바로 이웃에 있는 데이터 센터
- Dhanada K. Mishra
- 6월 21일
- 7분 분량
ㅡ AI 붐이 지역 사회를 어떻게 변화시키고 있는가?
유타주 북부 박스엘더 카운티, 드넓은 사유농지에 바람이 거세게 부는데, 지역 주민들이 모여 있었다. 주민들은 ‘클라우드’가 마침내 이곳에 자리 잡게 될 때 어떤 변화가 올지를 걱정하고 있었다.
주민들이 논쟁을 벌이고 있는 ‘스트라토스 프로젝트 지역’ 인공지능(AI) 및 국방용 초대형 데이터 센터는—박스엘더 카운티 위원회가 지난 5월에 승인한 이 프로젝트는—모호하고 추상적인 디지털 개념이 아니다. 이는 약 162㎢(4만 에이커)가 넘는 세 곳의 부지에 서버실, 변전소, 냉각탑, 예비 발전기로 구성된 구체적인 복합시설이 건설될 것이며, 그 규모는 마치 작은 도시처럼 막대한 전력을 소비하게 될 것이다.
이 새로운 데이터 센터에 대해 언론이 주목한 진짜 이유는 열 발생량이 매우 높을 것으로 예상되기 때문이었다. 유타주립대학교의 한 물리학 교수는 특정의 가정을 전제로 할 때, 이 시설이 하루에 원자폭탄 23개 분량의 에너지에 해당하는 폐열을 대기와 인근 수역으로 방출하게 될 것으로 추산하였다.
이 비유는 의도적이며 극적으로 과장된 것이었지만, 실제의 우려를 잘 담아내고 있었다. 이미 눈 덮인 지역이 줄어들고 그레이트솔트 호수의 수위가 낮아지는 등 지구온난화의 영향을 받고 있는 서부 지역에서, 많은 이들은 이 거대한 새로운 발열 시설과 물 소비 시설이 지역 상황을 더 악화시킬까 봐 우려하고 있었다.
유타주 군사시설개발청(Military Installation Development Authority)이 지원하는 이 새로운 ‘하이퍼스케일’ 데이터 센터의 지지자들은, 이 단지가 “힐 공군기지의 현대식 건물 건설 자금을 조달할 것”이라고 반박했다고 솔트레이크 트리뷴(Salt Lake Tribune)이 보도했다. 또한 이 신문은 “천연가스로 자체 전력을 생산해 요금 납부자들에게 부담을 주지 않을 뿐 아니라 물을 재사용하고, 새로운 일자리를 창출하며, AI 경쟁에서 미국이 중국에 뒤처지지 않도록 할 것”이라고 전했다.
박스엘더 카운티의 프로젝트와 이에 대한 대중의 반발은 단발성 사례가 아니다. 미국 전역은 물론 그 너머, 애리조나에서 버지니아에 이르기까지, 심지어 멀리 인도에 이르는 지역사회들이 AI 중심의 데이터 센터 붐이 초래하는 파장으로 고심하고 있다.
한때 산업단지에 조용히 자리 잡고 있던 데이터 센터는 이제 건설 중인 인프라 중 가장 눈에 띄고, 동시에 가장 논란이 많은 시설 가운데 하나가 되었다.
우리 스마트폰의 은은한 알림 뒤에는 어려운 질문이 숨어 있다. AI를 구동하는 인프라를, 건설 지역에 부담을 주기보다는 오히려 도움이 되도록 설계할 수 있는 것일까?
‘보이지 않는 서버’에서 ‘전기의 도시’로
많은 지역사회가 겪는 첫 번째 충격은 현대의 데이터 센터가 요구하는 막대한 전력 규모이다.
AI 작업 부하(負荷)를 처리하는 초대형 시설은 종종 단일 캠퍼스나 클러스터에 집중된 100메가와트 이상의 전력을 필요로 하는데, 이는 대략 소규모 도시의 전력 소비량과 맞먹는 수준이다.
지역 전력 회사들에게 이는 수십년이 아닌 불과 몇 년 안에 대규모의 새로운 변전소, 고압 송전선로, 전력망 업그레이드를 단행해야 함을 의미할 수 있다. 여러 프로젝트가 한꺼번에 진행될 경우, 기획자들은 다른 산업 고객들의 전력 공급 연결을 지연시키거나, 가스화력피크발전소에 더 많이 의존해야 하거나, 심지어 수요를 감당하기 위해 새로운 화석연료 발전 설비를 고려해야 할 것인지에 대해 우려한다.
지역사회는 당연히, 멀리 떨어진 사용자들이 AI 챗봇과 대화하거나 차세대 모델을 훈련하기 위해 결국 자신들이 더 높은 요금을 내야 하는 것은 아닌지 묻는다.
그러나 에너지 전문가들은 여기에서 기회를 포착하고 있다. 일부 유형의 컴퓨팅, 특히 AI 모델 훈련과 배치 분석은 정확한 분 단위나 특정 장소에서 실행될 필요가 없다. 원칙적으로 이러한 ‘유연한 컴퓨팅’ 작업 부하(負荷)는 태양광 및 풍력 발전량이 가장 많은 시간대로 옮기거나 청정 전력이 풍부한 지역으로 전환할 수 있다. 데이터 센터로 인해 전력망에 부담을 주는 대신 그 부하를 완화하거나 조절 가능한 부하로 전환할 수 있다.
물: 가장 수요가 많을 때의 문제
전기가 대중적 논의에서 주된 주제로 떠오르는 반면, 물은 더 미묘한 제약 요인일 수 있다.
디지털 인프라의 환경 발자국(후유증 등 부담 요인)을 연구하는 캘리포니아대학교 리버사이드 캠퍼스의 샤오레이 렌(Shaolei Ren) 부교수는 지역사회가 단순한 연간 총량만을 따지는 것보다 더 넓게 살펴봐야 한다고 제안한다.
그는 <The Earth & I>와의 인터뷰에서 연간 물 사용량 데이터가 유용하기는 하지만, 실제 인프라 문제를 가릴 수 있다고 말한다. 물 공급 시스템은 단순히 1년 동안의 총량이 아니라 1일 최대 수요로 인해서도 부담을 떠안기 때문이다. 연간 사용량이 적당한 수준의 프로젝트일지라도 덥고 건조한 날에 물 사용량이 급증할 수 있으며, 이는 지역 시스템이 이미 압박을 받고 있을 때에는 확실히 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 지역사회는 프로젝트 승인을 결정하기 전에 연간 물 사용량 추정치와 가뭄 상황을 포함한 하루 최대 수요량을 모두 확인해야 한다.
렌 교수는 또한 물과 에너지를 별개의 항목으로 취급해서는 안 되며, ‘함께 계획’해야 한다고 강조한다. 단순히 “어떤 대가를 치르더라도 물 사용량을 줄이겠다”는 식의 전략은 최선의 방안이 아니다. 건식 냉각으로의 급격한 전환과 같은 일부 대안은 전력 소비와 배출량을 증가시킬 수 있기 때문이다.
더 유망한 접근 방식으로는 가능한 경우 비음용수나 재이용수를 사용하는 방법이 있다. 현장 저수시설을 갖추면, 데이터 센터는 피크 시간대에 시스템에서 끌어오는 물의 양을 줄이고, 냉각 효율을 높이며, 물 사용과 전력 수요 간의 상충 관계를 투명하게 평가할 수 있다.
디젤 비상 발전기와 대기 질(質)
대부분의 사람은 현대식 데이터 센터 뒤편에 설치된 디젤발전기를 직접 보지는 못하지만, 인근 주민들은 그 소음과 냄새를 분명히 느낄 수 있다. 이 줄지어 서 있는 엔진들은 엄격한 가동의 안정성 요구사항을 충족하기 위해 설치된 것이다. 전력망이 중단되더라도 서버는 계속 가동되어야 하기 때문이다.
렌 교수는 비상발전기가 드물게 비상 상황에서만 사용되도록 설계되었더라도 지역 차원에서는 여전히 중요한 영향을 미칠 수 있다고 지적한다. 디젤발전기는 가동 때 높은 수준의 질소산화물과 미세먼지 오염물질을 배출하며, 고속도로, 항구, 창고, 발전소 등으로 인해 이미 과부하 상태인 지역사회에서는 대기오염의 위험이 특히 심각해진다.
따라서 규제 당국은 발전기의 위치, 가동 빈도(시험 가동 포함), 그리고 배출가스가 기존 지역 오염 부하와 어떻게 결합되는지 파악해야 한다. 이러한 누적적 관점은 북부 버지니아의 ‘데이터 센터 거리’나 박스엘더 카운티와 같은 신흥 클러스터에서 특히 중요하며, 이곳에서는 대기 질과 열에 대한 우려가 현재 서로 얽혀 있다.
더 깨끗한 대안이 존재한다. 재생에너지와 결합된 대규모 배터리 저장 시스템은 적어도 단기 정전 시에는 신속하고 깨끗한 백업 전력을 제공할 수 있으며, 더 깨끗한 연료나 엄격한 배출 규제를 통해 남아 있는 발전기에서 발생하는 오염을 줄일 수 있다. 하지만 물과 에너지 문제와 마찬가지로, 이러한 대안들은 프로젝트 초기 단계부터 설계에 반영되어야 한다. 콘크리트가 타설된 후에는 지역사회가 재협상할 기회를 거의 얻지 못하기 때문이다.
토지, 일자리, 그리고 지역사회와의 타협
대규모 AI 캠퍼스는 단순히 전력과 물을 소비하는 데 그치지 않고, 토지와 지역경제를 재편하기도 한다.
단일 시설만으로도 수십만 제곱미터에 이르는 농지나 공터를 울타리로 둘러싸인 부지, 진입로, 변전소로 바뀔 수 있다. 어떤 마을에서는 이를 환영할 만한 투자 신호로 받아들이지만, 다른 마을에서는 마치 산업에 의해 점령당하는 것처럼 느끼기도 한다.
건설 과정에서는 일시적인 일자리가 대거 창출되지만, 고도로 자동화된 시설에서의 장기 고용은 그 시설이 차지하는 면적에 비해 미미할 수 있다. 특히 유지 보수 및 보안 인력이 정착된 후에는 더욱 그러할 수 있다.
관대한 세제 혜택은 애초에 이 프로젝트를 정당화하는 데 활용되었던 재정적 이득을 더욱 희석시킬 수 있다.
도시계획 학자이자 미시간대학교 조교수인 샤오판 량(Xiaofan Liang)은 <The Earth & I>와의 인터뷰에서 주택 시장의 변화, 교통 패턴이나 토지 이용의 변화, 사회적 결속력 등의 가장 중요한 지역적 영향 중 일부는 장기간이 지나야만 드러날 수 있으며, 아직 이에 대한 기록이 미흡하다고 말한다. 이러한 변화들은 정량화하기 어렵고 당면한 허가 심사 항목에 포함되지 않기 때문에, 승인 과정에서 종종 간과되곤 한다.
현재 많은 관할구역에서 데이터 센터를 광범위한 산업용 또는 상업용으로 분류하여 허가하고 있다. 량 교수는 에너지 수요, 물 소비, 소음, 이격 거리, 환경 영향 등 근본적인 우려사항들이 구역 지정에서 완전히 새로운 것은 아니지만, 이러한 영향의 규모와 강도는 전통적인 산업 용도에 비해 훨씬 클 수 있다고 주장한다.
도시들은 계획 협회의 새로운 실무 보고서를 따르면서 AI 데이터 센터에 대한 명확한 구역 지정 조항을 요구함으로써 입지 선정과 설계에 대해 보다 세밀한 통제력을 확보할 수 있을 것이다. 더 나은 결과를 이끌어내려는 지역사회를 위해, 량 교수는 데이터 센터가 실제로 어떻게 작동하는지에 대한 큰 그림을 이해하는 것부터 시작할 것을 제안한다. 즉, 데이터 센터가 어떤 지역 전력선과 상수도 시스템에 의존하게 될지, 개발 수명 주기는 어떻게 될지, 그리고 각 의사결정의 핵심을 어떤 기관이나 기업이 통제하게 될지 등을 파악해야 한다는 것이다.
공청회, 지역사회 이익 협약, 명확한 허가 조건과 같은 실질적인 도구를 활용하면 이러한 지식을 협상력으로 전환할 수 있다.
지역사회와 통합된 데이터 센터의 모습
렌 교수는 진정으로 지역사회와 통합된 데이터 센터는 다음과 같은 몇 가지 요소를 중심으로 설계되어야 한다고 지적한다:
단순히 기업의 컴퓨팅 로드맵뿐만 아니라 지역 인프라의 한계
지역사회의 물 안보를 저해하지 않는 수자원 활용
피크일 때 및 연간 물·에너지 수요 모두에 대한 보고
지역 전력망 및 기후 조건에 기반한 냉각기술 선정
시설이 새로운 부담을 야기할 경우 공유 인프라에 투자
또한 백업 전력의 경우, 지역사회와 통합된 데이터 센터는 가능한 한 디젤 의존도를 최소화하고 지역 대기 질에 미치는 영향을 신중하게 평가할 것이다.
량 교수는 또한 동일한 기치 아래 두 가지 상호 보완적인 아이디어가 등장하고 있다고 보고 있다.
첫 번째는 지역사회 통합형 데이터 센터를, 프로젝트에 지역사회의 목표를 의도적으로 반영하는 대규모 상업시설로 보는 개념이다. 여기에는 대외 협력 또는 지속가능성 팀, 공식적인 지역사회 이익에 대한 협약, 디지털 접근 프로그램과 같은 비영리 사업에 대한 자금 지원, 그리고 주변 지역과 진정으로 조화를 이루는 건축 양식과 거리 경관이 포함될 수 있다.
두 번째 아이디어는 다소 실험적이지만 한 걸음 더 나아가 지역사회가 운영하는 데이터 센터를 구상하는 것이다. 이는 대부분이 아직 개념화 단계에 머물러 있지만, 연구자들은 지역의 지배구조 아래에서 지역 데이터를 처리하는 소규모의 지역 주도 시설에 대한 기술적 실현 가능성을 탐구하고 있다. 이러한 비전에서 데이터 센터는 폐업한 공장을 재활용하거나, 인력 양성 센터와 건물을 공유하거나, 옥상 태양광발전과 광대역 업그레이드를 결합할 수 있으며, 기업 이사회뿐만 아니라 지역사회 기관을 통해 운영될 수 있다.
전 세계의 기존 프로젝트들은 이러한 미래가 실제로 어떤 모습일지 엿볼 수 있게 해준다.예를 들어 덴마크 오덴세에는 열 회수를 염두에 두고 설계된 메타의 데이터 센터가 있다. 이 시설은 단순히 따뜻한 배기 공기를 배출하는 대신, 서버에서 발생하는 저온 폐열을 포집하여 대형 열펌프를 통해 도시의 지역난방망에 공급함으로써, 매년 최대 10만 메가와트시의 열을 제공하며, 이는 지역 내 수천 가구의 난방을 담당하기에 충분한 양이다.
홍콩과 미국의 여러 대도시에서는 클라우드 서비스 제공업체들이 식수 공급에 대한 부담을 줄이기 위해 지역 유틸리티 업체와 협력하여 개발한 재활용수나 비음용수를 이용해 데이터 센터를 냉각하고 있다. 이러한 프로젝트들이 완벽하다고는 할 수 없지만, 계획과 협력을 통해 자원 사용량을 획기적으로 줄일 수 있음을 보여준다.
클라우드의 미래에 대한 선택
AI 데이터 센터의 불확실성을 둘러싼 논의에서 몇 가지 질문이 제기된다. 시설 규모를 지역 전력망 및 물의 제약 조건에 맞춰 설계하는 사고방식으로 프로젝트를 시작한다면 어떨까? 재이용수와 현장 저수시설을 활용해 피크 수요를 줄이도록 센터를 설계한다면 어떨까? 그 밖의 고려사항으로는 배터리와 최소한의 디젤 연료를 비치하고, 폐열을 지역사회의 자산으로 전환하는 시스템을 통해 인근 주택, 농장 또는 온실과 연결하는 것이 있다. 마지막으로, 데이터 센터를 광대역 인프라, 인력 양성, 지역 공공의 공간에 대한 투자와 연계할 수 있을까?
이러한 시나리오에서 민가 바로 옆에 데이터 센터가 들어서는 것은 여전히 논란의 여지가 있겠지만, 이는 더 이상 으시시한 산업적 위협으로 보이기보다는, 지구온난화 시대에 지역사회가 살기 좋은 곳으로 남을 수 있도록 제 몫을 다하는, 독특하지만 정직한 이웃처럼 보일 수 있을 것이다.
AI 붐으로 인해 더 많은 데이터 센터가 들어설 것은 확실하다. 문제는 이들이 불투명하고 자원을 탐욕스럽게 소비하는 벙커 형태로 등장할지, 아니면 신중하게 계획된 공유 인프라의 일부로 자리 잡을지 여부이다.
데이터 센터를 물리적 세계 위에 떠다니는 보이지 않는 구름이 아니라, 전력망의 일원이자 잠재적인 지역사회 파트너로 대한다면, 협상과 창의성을 발휘할 여지가 열린다. (페이스북의 데이터센터가 위치한 덴마크의) 오덴세, (워싱턴주의 데이터센터 밀집 지역인) 퀸시, 홍콩 같은 곳에서 이미 나타나고 있는 사례들은 지역사회, 규제 당국, 기업이 충분히 일찍 다른 선택을 할 때, 클라우드가 그 아래의 땅을 압도하는 대신 친근한 시설로 지지를 얻을 수 있음을 보여준다.
*다나다 K. 미슈라(Dhanada K. Mishra)는 미시간대학교에서 토목공학 박사학위를 받았으며, 현재 홍콩에 본사를 둔 AI 스타트업에서 지속 가능한 건축 인프라 기술을 개발하는 매니징 디렉터로 근무하고 있다(www.raspect.ai). 그는 환경 문제, 지속가능성, 기후 위기, 건축 인프라에 관한 글을 쓰고 있다.
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