AI 데이터센터 러시, 전력망이 버틸 수 있을까

10년 뒤, 당신이 사는 도시의 전기가 나간다면 그 이유는 AI 때문일 수도 있다.

미국 펜실베이니아주 피츠버그 일대에서 벌어지고 있는 현상이 이를 보여준다. AI 붐과 함께 급증하는 데이터센터들이 기존 전력망의 한계를 시험하고 있다. 한 곳에 수만 가구가 쓸 만큼의 전력을 24시간 소비하는 시설들이 몰려들면서, 전력망 운영자들은 딜레마에 빠졌다.

피츠버그가 선택받은 이유

카네기멜론대학교의 시샹 주(Shixiang Zhu) 교수에 따르면, 피츠버그가 데이터센터 허브로 부상하는 이유는 명확하다. 기존 산업 인프라를 재활용할 수 있고, 숙련된 노동력이 풍부하며, 조밀한 인구 분포가 빠른 컴퓨팅 서비스에 대한 수요를 만들어낸다.

하지만 이런 장점들이 오히려 위험 요소가 되고 있다. 여러 대형 데이터센터가 좁은 지역에 몰리면서 지역 변전소와 송전선에 과부하가 걸리고 있다. 이는 해당 지역 전체의 정전 위험을 높이거나, 전력회사로 하여금 비용이 많이 드는 긴급 업그레이드를 강요하고 있다.

AI가 전력망을 더 위험하게 만드는 이유

AI 전용 데이터센터는 기존 시설과 근본적으로 다르다. 웹사이트 호스팅이나 파일 저장 등을 담당하는 일반 데이터센터는 수요에 따라 전력 사용량이 변동하고, 조용한 시간대에는 하드웨어가 저전력 모드로 전환된다.

반면 AI 데이터센터는 고성능 컴퓨터가 24시간 연속으로 돌아간다. 한 시설이 수만 가구만큼의 전력을 지속적으로 소비하는 것이다. 전력망 운영자들에게는 전력량만큼이나 '즉시 공급'이 문제다. 전력회사들은 보통 새로운 발전소나 송전 시설을 수년 전부터 계획하지만, 데이터센터 개발업체들은 수개월 내 전력 연결을 요구한다.

이런 불일치로 인해 미국 전역에서 갈등이 벌어지고 있다. 여러 지역의 전력회사들이 대규모 업그레이드 없이는 안정적인 서비스를 보장할 수 없다며 연결 요청을 지연시키거나 거부하고 있다.

누가 비용을 부담할 것인가

가장 뜨거운 쟁점은 전력망 업그레이드 비용을 누가 부담하느냐다. 전력회사들은 전통적으로 인프라 비용을 모든 고객에게 분산시켜왔다. 하지만 소수의 대형 고객 때문에 업그레이드가 필요한 상황에서 이런 방식은 논란을 불러일으킨다. 일반 가정이 자신들에게 직접적인 혜택을 주지 않는 데이터센터 인프라를 위해 더 높은 전기료를 내야 하는 상황이 벌어진다.

버지니아, 오리건, 오하이오 등 일부 주는 데이터센터 개발업체가 인프라 비용을 더 많이 선불로 부담하도록 하는 실험을 하고 있다. 펜실베이니아와 미주리 등은 대형 전력 사용자에게 실제 신뢰성과 용량 비용을 반영한 특별 요금제를 검토 중이다.

한국에 주는 시사점

한국도 예외가 아니다. 네이버와 카카오가 AI 서비스를 확대하고, 삼성전자와 SK하이닉스가 AI 반도체 생산을 늘리면서 데이터센터 수요가 급증하고 있다. 특히 수도권에 집중된 데이터센터들이 여름철 전력 피크 시간대에 추가 부담을 주고 있다.

한국의 전력망은 미국보다 더 중앙집권적이고 조밀하다. 이는 장점이자 단점이다. 효율적인 관리가 가능하지만, 한 지역의 문제가 전국으로 파급될 위험도 크다. 정부와 한국전력은 데이터센터 급증에 대비한 선제적 계획이 필요한 시점이다.