미국 여름 폭염으로 AI 데이터 센터 에너지 수요에 대한 우려 확산, xAI Colossus 메가 시설의 전력망 부담에 주목

미국 전역을 휩쓸고 있는 대규모 열파가 국가의 전력망과 수도 공급에 부담을 주고 있으며, 막대한 전기와 물을 소비하는 AI 데이터센터의 급속한 확대에 대한 국민 지지를 시험하고 있습니다.

열파는 미국이 인공지능의 빠른 성장을 지원하기 위해 수천 개의 새로운 AI 데이터센터를 건설하려고 경쟁하고 있는 시점과 맞물려 있습니다. 전력사, 규제기관, 정책입안자들은 건설 속도가 국가의 전력 및 수도 기반시설 확장을 능가하고 있다고 점점 더 경고하고 있습니다.

정치 전 스펙트럼에 걸쳐 의원들은 데이터센터에 대한 감시 강화를 촉구하고 있습니다. 텍사스주지사 Greg Abbott는 화요일 유세 중에 시골 지역에서의 데이터센터 건설 금지를 촉구했습니다. 현 텍사스주지사는 이전에 데이터센터가 자체 전력을 생성하고 물을 재사용해야 한다고 말한 바 있습니다. 한편, 좌파 진영에서는 버몬트주 상원의원 Bernie Sanders와 뉴욕주 하원의원 Alexandria Ocasio-Cortez를 포함한 정치인들이 새로운 데이터센터 건설에 대한 유예를 촉구했습니다.

데이터센터 건설에 반대하는 것은 인기 있는 입장입니다. 최근 Gallup 조사에 따르면 10명 중 7명의 미국인이 자신의 지역사회에서의 데이터센터 건설에 반대하고 있으며, 절반은 전력 및 수도 공급을 포함한 자원의 과도한 사용을 주요 우려 사항으로 꼽았습니다.

미국 에너지부에 따르면 데이터센터는 미국 전력 수요의 4%를 차지하고 있으며, 이 수치는 2030년까지 9%로 증가할 것으로 예상됩니다. 미국의 대부분을 덮고 있는 열돔은 극한 기후 사건으로 인해 점점 더 많은 압력을 받고 있는 국가의 전력 시스템을 시험하는 것입니다. Gasilov Group의 자연자원 및 건설 환경 실무를 주도하는 파트너인 Arif Gasilov는 "열파는 현재의 배치 및 냉각 모델이 평균 조건을 위해 설계되었으며, 평균 조건이 날이 갈수록 사라지고 있음을 보여주고 있습니다"라고 말했습니다.

미국 동부 해안에서 미국 최대 전력망 사업자인 PJM Interconnection은 미국 에너지부에 데이터센터들이 긴급 신호로부터 15분 이내에 비상 발전기로 전환하도록 명령해 달라고 요청했습니다. 13개 주와 국가 수도에서 전력망을 운영하는 PJM은 이것이 주택 및 상업 고객을 위해 전력을 확보할 수 있다고 말했습니다. 전력사는 동부 해안 전역에 열돔이 고착되면서 이러한 변화를 요청했으며, Washington, DC에서는 체감온도가 섭씨 38.9도(화씨 104도)를 초과할 것으로 예상되고 뉴욕에서는 섭씨 37.7도(화씨 100도)가 될 것으로 예상됩니다. Central Park에서는 이 유명한 공원에서 10년 이상 보지 못한 기록 고온에 도달할 것으로 예상됩니다.

Pew Research에서 집계한 데이터에 따르면 미국에서는 대부분의 데이터센터가 남부와 중서부에 위치하고 있으며, 현재 운영 중인 3,000개의 데이터센터 중 하나로부터 5마일(8킬로미터) 이내에 사는 미국인이 38%입니다. 정상 온도에서 데이터센터의 냉각 시스템만으로도 전력 사용의 최대 40%를 차지하지만, Gasilov에 따르면 온도가 상승함에 따라 이것이 증가하는데, 이는 기후 변화로 인해 점점 더 흔해지고 있는 일입니다.

데이터센터는 이미 자신들 주변에 열섬을 만들어 전 세계의 온도를 높이고 있습니다. Cambridge 대학교 연구에 따르면 온도는 평균 섭씨 2도(화씨 3.6도) 증가했으며, 데이터센터 인근에서는 최대 섭씨 9.2도(화씨 16.3도)까지 증가했습니다. 전문가들은 이번 열파가 물과 전력을 많이 소비하는 AI 데이터센터의 급증으로 인해 앞으로 더욱 팽팽해지고 관리하기 어려워질 전력망의 압력을 보여준다고 믿고 있습니다.

긴장은 이 열돔을 훨씬 넘어섭니다. 전국의 전력사들은 수년 간의 상대적으로 평평한 소비 이후 수십 년 만에 처음으로 전력 수요가 증가하고 있다고 경고했습니다. 이러한 증가의 대부분은 AI 데이터센터, 운송 전기화, 그리고 새로운 제조 시설로 인해 발생하고 있으며, 전력사들이 노후 발전소의 폐지를 연기하면서 새로운 발전 및 송전선에 대한 투자를 가속화하도록 강요하고 있습니다.

이러한 압력은 이미 미국 전역의 상업 및 주택 고객들에게 미쳐졌습니다. 올해 초, Lake Tahoe 근처의 캘리포니아 고객 약 50,000명이 증가된 데이터센터 중심의 수요 속에서 새로운 전력 공급자를 찾도록 지시받았습니다. 버지니아에서는 37개의 데이터센터를 보유한 Henrico County가 기술 매체 404 Media에서 확보한 이메일에 따르면 전력망에 대한 증가되는 수요 속에서 학교들에 전력 사용을 제한할 것을 요청했습니다.

버지니아는 현재 운영 중인 398개의 데이터센터와 계획 중인 287개로 데이터센터의 순수한 수에서 전국을 주도하고 있습니다. 그 뒤를 이어 텍사스가 개장한 296개와 계획 중인 170개를 보유하고 있습니다. 일반적인 하이퍼스케일 데이터센터는 100~300메가와트의 전기를 필요로 합니다. 이는 미국의 최대 300,000개 가정을 공급하거나 평균 가구 규모를 기반으로 약 750,000명의 도시를 공급할 수 있습니다. 이는 Tennessee의 Nashville, North Carolina의 Charlotte, 또는 Canada의 Alberta의 Edmonton 같은 도시의 인구와 비교할 수 있습니다.

종합하면, 미국 데이터센터는 매년 약 176테라와트시의 전기를 소비하는데, 이는 약 1,600만 가정을 공급하거나 약 4,000만 명을 지원할 수 있습니다. 이는 Canada 또는 California의 인구 또는 세계에서 가장 인구가 많은 두 도시인 Indonesia의 Jakarta 또는 Bangladesh의 Dhaka의 인구와 대략 동등합니다.

이러한 확장은 이미 부담이 있는 많은 수도 시스템에도 압력을 가하고 있습니다. 냉각 시스템이 컴퓨터 서버를 안전하게 작동시키기 위해 냉각해야 하기 때문에 극한 기후 기간 동안 데이터센터의 용수 수요가 증가합니다. 많은 시스템은 물을 재순환시키지 않습니다. 데이터센터 냉각에 사용되는 마실 수 있는 물의 거의 80%가 증발합니다. Gasilov는 "시설이 열파 중에 증발식 냉각을 사용하면, 이미 스트레스를 받고 있는 동일한 수도 공급을 사용하고 있으며, 주민들은 종종 이미 제한을 받고 있습니다"라고 말했습니다.

현재 데이터센터의 용수 사용량은 하루 6억 2,700만 갤런(28억 5,000만 리터)으로 비교적 낮은 수준이며, 이는 축산업의 1,370억 갤런(6,230억 리터), 철강 산업의 18억 갤런(82억 리터), 주택 사용의 233억 갤런(1,045억 리터)과 비교됩니다. 하지만 AI에 대한 수요가 계속 급증함에 따라 이 산업의 용수 소비도 증가할 것입니다. 이 문제는 데이터센터 확장이 점점 더 물 부족 지역에 집중되고 있다는 사실로 인해 복잡해집니다. 2022년 이후 건설되었거나 개발 중인 모든 새로운 데이터센터의 3분의 2가 이미 물 부족을 겪고 있는 지역에 위치하고 있습니다.

하나의 대규모 AI 데이터센터는 하루에 최대 500만 갤런(1,890만 리터)의 물을 소비할 수 있습니다. 그러한 수요는 일반적으로 일년 중 가장 더운 시기에 상승합니다. 바로 많은 공동체들이 물 부족을 겪고 있는 시기입니다. UK에 본사를 둔 데이터센터 완화 서비스 Datamove의 EMEA 프로젝트 관리자인 Alex MacColl은 "데이터센터의 많은 냉각은 물에 의존하고 있으며, 다시 한번, 이것은 지역 환경에서 공급이 가장 부족할 시기일 가능성이 높을 때 발생할 것입니다. 이것은 계절적 불편함이 아니라 이 분야의 순환적 문제입니다"라고 말했습니다.

Environmental and Energy Institute에 따르면 대규모 데이터센터는 하루에 50,000명의 도시만큼 많은 물을 사용할 수 있습니다. 이는 Corpus Christi, Texas의 전체 인구의 약 15%입니다. 지역 및 주 관리들은 이미 도시가 곧 마실 수 있는 신선한 물이 부족할 수 있다고 우려하고 있습니다. Corpus Christi 지역에는 현재 3개의 데이터센터가 있지만, 그 중 하나는 "0 물 사용"을 주장합니다. 해당 지역의 일부 저수지는 용량의 10% 이하이며, 이 지역은 지난 5년간 가뭄 상태에 있습니다.