AI 데이터 센터와 자연 - 논란의 실체는 무엇인가?

챗봇에게 이메일 초안을 작성해 달라고 요청할 때마다, 멀리 떨어진 곳에서는 물리적인 무언가가 일어납니다. 성당 크기만한 창문 없는 창고 안에서 수천 개의 프로세서(processors)가 불을 밝히고, 전력망(grid)에서 전력을 끌어다 쓰며, 열기를 공기 중이나 물속으로 배출합니다. 이를 하루에 발생하는 수십억 개의 프롬프트(prompts)로 곱하고, 다시 전력 시스템이 수십 년간 경험하지 못한 수준의 건물 붐(building boom)을 곱하면, 현재 더블린에서 산티아고에 이르기까지 격렬하게 벌어지고 있는 논쟁에 도달하게 됩니다. 인공지능(AI)이 스스로를 구축하기 위해 조용히 지구를 담보로 잡고 있는 것일까요?

솔직한 답변은 양측이 보통 인정하는 것보다 더 흥미롭습니다. AI 데이터 센터는 — 아직은 — 전 지구적인 기후 재앙이 아닙니다. 2024년 기준으로 전 세계적으로 전력의 약 1.5%를 사용했으며, 향후 급격한 성장이 예상되더라도 2030년까지 수요의 3% 미만으로 유지될 것입니다. 전기차(EV), 에어컨 또는 중공업과 비교하면 이는 완만한 비중입니다. 하지만 "전 지구적으로 완만하다"는 것과 "지역적으로 무해하다"는 것은 매우 다른 주장이며, 구축 과정이 이미 실질적이고 불균등하게 분배된 피해를 주고 있는 곳은 바로 지역 수준 — 한 마을의 지하수, 이웃의 공기, 한 가족의 전기 요금 — 입니다.

이 글은 두 개의 의자에 동시에 앉아 작성되었습니다. 하나는 환경 보호론자의 의자입니다. 비용을 강물, 공기, 그리고 동의한 적 없는 사람들에게 전가하는 성장에 대해 회의적입니다. 다른 하나는 엔지니어의 의자입니다. 이 기술이 기후를 포함하여 할 수 있는 일들에 대해 존중하며, 면밀한 조사 아래 무너지는 수치에는 거부감을 느낍니다. 이 두 가지를 모두 유지하면 명확한 입장이 나타납니다. "AI를 중단하라"도 아니고, "우리 말을 믿으라, 괜찮다"도 아닌, 자연과 지역 사회가 진보라는 이름 아래 흡수되는 항목이 아니라 이해관계자(stakeholders)로 취급되도록 구축 과정을 관리해야 한다는 것입니다. 무엇 때문에 논란이 되는지 살펴보고, 반론들을 충분히 검토하며, 해결책을 찾아봅시다. 왜냐하면 실질적인 해결책들이 존재하기 때문입니다.

크고 빠르지만 — 침대 밑의 괴물은 아니다

모두가 다투는 그 숫자부터 시작해 봅시다. 이 숫자를 정확히 파악하는 것이 공포와 판단을 가르는 차이이기 때문입니다. 국제에너지기구(IEA)의 획기적인 Energy and AI 분석에 따르면, 전 세계 데이터 센터는 2024년에 약 415 테라와트시(TWh)의 전력을 소비했으며, 이 수치는 10년이 지나기 전까지 대략 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

~945 TWh

2030년까지 예상되는 데이터 센터 전력 사용량

2024년의 ~415 TWh에서 증가 — 이는 오늘날 일본 전체의 전력 소비량과 맞먹는 양입니다. AI는 이러한 증가를 일으키는 가장 중요한 단일 동력입니다.

출처: IEA, Energy and AI (2025)

전력망(Grid)을 사용하는 다른 모든 요소와 비교해 보기 전까지는 이 수치가 종말론적으로 들릴 수 있습니다. IEA는 그 비중에 대해 직설적으로 말합니다. 데이터 센터는 2030년까지의 글로벌 전력 수요 성장 중 10분의 1 미만을 차지하며, 이는 산업 확장, 전기차(EV), 그리고 전 세계 에어컨의 수요 증가보다 낮은 수준입니다. 현재의 궤적을 따라가면 2030년까지 글로벌 에너지 관련 탄소 배출량의 약 1%에 도달할 것입니다. 관리할 가치가 있는 심각한 수치이긴 하지만, 그 자체만으로 기후를 결정짓는 요소는 아닙니다.

그렇다면 왜 경종을 울리는 것일까요? 국가 및 지역별 평균치는 글로벌 평균과는 다른 이야기를 하기 때문입니다. 컴퓨팅(Compute)은 가스처럼 고르게 퍼지지 않습니다. 토지, 광섬유(Fiber) 및 세제 혜택이 저렴한 곳에 군집하며, 결과적으로 이를 위해 설계되지 않은 전력망에 수요를 집중시킵니다. 전 세계 데이터 센터 전력 사용량의 약 45%가 집중된 미국에서는, 로렌스 버클리 국립연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)의 추정에 따르면 데이터 센터가 2023년에 국가 전력의 약 4.4%를 소비했으며, 2028년까지 6.7%에서 12% 사이의 수치에 도달할 수 있습니다. 그리고 집중화의 전형적인 사례인 아일랜드의 경우, 데이터 센터가 현재 국가 전체 전력의 5분의 1 이상을 끌어다 쓰고 있습니다.

22%

아일랜드 국가 전력 중 데이터 센터가 사용하는 비중 (2024년)

2015년의 5%에서 상승했습니다. 더블린 주변의 경우, 데이터 센터가 지역 수요의 약 절반을 차지하고 있으며, 이는 전력망 운영자가 사실상 신규 연결을 중단해야 할 정도의 수준입니다.

출처: 아일랜드 중앙통계청 (Ireland Central Statistics Office)

이것이 문제의 실체입니다. 기술의 발자국(footprint)은 전 지구적으로는 관리 가능한 수준이지만, 국지적으로는 엄청나며, 저렴한 전력과 빠른 광섬유(fiber)가 교차하는 지점에 위치한 소수의 지역에 가장 가혹한 타격을 입힙니다. 미국은 이제 2030년까지 데이터 처리를 위해 사용하는 전력이 알루미늄, 철강, 시멘트 및 기타 모든 에너지 집약적 제품을 합친 것보다 더 많아질 궤도에 올라와 있습니다. 전체 산업 범주가 하나의 새로운 부하(load)를 중심으로 그렇게 빠르게 재편될 때, 그 압박은 특정 유역, 변전소, 그리고 우편번호 지역에서 가장 먼저, 그리고 가장 심하게 나타납니다. 다음 네 섹션은 바로 그러한 장소들에 관한 것입니다.

라벨에 적혀 있지 않은 갈증 나는 비밀

모든 영향 중에서 물은 가장 본능적이며 가장 적게 공개되는 부분입니다. 서버는 뜨겁게 작동합니다. 많은 대규모 시설은 담수(fresh water)를 증발시켜 냉각하며, 이들에게 전력을 공급하는 발전소는 더 많은 물을 증발시킵니다. 수년 동안 업계는 단순히 이에 대해 이야기하지 않았습니다. 그러다 UC Riverside의 연구원 Pengfei Li와 Shaolei Ren이 조용한 진실을 공개적으로 밝히는 논문인 "."Making AI Less Thirsty.""(AI의 갈증을 줄이는 방법)을 통해 이 문제를 공론화했습니다.

그들의 추정치는 필연적으로 범위로 나타납니다. 기업들이 위치별 데이터를 공개하지 않기 때문에, 엄격한 연구자들조차 모델을 바탕으로 작업하고 있기 때문입니다. 하지만 그 규모(order of magnitude)는 놀랍습니다. 2020년대 중반에 단일 대규모 모델을 학습(Training a single large model)시키는 과정에서 수십만 리터의 깨끗한 담수를 직접적으로 증발시킬 수 있습니다. 그리고 일상적인 사용 규모에서 볼 때, 챗봇과의 짧은 대화조차 숨겨진 비용을 수반합니다.

~519 mL

프런티어 모델 (Frontier model)로 약 100단어 분량의 이메일을 생성하는 데 필요한 추정 용수량

냉각수와 전력 생산에 소비되는 물을 모두 포함하면 표준 생수 한 병 정도의 양입니다. 이를 전 세계 규모로 확장하면, AI는 2027년까지 연간 42억~66억 입방미터의 물을 끌어다 쓸 수 있으며, 이는 영국 연간 용수 취수량의 약 절반에 해당합니다.

출처: Li & Ren, UC Riverside (2023–25)

이 지점에서 정확성을 기하는 것은 매우 가치 있는 일입니다. 왜냐하면 정확성이야말로 대부분의 보도에서 결여되어 있는 부분이기 때문입니다. 취수된 (withdrawn, 수원에서 가져왔다가 대부분 다시 돌려보내는) 물과 소비된 (consumed, 증발하여 사라지는) 물 사이에는 실질적인 차이가 있습니다. Ren 본인도 온라인상에 유포되는 바이럴되고 과도하게 확신에 찬 수치들에 대해 주의를 당부한 바 있습니다. 진실된 입장은 그 수치들이 크고, 불균등하며, 의도적으로 검증하기 어렵다는 것입니다. 그러한 불투명성 자체가 이야기의 일부입니다. Google의 2024년 자체 환경 보고서에 따르면 2023년에 데이터 센터가 약 230억 리터(약 61억 갤런)의 물을 소비했다고 나타나는데, 이제 문제는 갈증이 실재하느냐가 아니라, 그 비용을 누가 감당하고 있느냐입니다.

데이터 센터 용수를 둘러싼 갈등은 여유가 가장 없는 곳에서 가장 격렬하게 일어납니다. 사진: Bartłomiej Balicki / Unsplash

그리고 이는 이미 물이 부족한 지역에서 반복적으로 발생하고 있습니다. **오리건주 더 데일스 (The Dalles, Oregon)**에서 Google은 시 당국이 회사의 데이터 센터가 마을 용수의 약 4분의 1을 소비하고 있다는 사실을 밝히기 전까지, 자사의 용수 사용량을 비밀로 유지하기 위해 법정 소송을 제기했습니다. **칠레 세리요스 (Cerrillos, Chile)**에서는 가뭄에 시달리는 산티아고의 주민들이 계획된 Google 시설이 연간 수십억 리터를 소비할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 지역 주민 투표와 환경 법원의 이의 제기 이후, 회사는 설계를 공랭식 (air cooling)으로 전환했습니다. 이는 대중의 압력이 공학적 결정을 바꿀 수 있다는 증거입니다. **우루과이 카넬로네스 (Canelones, Uruguay)**에서는 수도의 수돗물이 짠물로 변해가던 70년 만의 최악의 가뭄 기간 동안, Google 프로젝트가 수만 명의 일일 사용량에 해당하는 매일 수백만 리터의 식수를 필요로 한다는 사실이 드러났습니다. 항의 슬로건이 그 상황을 헤드라인으로 요약해 주었습니다.

"이것은 가뭄이 아니라 약탈이다."

항의 현수막, 우루과이 몬테비데오

이러한 패턴은 AI에 미래를 걸고 있는 사막 경제권에까지 미칩니다. 지구상에서 물 스트레스 (water-stressed)가 가장 심한 지역 중 하나인 걸프 (Gulf) 지역 전역에서, 데이터 센터 냉각을 위해 2030년까지 연간 수천억 리터가 필요할 것으로 예상되며, 이 중 상당 부분은 에너지를 많이 소비하는 해수 담수화 (desalination)를 통해 생산될 것입니다. 이것이 바로 축소판 형태의 함정입니다. 더 많은 연산 (compute)은 더 많은 물을 필요로 하고, 이는 더 많은 에너지를 필요로 하며, 다시 더 많은 냉각을 필요로 합니다. 잘못된 지점에서 이 고리를 끊으면 단순히 피해를 다른 곳으로 옮길 뿐입니다. 다행스러운 소식은, 나중에 다루겠지만, 이 고리를 끊을 수 있다는 것입니다. 칠레와 우루과이는 그 지렛대가 존재함을 보여줍니다.

AI가 석탄을 유지시키고 여러분의 요금을 올리는 방법

기후 변화를 염려하는 엔지니어에게 가장 걱정스러운 영향은 바로 이것입니다. 왜냐하면 이는 에너지 전환 (Energy Transition)에 정면으로 역행하기 때문입니다. 갑작스럽고 거대하며, 24시간 내내 지속되는 수요에 직면한 유틸리티 기업들은 편의적인 선택을 하고 있습니다. 즉, 오래된 화석 연료 발전소를 계속 가동하고 새로운 가스 발전소를 가동하는 것입니다.

미국 전역에서 분석가들은 2025년 초 이후 폐쇄가 연기된 최소 15개의 석탄 발전소를 추적해 왔습니다. 이 발전소들은 마지막 보고 연도에 합계 수천만 톤의 CO₂를 배출했습니다. 수십 년 된 "피커(Peaker, 첨두부하)」 발전소들이 폐쇄 직전의 단계에서 다시 가동되고 있습니다. 유틸리티 기업들의 논리는 명확하며, 시장 관점에서는 합리적입니다. 즉, 이 기계들을 계속 유지해야 할 경제적 근거가 생겼다는 것입니다. 하지만 이러한 합리성이 초래하는 기후 비용은 그 영향권에 있는 모든 이들이 지불하게 됩니다.

15+

2025년 1월 이후 폐쇄가 연기된 미국의 석탄 발전소 수

상당 부분 데이터 센터 수요에 의해 추진되었습니다. 미국 최대 전력망 지역에서 이전에 폐쇄 예정이었던 화석 연료 발전기의 약 60%가 폐쇄를 연기했습니다.

출처: Frontier Group / DeSmog 분석

가장 극명한 사례는 공공 그리드(public grid)의 영향권과 대중의 감시를 벗어나 현장에 직접 구축된 가스 발전입니다. 사우스 멤피스(South Memphis)에서는 xAI의 "Colossus" 슈퍼컴퓨터가 이미 지역 내 대부분의 중공업 오염원을 보유하고 있는 흑인 밀집 지역인 복스타운(Boxtown)의 챗봇에 전력을 공급하기 위해 가스 터빈 함대를 가동했습니다. 많은 터빈이 해당 장비에 통상적으로 요구되는 대기 배출 허가(air permits) 없이 가동되었습니다. Southern Environmental Law Center는 이들이 연간 천 톤이 훨씬 넘는 스모그 유발 질소산화물 (nitrogen oxides)을 배출할 수 있다고 추정했으며, 이는 이미 국가적인 "천식 수도"로 명명된 도시 내에서 해당 부지가 해당 오염의 단일 최대 산업 오염원이 될 가능성을 시사합니다. 한 주 의원이 해당 지역의 천식으로 입원하는 아동 수가 테네시(Tennessee)주의 그 어느 곳보다 많다는 점을 지적했을 때, 이는 수사적인 과장이 아니었습니다. 그는 사람들이 거부할 힘이 가장 적은 곳에 규제되지 않은 발전소를 배치함으로써 발생하는 비용을 설명하고 있었던 것입니다.

새로운 24시간 수요가 청정 공급원이 구축되는 속도보다 더 빠르게 그리드 (grid)를 재편하고 있으며, 그 격차는 화석 연료 전력으로 채워지고 있습니다. 사진: Matthew Henry / Unsplash

그리고 여러분의 전기 요금이 있습니다. 이 부분은 추상적인 논쟁을 생활 밀착형 논쟁으로 바꿉니다. 데이터 센터가 지역 그리드에 연결되면, 한정된 보장 용량 (guaranteed capacity)을 두고 가구와 경쟁하게 되며, 이에 따라 모두가 지불하는 가격이 상승합니다. 미국 13개 주에 걸쳐 6,700만 명에게 전력을 공급하는 PJM 시스템에서, 그리드 자체의 독립 시장 감시 기구(independent market monitor)는 단일 용량 경매(capacity auction)에 대해 놀라운 결론에 도달했습니다.