인도의 데이터센터 용량은 2030년까지 급격히 확장될 전망입니다. 디지털화와 인공지능(AI) 도입이 가속화되면서 IT 부하 용량은 현재 1.4GW에서 6.5~17GW로 증가할 것으로 예상됩니다. 하지만 이러한 성장이 전력망 안정성, 용수 확보, 탈탄소화 목표에 미칠 영향에 대한 준비는 여전히 미흡한 상황입니다.
데이터센터 확장이 야기하는 전력망 부담과 화석연료 회귀 위험
데이터센터는 24시간 365일 중단 없는 전력 공급을 필요로 하며, 이는 지속적인 기저부하 수요를 발생시킵니다. 특히 AI 전용 데이터센터는 기존 데이터센터보다 훨씬 높은 처리 능력을 요구합니다. 기존 데이터센터가 일반적으로 10~25MW의 전력을 소비하는 반면, 하이퍼스케일 AI 시설은 100MW를 초과할 수 있으며 이는 알루미늄 제련소와 같은 중공업 시설에 버금가는 수준입니다.
전 세계적으로 데이터센터의 급속한 확장은 화석연료 발전의 부활 위험을 높이고 있습니다. 미국에서는 데이터센터가 전체 전력 소비에서 차지하는 비중이 2014년 1.4%에서 2023년 4.4%로 증가했으며, 석탄 발전소 폐쇄를 지연시키고 전력 회사들이 가스 발전 설비를 추가하도록 만들었습니다. 중국에서는 데이터센터의 추가적인 전력 수요를 기존 석탄 화력 발전소의 증설을 통해 충당하고 있습니다. 아일랜드에서는 데이터센터가 2023년 국가 전체 전력 수요의 21% 이상을 차지하게 되면서, 기후 목표 달성을 위해 2028년까지 신규 데이터센터 건설이 금지되었습니다.
인도에서는 데이터센터 전력 수요가 2024년 약 13TWh(총 수요의 0.8%)에서 2030년 약 57TWh(총 수요의 2.6%)로 거의 5배 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 수요 증가는 뭄바이, 벵갈루루, 하이데라바드, 첸나이와 같은 주요 도시 지역에 집중될 것으로 전망됩니다. 갑작스럽고 집중적인 수요 증가는 전력망 경쟁을 심화시키고 안정성을 저해하며, 전력 회사들이 발전 및 공급 용량을 신속하게 증대하도록 강요합니다. 국제에너지기구(IEA)는 데이터센터의 국지적인 수요 급증이 분산된 부하보다 훨씬 더 큰 전력망 통합 문제를 야기할 수 있다고 경고했습니다.
문제는 이러한 수요 급증에 대한 대비가 부족하다는 점입니다. 인도는 이미 재생에너지 가치 사슬 전반에 걸쳐 송전 용량 병목 현상과 같은 전력망 통합 제약뿐만 아니라 토지 수용 문제 및 장기 구매 계약 부족과 같은 프로젝트 개발 및 시장 장벽에 직면해 있습니다. 에너지·환경·수자원 위원회(CEEW)의 연구에 따르면, 대규모 재생에너지는 간헐성, 높은 토지 매입 비용, 토지 이용 갈등, 극단적인 기후 현상과 같은 문제에 점점 더 많이 직면하게 될 것입니다. 재생에너지 발전소를 도심에서 더 멀리 떨어진 곳에 건설하려면 송전 인프라에 상당한 투자가 필요하며, 이는 이미 재정난에 시달리는 배전 회사(discoms)에 더욱 부담을 가중시킬 것입니다. 결국 지역 전력 회사들은 데이터센터 수요를 충족하기 위해 석탄 화력 발전량을 늘릴 가능성이 높으며, 이는 전력 부문의 탈탄소화를 늦출 위험이 있습니다.
냉각 시스템으로 인한 물 부족 심화와 지역적 불평등
데이터센터는 냉각 수요로 인해 지역의 물 부족 현상을 심화시킬 수 있습니다. 물 사용량은 냉각 기술, 데이터센터 설계 및 지역 기후에 따라 다르지만, 증발식 수냉을 사용하는 일반적인 100MW급 하이퍼스케일 시설은 현장 냉각에 하루 약 80만 리터의 물을 소비할 수 있습니다. 인도의 높은 주변 온도와 현대 AI 워크로드의 극심한 열 밀도를 고려할 때, 액체 냉각은 AI 중심 데이터센터에서 가장 효율적인 기술로 자리 잡을 것으로 예상됩니다.
서버의 액체 냉각 방식은 일반적으로 폐쇄형 시스템으로 물 사용량이 매우 적지만, 냉각탑과 같은 수냉식 열 방출 시스템에 의존하는 데이터센터는 전체적인 물 소비량이 높아 지역의 물 부족 현상을 악화시킬 수 있습니다. 미국에서는 2022년 이후 건설된 신규 데이터센터의 3분의 2가 이미 물 부족에 시달리는 지역에 위치하고 있다는 보고도 있습니다.
CEEW 연구에 따르면 인도 전체 지역의 57%가 극심한 폭염으로 인한 위험도가 높거나 매우 높은 수준이며, 주요 데이터센터 허브들이 이러한 지역에 집중되어 있습니다. 데이터센터가 지하수나 상수도에 크게 의존하는 경우, 농업 및 가정용수 공급과 경쟁하게 될 수 있습니다. 인도의 물 문제는 이미 농업 생존, 도시 빈민 생활, 여성 노동 부담, 폭염 사망률과 직접 연결된 사회적 위기입니다. 데이터센터가 하루 수십만~수백만 리터의 물을 소비한다는 사실은 단순한 효율 기준 문제가 아니라, AI를 위해 누가 물을 포기해야 하는가라는 윤리적 질문을 제기합니다.
극심한 폭염에 노출되면 여름철 냉방 부하가 크게 증가하거나, 피크 부하 관리 문제가 악화되어 화석 연료 기반 발전 의존도가 높아질 수 있습니다. 기후 변화에 대한 취약성 또한 이러한 우려를 더욱 심화시킵니다. CEEW 연구는 이러한 지역들이 극한 기후 현상에도 취약하다는 점을 지적합니다. 따라서 이러한 지역에 데이터센터를 건설하면 데이터 손실 및 서비스 중단으로 이어져 재정적 손실을 초래할 수 있으며, 특히 인공지능(AI)이 많은 분야에서 점점 더 필수적인 기술이 되어가는 상황에서 더욱 그렇습니다.
지속가능성을 위한 정책적 대응과 통합 계획의 필요성
전 세계적으로 데이터센터의 환경 및 에너지 문제에 대응하기 위한 다양한 정책들이 시행되고 있습니다. 유럽연합(EU)의 최신 에너지 효율 지침에 따라 총 에너지 소비량이 1MW를 초과하는 데이터센터는 가능한 경우 폐열 회수 시스템을 활용해야 합니다. 한국은 서울 수도권 외 지역에 건설되는 데이터센터에 대해 전기 설비 부담금 50% 감면 혜택을 제공합니다. 싱가포르는 신규 데이터센터 건설을 일시적으로 중단했다가 이후 녹색 데이터센터 로드맵에 따라 지정된 구역에 고효율 시설만 허용했습니다. 네덜란드는 하이퍼스케일 개발에 대한 구역 설정 제한 및 상한제를 시행했으며, 아일랜드는 전력망 연결 승인을 시스템 제약 조건 및 유연성 요구 사항과 연계하여 데이터센터가 충분한 전력망 용량을 갖춘 지역으로 유치하도록 유도하고 있습니다.
인도에서는 데이터센터의 환경 성능에 대한 포괄적인 규제 체계가 아직 발전 단계에 있습니다. 현재 데이터센터에 대한 업계 전반의 물 또는 에너지 기반 성능 표준이 없으며, 물 사용량, 전기 소비량 또는 배출량 보고에 대한 의무 사항도 없습니다. 2020년 데이터센터 정책 초안은 지속가능성을 지향하는 의지를 보여주지만, 아직 이를 강제할 수 있는 조항으로 구체화하지는 못했습니다. 데이터센터의 에너지 효율에 대한 지침은 에너지 효율국(Bureau of Energy Efficiency)에서 2010년에 마지막으로 발표되었습니다.
데이터센터는 현재 '지정 소비자'로 분류되지 않습니다. 이 범주에는 철강, 알루미늄, 비료와 같이 에너지 집약적인 대규모 산업체가 포함되며, 이러한 산업체는 정기적인 에너지 진단, 인증된 에너지 관리자 임명, 에너지 사용량 보고, 그리고 해당 산업 분야의 에너지 효율 목표 준수를 법적으로 의무화하고 있습니다. 데이터센터 용량이 확장됨에 따라, 특히 대규모 하이퍼스케일 시설의 성장과 함께, 정책 입안자들은 지정 소비자 제도(Designated Consumer framework) 또는 그 구성 요소를 이 분야로 확대 적용하는 방안을 고려해 볼 수 있습니다.
중앙 정부와 지방 정부는 다음과 같은 협력적 조치를 취할 필요가 있습니다. 첫째, 데이터센터 수요 예측을 주별 전력 수요 예측에 통합하여 적절한 전력망 계획을 수립해야 합니다. 둘째, 데이터센터 수요 충족을 위해 24시간 가동되는 재생에너지(RE) 시스템과 스토리지를 전략적으로 결합하여 인센티브를 제공해야 합니다. 셋째, 대규모 데이터센터, 특히 물 부족 지역의 데이터센터에 대해 물 사용량 보고를 의무화하고 물 사용 효율성 기준을 설정해야 합니다. 넷째, 부지 선정 및 인허가 절차에 토지-에너지-물 위험 평가를 포함시켜 지역 자원 가용성, 환경 제약 및 장기적인 인프라 호환성과 조화를 이루도록 해야 합니다.
인도의 디지털 강국으로의 도약은 불가피하지만, 그에 따른 환경적 비용은 불가피하지 않습니다. 정책 입안자들과 모든 이해관계자들은 통합적인 에너지, 수자원, 기후 계획을 우선적으로 고려하여 데이터센터 붐을 잠재적인 환경적, 경제적 부담에서 지속 가능하고 전략적인 국가 자산으로 전환해야 합니다. 하지만 여전히 중요한 질문이 남아 있습니다. 이 성장이 누구를 위한 것인가? AI 데이터센터의 주요 수혜자는 글로벌 빅테크, 해외 투자자, 대도시 엘리트 산업인 반면, 비용은 지역 전력망 사용자, 물 부족 지역 주민, 농업·도시 저소득층이 부담하게 됩니다. 기술 관리만으로는 충분하지 않으며, 권력과 분배의 문제를 함께 다루어야 진정으로 지속 가능한 미래를 만들 수 있을 것입니다.
[출처]
제목/채널명: https://www.ceew.in/blogs/why-is-water-based-cooling-a-big-issue-for-ai-data-centres-in-india