미국인들이 AI 도구 및 서비스 접근을 제공하는 데 책임이 있는 데이터 센터들을 운영하는 데 필요한 막대한 양의 전력 비용을 부담하고 있다.
기술 기업들은 사용자가 AI에게 무엇을 요리할지, 어떤 옷을 입을지, 여가 시간에 무엇을 할지 조언을 구하는 세상의 비전을 제시하고 있다. 물론 이러한 조언의 질은 종종 의심스럽다('피자 위에 풀을 붙이는 게 좋겠냐'는 식의 질문처럼). 하지만 우리는 이것이 컴퓨팅의 미래라고 믿도록 학습되어 왔다. 그렇다면 이러한 질문에 답하는 데 사용되는 막대한 전력 소비 비용은 누가 지불하게 될까? 국가 전역에서 소비자 전기 요금이 이미 상승하고 있는 전력망이 급격한 수요 증가에 대비하지 못했기에, 그 답은 결국 '우리'의 주머니에서 나가게 될 것이다.
Newsweek에 따르면, 데이터 센터의 전력 소비 증가는 이미 2024년 5월부터 2025년 5월 사이에 에너지 가격을 6.5% 상승시킨 원인 중 하나였다. (물론 이는 평균치일 뿐이며, 코네티컷과 메인주의 경우 각각 18.4%, 36.3%의 더 높은 증가율을 기록했다는 점에 주목할 필요가 있다.) 이러한 수치는 기술 기업들이 AI 관련 인프라 구축을 지속함에 따라 더욱 높아질 것으로 예상된다.
Newsweek은 "현 추세를 따라잡기 위해 전력 공기업들은 폭증하는 전력 수요를 충족시키기 위해 노후화된 화석 연료 발전소에 점점 더 의존하고 있다"고 지적했다. 버지니아 대부분을 담당하는 Dominion Energy는 규제 당국에 대규모 전력 사용자(large-load customers)들이 전력망 업그레이드 비용의 더 공정한 분담금을 지불하도록 요구해 달라고 요청했다. 개혁이 이루어지지 않는다면, 버지니아 일부 지역의 전기 요금은 2030년까지 최대 25%까지 급등할 것으로 예측된다.
(참고: 앤트로픽은 AI 데이터 센터로 인한 전기 요금 상승 비용을 지불하겠다고 약속했다.)
(참고: 엔비디아 기반 테스트에 따르면, AI 데이터 센터가 전력 사용량을 거의 실시간으로 유연하게 조정할 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 에너지 소비에 있어 글로벌한 시사점을 지닌다.)
이 문제를 단순히 더 효율적인 모델을 개발한다고 해서 해결하기는 어려울 것이다. 단순히 소프트웨어 개발자들이 향상된 효율성을 그 자체의 혜택이라기보다 기능을 채워 넣을 추가 공간으로 여긴다는 이유 때문만은 아니다. 더 근본적인 이유는 현재 사용 가능한 AI 도구들이 끊임없이 정보를 흡수하는 과정에 의존하고 있으며, 이는 개발 기업들로 하여금 가능한 한 많은 콘텐츠를 끌어오도록 만들기 때문이다.
디지털로 접근 가능한 인류 지식 전체를 끊임없이 수집하는 행위는 다른 결과를 낳는다. 한 학자가 AI 크롤러를 "디지털 위협(digital menace)"이라 명명한 이유다. 하지만 현재 우리는 그 운영에 필요한 에너지 양에 초점을 맞추고 있다. 그리고 이 방대한 정보를 수집하는 과정은, 그것을 AI의 데이터셋에 통합하기 위한 첫 단계에 불과하다.
로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)가 미국 에너지부(U.S. Department of Energy)를 위해 발간한 2024년 미국 데이터 센터 에너지 사용 보고서(PDF)에 데이터 센터 전력 사용량이 기록된 것은 놀랍지 않다. 해당 보고서는 데이터 센터의 전력 사용량이 "2014년부터 2018년까지 연평균 약 7%의 복합 연간 성장률(compound annual growth rate)을 보였으며, 2018년과 2023년 사이에는 18%로 증가했고, 2023년과 2028년 사이에는 13%에서 27% 사이를 오갔다"고 제시했다.
보고서에 따르면, 이는 2028년 예상되는 미국 전체 전력 소비량의 "6.7%에서 12.0%"를 데이터 산업이 점유할 것임을 의미한다. 미국 전력망은 이러한 수요를 감당할 준비가 되어 있지 않다. 특히, 이 전력망은 "전기차 도입, 제조의 국내화, 수소 활용, 그리고 산업 및 건물 전력화의 결합"이라는 복합적인 변화까지 대비해야 하는 상황이다.
문제를 단순히 데이터 센터의 전원 공급을 차단한다고 해결할 수 없는 이유 중 하나는 백업 전력 공급 시스템 문제 때문이다. 로이터 통신에 따르면, "AI 및 암호화폐 채굴에 사용되는 방대한 정보를 처리하는 데이터 센터의 급속한 확장은 전력망 운영자들이 새로운 비상 대비책을 마련하도록 강요하고 있으며, 이미 어려움을 겪는 국가 전력 수급 균형화 작업을 더욱 복잡하게 만들고 있다"고 한다.
해당 보고서는 데이터 센터들이 자체 발전기를 가동하여 대규모 정전을 겨우 모면했던 여러 "위기 근접 사례"를 언급했다. 이는 해당 기업들이 충분히 신속하게 대응하지 않을 경우, 연결된 인프라에 과도한 전력 공급을 초래하여 과부하를 일으킬 수 있기 때문이다. 만약 이러한 미흡한 대응이 이어진다면, "[영향 지역] 전역에 걸친 연쇄적인 정전(cascading power outages)"이 발생할 수 있다.
설령 최악의 시나리오가 막힌다 하더라도, 이러한 전력을 많이 소모하는 데이터 센터 근처에 거주하는 것만으로도 가전제품의 수명이 단축되어 오작동, 과열, 전기 화재의 위험을 키울 수 있다고 보도됐다. (이는 역설적으로 '우리 동네만 아니면 된다'는 태도가 어느 정도 정당화될 여지를 남긴다.)
요약하자면, 전반적인 상황은 이러하다. 전력 인프라는 불안정하고, 에너지 수요는 급증하는 반면, 화석 연료 의존도를 낮추는 청정에너지 전환 과정은 필수적이다. 이러한 구조적 문제와 수요 급증의 충돌을 관리하기 위해, 전력망의 효율성을 높이고 분산형 전원(예: 태양광)을 통합하는 것이 핵심 과제다.
(참고: 마지막 단락에 구조적 문제에 대한 분석이 포함되어 있어, 앞선 내용의 흐름을 이어받아 결론적으로 분석을 덧붙였습니다.)