AI 데이터센터 동시 전력 차단으로 1,000마일 전력망 교란 유발, 구조적 전력망 취약성 노출

버지니아주 북부에서 수요일 아침, 불빛이 깜빡였다. 에어컨은 신음했고, 냉장고는 평소에는 내지 않을 소리를 냈다. 폭풍이 몰아쳤던 것도, 변압기가 터졌던 것도 아니었다. 대신 송전선이 끊어졌고, 클라우드 스토리지, AI 챗봇, 스트리밍 서비스를 가동하는 AI 데이터센터들이 보호 시스템의 지시에 정확히 따라 한꺼번에 전력망에서 분리되었다.

중형 도시 여러 개에 전력을 공급할 수 있는 3기가와트(GW) 이상의 수요가 거의 동시에 사라졌다. 전력망은 이에 대비되어 있지 않았다. 단일 송전선로 고장이 연쇄 반응을 일으켜 해결되는 데 10분과 천 마일이 걸렸다.

로이터 통신에 따르면, 유틸리티 기업 도미니온 에너지(Dominion Energy)는 데이터센터의 내부 제어 시스템이 7월 22일 고장을 감지하고 자동으로 백업 전력으로 전환했다고 확인했다. 워싱턴 D.C.부터 미드웨스트까지 6,700만 명에게 전력을 공급하는 미국 최대 전력망인 PJM 인터커넥션(PJM Interconnection)은 갑작스러운 주파수 변화—심장 부정맥과 같은 전기적 현상—를 기록했다. 센서 네트워크 회사 틴랩스(Ting Labs)의 CEO 밥 마셜(Bob Marshall)은 로이터에 자사의 140만 개 센서가 워싱턴 D.C.부터 시카고까지 이어지는 전압 교란을 포착했다고 전했다. 마셜은 "전력 품질이 상당히 큰 타격을 입었다"고 말했다. 일반적으로 전력망 교란은 밀리초 단위로 해결되지만, 이번 사건은 약 10분이 걸렸다.

정전 사태는 선포되지 않았다. 이는 명확한 설명 없이 가정용 고객들이 조명이 깜빡이고 가전제품이 멈추는 것을 지켜볼 때 냉담한 위로일 뿐이다.

이것은 새로운 문제가 아니다. 오히려 가속화되고 있는 문제다. 데이터 센터 다이내믹스(Data Center Dynamics)에 따르면 2024년 7월 버지니아주 데이터센터 약 60곳이 동시에 분리되며 전력망에 약 1,500메가와트(MW)의 잉여 전력을 쏟아부었고, 연쇄 정전을 피하기 위해 긴급 조치가 취해졌다. 이후 북미전기신뢰성공사(NERC)는 태스크포스를 구성했다. 2년 후 동일한 패턴이 두 배 이상 규모로 반복되었다. NERC의 존 무라(John Moura)는 "전력망은 1,500MW 규모의 데이터센터 손실을 견디도록 설계되지 않았다"며 "더 많은 전력망 자원이 추가되지 않는 한 어느 수준에서는 견딜 수 없을 정도로 커진다"고 경고했다.

위험은 전력 부족이 아니라, 기가와트 단위의 전력이 전력망이 대응할 수 있는 속도보다 빠르게 사라질 때 발생하는 일이다. 사람들은 모두 전력이 충분하지 않음을 걱정한다. 새로운 위협은 그 반대 방향으로 작용한다. 막대한 부하가 순식간에 사라지면 전력망은 과잉 공급 상태가 되고, 전압이 급등하며 주파수가 위험하게 흔들린다. 이를 여섯 차선 고속도로의 모든 운전자가 동시에 브레이크를 밟는 상황에 비유할 수 있다. 충돌은 없겠지만, 순수하고 예방 가능한 혼란이 발생한다.

전력망 운영자는 데이터센터가 사소한 고장 시에도 '관통(ride through)'하여 연결 상태를 유지하기를 원한다. 반면 데이터센터 운영자들은 고장 중에도 온라인 상태를 유지하는 것이 수억 달러 상당의 민감한 하드웨어와 정밀 냉각 시스템을 손상시킬 위험이 있다고 강력히 반발한다. 양측의 입장은 모두 합리적이다. 하지만 AI 캠퍼스가 기가와트 수준의 전력 소비로 확장됨에 따라 어느 쪽도 지속 가능하지 않다. NERC는 이제 다음 사건 전에 운영자에게 더 나은 가시성을 제공하도록 설계된 고해상도 모니터링 요구사항과 함께 PERC1이라는 기술 프레임워크를 포함한 의무 모델링 기준을 개발 중이다.

계산서는 이미 도착했다. PJM은 전송 및 용량 비용을 모든 요금 납부자에게 분산시키는 대신 데이터센터 개발자에게 직접 전가하는 규제 변경을 추진하고 있다. 텍사스와 펜실베이니아를 비롯한 주들은 전력망 비상 시 유틸리티가 주거용 고객보다 대규모 상업 부하를 먼저 차단할 수 있도록 하는 프레임워크를 검토 중이다. 또한 버지니아주의 도미니온 에너지와 데이터센터 소유자들은 7월 22일 동부 전력망을 뒤흔든 동시 분리 사태를 유발하지 않도록 시설 제어 시스템을 조정하기 시작했으며, 이로 인해 사이트가 짧은 시간 동안의 전력망 고장 중에도 연결 상태를 유지하도록 하고 있다.

매일 사용하는 AI 도구 뒤에 숨겨진 보이지 않는 인프라는 이제 매우 구체적인 주소를 갖게 되었다. 당신의 전기 요금은 곧 그것을 반영하게 될 것이다.