美, AI 데이터센터 증설로 전력 인프라 비용 부담 급증

인공지능(AI) 붐에 따른 데이터센터 증설이 미국 전력 인프라에 막대한 비용 부담을 안기고 있는 것으로 나타났다. 블룸버그통신은 6일(현지시각) 미국 최대 전력망 운영사인 PJM 인터커넥션의 지난달 경매 결과, 데이터센터에 귀속되는 전력 확보 비용이 65억 달러(약 9조4100억 원) 추가됐다고 보도했다.

독립 감시기구인 모니터링 애널리틱스가 발표한 보고서에 따르면, 2025년 6월부터 2028년 5월까지 3년간 데이터센터 관련 전력 비용은 총 231억 달러(약 33조4700억 원)에 이른다. 이는 2024년 중반 이후 세 차례 경매에서 발생한 전체 비용 472억 달러(약 68조3900억 원)의 49%를 차지하는 규모다.

데이터센터는 막대한 에너지를 소비하는데, 노후한 전력망에서 이 수요를 충족하려면 새로운 인프라 구축에 막대한 비용이 든다. 문제는 이 비용이 고스란히 소비자에게 전가되면서 전기 요금 상승을 부채질하고 있다는 점이다. PJM은 미국 인구의 약 5분의 1에 해당하는 지역에 전력을 공급한다.


데이터센터 시장은 AI 버블 논란에도 당분간 가파른 성장세를 이어갈 전망이다. 부동산 기업 JLL이 최근 발표한 보고서에 따르면, 글로벌 데이터센터 시장은 2026년부터 2030년까지 연평균 14% 성장한다. 이 기간 100기가와트(GW) 규모 시설이 건설되면서 전 세계 용량이 두 배로 늘어난다는 분석이다.
JLL 글로벌 데이터센터 연구 책임자 앤드류 배트슨은 인베스터스 비즈니스 데일리와 인터뷰에서 "데이터센터 임차인 대다수는 강력한 사업 모델을 가진 하이퍼스케일러와 포춘 500대 기업"이라며 "이들은 자금이 풍부한 기업이어서 버블 논평에 동의하지 않는다"고 말했다.

최악의 시나리오에서도 연평균 7% 성장이 예상된다. 배트슨은 "하락 시나리오에서도 여전히 성장이 있다"며 "어떤 부문에서는 7% 성장률이 놀라운 수치"라고 강조했다.

반도체 수요도 급증한다. JLL 추정에 따르면 데이터센터에 사용되는 반도체 시장 점유율은 현재 20%에서 2030년까지 50%로 늘어나 1800억 달러(약 260조 8200억 원) 규모 시장이 된다. 엔비디아는 지난해 39% 상승했고, 대만 반도체 제조사(TSMC)는 50% 이상, 마이크론 테크놀로지는 240% 급등했다.


기술 기업들이 AI 시스템 운영에 필요한 데이터센터를 구축하면서 전력 가용성이 입지 선정의 최우선 요소로 떠올랐다. 배트슨은 "위치나 비용보다 전력 가용성이 부지 선정의 주요 요소가 됐다"며 "하이퍼스케일러나 개발자들은 상당한 전력을 얻을 수 있는 곳이면 어디든 데이터센터를 설치한다"고 설명했다.
전 세계 데이터센터 분포를 보면 미국 집중 현상이 뚜렷하다. 기술 매체 싸타카는 지난 4일 전 세계 1만1000여 개 데이터센터 중 4303개가 미국에 있다고 보도했다. 전체의 약 39%에 해당한다. 버지니아주만 668개로, 2위인 독일 전체(494개)보다 많다.

전력망 부담을 줄이기 위해 일부 관할 구역에서는 '직접 전력 가져오기' 규정을 검토한다. 이 정책은 데이터센터 운영자와 하이퍼스케일러가 자체 에너지원을 개발하거나 전력망 업그레이드 비용을 부담하도록 요구한다. 버지니아, 메릴랜드, 펜실베이니아, 뉴저지 주지사들은 자체 전력을 생산하는 데 동의하는 데이터센터 기업 승인을 신속 진행하는 법안을 공동 제안했다.

배트슨은 "전력망이 이미 포화 상태에 가까워 새로 데이터센터를 짓고 싶다면 전력망 확충 비용을 분담하거나 자체 발전 시설을 갖춰야 한다"고 설명했다. 그는 미시간의 한 데이터센터를 예로 들며, 개발사인 릴레이티드 디지털이 지역 전력 기업인 DTE 에너지에 증가한 전력 수요를 지원하기 위해 새로운 배터리 저장 시설을 제공하기로 동의했다고 소개했다.


에너지 수요 급증으로 기존 전력 기업들과 혁신 배터리 기업들이 수혜를 입는다. 블룸 에너지는 지난해 주가가 거의 300% 급등했고, GE 버노바는 100%, 컨스텔레이션 에너지는 60% 상승했다. 발전기 수요 급증으로 캐터필러는 지난해 다우존스 산업평균지수를 선도했다.

주 정부 규제당국은 기술 기업에 비용과 재무 의무를 부과하는 방식으로 맞서기 시작했다. 연방에너지규제위원회(FERC)는 지난달 PJM에 데이터센터 개발자들이 공정한 몫을 부담하도록 규칙을 마련하라고 명령했다.

한편 데이터센터는 부품 냉각에 상당한 에너지를 소비하는데, 기온이 높을수록 냉각 비용이 늘어난다. 미국 난방냉방 및 공조 엔지니어 협회에 따르면 데이터센터의 이상 온도는 섭씨 18도에서 27도 사이다. 그러나 싸타카 분석에 따르면 최소 600개 시설이 최적 범위 밖 지역에서 운영된다.

인도네시아는 184개, 브라질은 196개 데이터센터를 보유하는데, 두 나라 모두 평균 기온이 26도를 넘는다. 싱가포르는 평균 기온이 28도를 웃돌지만 78개 시설을 운영한다. 싸타카에 따르면 싱가포르에서는 20개 이상 기술 기업과 대학이 참여해 습하고 더운 기후를 위한 특정 냉방 시스템을 개발하는 이니셔티브가 진행된다.

업계에서는 이 지역에 가장 효과적인 방식으로 가능한 한 공기를, 더 뜨거울 때는 물을 사용하는 하이브리드 냉각 시스템을 꼽는다. 아랍에미리트처럼 극한 기온이 있는 일부 지역에서는 지하 건설도 고려된다. 중국에서는 해저 데이터센터 건설을 시험한다.

JLL 보고서에 따르면 미주 지역 데이터센터 임대료는 2030년까지 연평균 7% 오른다. 2030년까지 하이퍼스케일러들은 자신들이 소유한 데이터센터에 약 41기가와트 용량을 구축할 예정이며, 독점 시설 규모는 70기가와트로 두 배가 된다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com