AI 경쟁력 가르는 새 병목, 발전·송전 인프라

인공지능 패권 경쟁의 중심이 알고리즘과 GPU 확보에서 안정적인 전력 공급으로 이동하고 있다. 이달 초 미국 텍사스 당국은 전력망 전면 감사가 끝날 때까지 신규 데이터센터의 계통 연결 승인을 일시 중단했다. 접수된 신규 전력 수요는 474GW였고 약 90%가 데이터센터 몫이었다. 텍사스 전력망 최대 부하의 5배를 넘는 수요가 한꺼번에 몰리면서 기존 전력망의 수용 한계가 드러났다.

미국 버지니아주 라우던 카운티에서도 송전망 부족으로 일부 데이터센터의 전력 공급이 수년씩 늦어지고 있다. 도미니언 에너지가 대형 송전탑과 변전소 건설을 추진하지만 주민 반발과 공사 지연이 발목을 잡았다. 아일랜드에서는 데이터센터가 국가 전력 소비의 23%를 차지하자 에어그리드가 대정전 위험을 경고하고 신규 연결을 사실상 동결했다. 테크 기업들은 데이터센터 옆에 가스 터빈 등 자체 발전설비를 짓고 있다.

고성능 AI 가속기인 엔비디아 B200 GPU 한 장의 최대 열설계전력은 약 1kW로, 소비전력 100W급 텔레비전이나 냉장고 10대를 동시에 가동하는 수준이다. GPU 72장과 CPU 36장, 냉각장치를 결합한 서버 랙 하나에는 약 120kW가 필요하다. 이런 랙 약 1만2000개를 배치하면 PUE 1.4를 가정한 2GW급 AI 데이터센터가 된다. 이는 1GW급 표준형 원전 2기의 발전량에 해당하며, 인구 약 140만명인 광주나 대전의 연간 총전력 소비량도 웃돈다.

한국은 ‘대한민국 대도약 3대 메가프로젝트’를 통해 2035년까지 최대 18.4GW 규모의 AI 데이터센터 인프라 구축을 추진한다. 1.4GW급 APR-1400 원전 약 13기의 발전량과 맞먹는 규모다. AI 모델이라는 두뇌, GPU·HBM·NPU·CPU로 구성된 반도체 엔진, 공장 역할의 데이터센터, 연료인 전력은 어느 하나만 빠져도 전체 경쟁력이 작동하지 않는 구조다. HBM 경쟁력과 함께 발전설비와 송전망을 묶은 전력 인프라를 확보해야 계획한 AI 시설도 실제 가동할 수 있다.