[이기복의 원자력 소통] AI 데이터센터 전력 해법은 원자력이다

다가올 미래 사회는 안정적인 전력 공급에 성패가 달렸다고 해도 과언이 아니다. 전기차 공급이 크게 늘어날뿐더러 기후변화에 맞춰 산업 생산시설도 화석연료에서 벗어나 전기를 에너지원으로 사용하는 세상으로 전환되고 있다. 특히 인공지능(AI)이 산업과 일상을 지배하는 세상이 되면서 무엇이든 AI가 접목돼야 경쟁력을 갖추게 된다. 그만큼 AI 데이터센터가 늘어나고 이를 위한 막대한 양의 전력이 필요하게 된다.

올해 1월 열린 다보스포럼에서 빌 게이츠(MS), 샘 올트먼(오픈AI) 등 주요 AI 개발사 최고경영자(CEO)들은 AI 개발에 필요한 대규모 청정 전력 확보가 원자력을 통해서만 가능하다고 강조했다. 일론 머스크(테슬라 CEO)는 2월 독일 베를린에서 열린 ‘보슈 커넥티드 월드 2024’ 콘퍼런스 폐막식에서 2025년에는 AI를 위한 충분한 전기를 찾지 못할 것이라며 AI를 위한 전력 부족을 경고하기도 했다. 3월 발간된 메리츠증권의 보고서에서는 AI 전력 소모 확대로 이제부터 데이터센터는 자체 전력원을 요구할 것이고, 전력원 없이는 인허가를 받기도 어려워질 것이라고 전망했다.

AI 데이터센터는 일반 데이터센터보다 두 배 이상의 전력이 필요하다는 게 정설이다. AI는 대규모 데이터 처리와 복잡한 계산, 고성능 하드웨어의 사용 및 AI 모델 학습을 위한 대규모 컴퓨팅이 필요하다. 이에 따라 열이 매우 많이 발생해 고효율의 냉방 시스템이 사용되고 조명, 보안, 소화장비 등 추가로 전력을 소비하는 보조장치가 필요하기 때문이다.

현재 전 세계적으로 8000개 이상의 데이터센터가 가동 중이고(미국 33%, 유럽 16%, 중국 등 10%), 3일에 하나씩 새로운 데이터센터가 생기고 있다. 지난 1월 발표한 국제에너지기구(IEA)의 전기 보고서에 따르면 2022년 기준 전 세계 전력 사용량 중 데이터센터 비중은 2%(460TWh)이고, 2026년까지 1000TWh 이상으로 약 2.3배 이상 증가할 수 있다고 한다. 우리 사정도 다르지 않다. 산업자원부는 지난해 3월 데이터센터 수도권 집중 완화 방안을 발표하면서 2022년 현재 147개인 국내 데이터센터(전력 수요 1742㎿)가 2029년까지 732개로 증가하면서 전력 수요도 4만 9397㎿로 급증할 것으로 전망했다. 이는 현재 국내에서 개발 중인 혁신형 소형모듈원자로(모듈당 170㎿) 291개의 전력 생산량에 해당된다. 대형 원전인 APR1400(1400㎿)으로는 35개가 필요한 엄청난 양이다.

AI 데이터센터는 한 지역에서 많은 양의 전력을 필요로 한다. 24시간 365일 멈추지 않고 안정적인 전력이 공급돼야 한다. 더군다나 무탄소 에너지를 강조해 데이터센터의 전력에 대해 친환경, 무탄소 에너지원 사용을 유도하는 규제(24/7CF, RE100 등)가 강화되고 있다. 우리나라에서 이러한 조건을 만족하는 전력원은 원전뿐이다. 원전은 우리가 감성적으로 느끼는 것보다 훨씬 안전하다. 우리나라 원전의 지난 반세기 중대사고 무사고 운전이 이를 말해 준다. 우리나라에서 원자력은 전력 수요 급증에 대한 대비와 에너지안보, 친환경성과 경제성, 안전성과 안정성, 에너지 복지와 국민 보건, 지역 발전과 주민 수혜성을 두루 갖춘 에너지원이면서 2030년 국가 온실가스감축목표(NDC)와 2050년 탄소중립을 달성하는 가장 효율적인 수단이다. AI가 몰고 올 대격변의 미래에 대비할 전력원으로 대형 원전과 SMR 등 혁신 원자로에 대한 기대가 크다.

이기복 한국원자력학회 수석부회장

이기복 한국원자력학회 수석부회장