 전력망에서 일시적으로 분리하는 기술을 개발하고 있다.

한국에 주는 시사점

한국도 예외가 아니다. 네이버와 카카오가 AI 서비스를 확대하면서 데이터센터 투자를 늘리고 있고, 삼성전자와 SK하이닉스의 AI 반도체 생산도 급증하고 있다. 전력 수요는 계속 늘어날 수밖에 없다.

한 연구에 따르면, 데이터센터들이 전력 사용을 유연하게 조절한다면 새로운 발전소나 송전선 건설 없이도 100기가와트의 추가 용량을 확보할 수 있다고 한다. 이는 약 7천만 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모다.

분산형 에너지 생성과 저장, 그리고 재생에너지 활용이 핵심 해결책으로 제시되고 있다. 기업이나 가정에 태양광 패널과 배터리 저장 시설을 설치하면, 대형 발전소를 짓는 것보다 빠르고 저렴하게 전력을 확보할 수 있다는 것이다.