전기 먹는 괴물 AI가 원전을 살려냈습니다 (언더스탠딩 김상훈 기자)

이 영상은 한국에서 말레이시아로 이민 가고 싶은 이들에게 도움이 될만한 정보와 AI와 원전의 관계를 심도 있게 다루고 있습니다. 말레이시아로의 이민은 개인의 선택이지만, 이는 한국의 일자리 시장에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 특히, AI 산업의 급증에 따른 전기 수요 문제와 이를 해결하기 위한 원전 재가동의 필요성에 대한 분석이 인상적입니다. AI의 전기사용량과 미국의 원전 정책 변화, 그리고 이를 통한 데이터 센터 운영의 연결성을 통해 현재 전력 공급의 미래를 엿볼 수 있습니다.[0]

핵심주제

AI의 전력 수요 증가로 인해 전력 공급 문제가 발생하고 있다.[0][1][3][4]

AI 산업의 급속한 성장으로 전력 수요가 증가하고 있다.
미국의 데이터 센터는 AI를 지원하기 위해 막대한 전력을 필요로 한다.
기존 전력 인프라는 이러한 요구를 충족하기 어려운 상황이다.

원자력 발전소가 데이터 센터의 전력 문제 해결에 중요한 역할을 하고 있다.[1][2][5][10]

쓰리 마일 섬 원전을 재가동하여 데이터 센터에 전력을 공급할 예정이다.
원전은 지속적인 전력 공급이 가능하여 AI의 전력 문제 해결에 기여할 수 있다.
미국에서는 데이터 센터를 위한 원전 활용 방안을 적극적으로 검토 중이다.

AI와 데이터 센터의 전기 요금은 중요한 경영 이슈로 부상 중이다.[3][8][11]

챗GPT3와 같은 AI 모델은 막대한 전기 요금을 발생시킨다.
데이터 센터의 운영 비용 중 많은 부분이 전력 비용에 할애된다.
높은 전기 요금은 AI 서비스의 경제적 지속 가능성에 영향을 미친다.

태양광과 풍력 발전은 데이터 센터의 전력 수요를 충분히 충족하지 못하고 있다.[8][5][7]

데이터 센터의 24시간 안정적 전력 공급이 필요한데, 재생에너지는 가변적이다.
ESS를 통해 전력 효율성을 높이려 하고 있지만 비용 문제가 지적된다.
대안으로 원전이 다시 주목받고 있다.

미국 원전 산업이 AI 전력 수요 대응을 위하여 재부흥하고 있다.[13][2][0]

원전 산업이 AI와 에너지 문제 해결에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.
미국은 원전 재가동을 통해 전력 공급망의 복원을 시도하고 있다.
AI와 원전의 조합은 전력 효율을 극대화할 수 있는 잠재력이 있다.

타임라인

1. 🔌 AI와 원전 문제00:00:30

요즘 미국에서는 AI 사용으로 인해 전기 부족 문제가 발생하고 있다.
AI 운영에는 많은 전기가 필요하므로, 전력 공급의 확대가 요구된다.
미국은 원전을 통해 AI 전기를 공급하는 방안을 고려 중이다.
콘스텔레이션 에너지가 청정에너지 발전소 운영에 나서고 있다.
이러한 움직임은 미국 내 전력 공급 및 에너지 정책 변화로 추정된다.[0]

2. 🌍 쓰리 마일 섬 원전 재가동과 데이터 센터 전력 문제00:02:37

쓰리 마일 섬 원전 1호기를 재가동하여 20년간 마이크로소프트 데이터 센터에 전기를 공급하기로 계약했다.
쓰리 마일 섬은 미국 펜실베니아에 위치하며, 동부의 뉴욕 아래쪽에 있다.
일론 머스크는 전기차와 AI가 전기 부족이라는 큰 문제에 직면할 것이라고 예측했다.
AI의 발전을 위한 데이터 센터는 막대한 전력을 소모하는데, 현재 그에 필요한 전력이 부족하다.
구글, MS, 오픈AI, 아마존 등은 대규모 데이터 센터 건설을 계획하고 있지만, 전력 공급의 한계가 문제로 지적된다.[1]

3. 🔋 AI 산업과 원전 활용 방안00:04:27

AI 산업의 급속한 성장으로 즉각적인 전력 수요가 증가했다.
빅테크 기업들은 원래 SMR을 데이터 센터 옆에 설치하려 했지만, 대신 기존 원전을 활용하려는 움직임이 있다.
KT와 SK 등 여러 기업이 원전 활용을 위해 원전 재가동을 신청했다.
미국은 천연가스 발전소와 경쟁하는 원전 발전 단가가 높아 다수의 원전을 조기 폐쇄했다.
MS는 과거에 폐쇄된 3마일 섬 원전을 재가동해 데이터 센터 전력으로 사용하려고 시도 중이다.
챗GPT3의 전력 소모량은 시간당 1187MW로, 이는 미국 평균 가정이 120년 동안 사용할 전력량과 동일하다.[2]

4. ⚡️ AI와 전기 요금 문제00:07:10

챗GPT3를 작동시키는데 막대한 전기 요금이 발생한다.
1시간 작동에 11만 달러, 하루 작동에 35억 원의 비용이 들어간다.
1년 기준으로는 1.3조 원의 전기 요금이 필요하다.
챗GPT의 검색 한 건당 비용이 25원으로 다른 검색 엔진보다 높다.
AI 모델들의 발전과 함께 전기 사용량도 급증하고 있으며, 많은 데이터 센터가 필요하다.[3]

5. ⚡ 데이터 센터의 전력 소비 현황00:08:56

2022년에 전 세계 데이터 센터는 약 340테라와트시의 전기를 사용했다.
원전 1기가 1년 360일 쉬지 않고 가동하면 8.7테라와트시의 전력을 생산한다.
그러므로 데이터 센터의 전력 소비를 충족하려면 원전 39기가 필요한 상황이다.
우리나라의 연간 전기 소비량은 약 568테라와트시로, 데이터 센터가 전체 전기의 약 60%를 사용한다.
인도네시아는 인구가 약 2.8억 명인데도 전기 소비량은 300테라와트시에 불과하다.
미국은 전 세계 데이터 센터의 전력을 절반 가까이 사용하고 있다.
2023년 데이터 센터 전력 소비가 400테라와트시로 추정되며, 2030년에는 2~3배 증가할 것으로 보인다.[4]

6. ⚡ 데이터 센터의 전력 문제와 원전의 역할00:10:41

데이터 센터의 전력 소비 증가로 인해 발전소 건설이 어려운 상황이다.
천연가스 발전소는 탄소 배출 문제로 인해 일부 주민들의 반대에 부딪히고 있다.
미국에서는 많은 원전이 조기 폐쇄되었지만, 이들을 재활용하여 전력 문제를 해결하려는 시도가 있다.
원전은 운영비가 높지만, 데이터 센터와의 전력 공급 문제 해결에 도움을 줄 수 있다.
한국의 경우, 규모의 경제로 인해 원전 발전 단가가 미국보다 낮다.[5]

7. 🌍 스리마일 섬 원전 재가동과 MS의 역할00:13:24

스리마일 섬의 원전 1호기는 경제성 문제로 2019년에 문을 닫았으나, MS의 요청으로 재가동을 준비 중이다.
MS는 발전소 재가동 비용인 16억 달러를 지불했고, 전력 구매 비용도 미리 납부했다.
2028년부터 데이터 센터에 원전 전기가 공급될 예정으로 추정된다.
태양광과 풍력이 증가하고 있지만, 석탄 발전소는 감소하고 있다.
태양광 발전소는 매년 10개 이상 건설되며, 저렴한 전기로 각광받고 있다.[6]

8. ⚡️ 미국 송전망 문제와 AI 전력 수요00:15:31

석탄 발전소가 사라지면서 빈자리를 태양광과 풍력 발전소가 채우고 있다.
발전소의 전체 용량은 지난 10년간 제자리 수준이다.
AI의 급격한 전기 수요 증가로 인해 새로운 발전소가 필요해졌다.
송전망의 용량 부족으로 새로운 발전소 건설이 어려운 상황이다.
미국에서는 발전소를 짓고 송전망에 연결하기까지 평균 4년, 많게는 6년 이상이 걸린다.
송전망 확대에는 전선과 변압기 등의 인프라가 많이 필요하다.[7]

9. ☀️ 태양광 및 풍력 발전과 데이터 센터의 비효율 문제00:17:47

데이터 센터는 24시간 운영이 필요하지만, 태양광과 풍력 발전소는 일정하지 않은 전력을 제공한다.
문제를 해결하기 위해 ESS(에너지 저장 시스템)을 사용해야 하지만, 이는 리튬이온 배터리의 높은 비용으로 비효율적이다.
리튬이온 배터리는 1kWh 저장에 약 400달러가 소요되며, 상용화를 위해선 비용을 20달러 수준으로 낮추어야 한다.
ESS 사용 시 데이터 센터 운영 비용이 비싸져 효율성이 떨어진다.
빅테크 기업들은 데이터 센터 운영을 위해 원전을 선택할 수밖에 없는 상황이다.[8]

10. ⚡ 원전 인근 데이터 센터의 전력 활용과 확장 계획00:19:01

아마존 웹서비스는 지난 3월 서스쿠언나 원전 근처의 데이터 센터 확장을 발표했다.
원전 옆에 위치한 데이터 센터는 901기가와트시 규모로 확장될 예정이다.
전력은 송전 없이 직접 데이터 센터에서 사용될 계획이다.
MS는 빌 게이츠가 투자한 테라파워의 SMR을 데이터 센터에 적용할 계획이었다.
그러나 SMR의 설계 허가 지연으로 상용화는 빨라야 2030년으로 예상된다.
그러므로, MS는 기존에 멈춰있는 원전의 재가동을 검토 중으로 추정된다.[9]

11. ⚡ 원전 재가동과 데이터 센터 전력 공급00:20:26

SMR과 기존 원전은 컨셉은 유사하지만, 규모에서 차이가 있다.
3개의 미국 원전이 데이터 센터 전력 공급을 위해 재가동 준비 중이다.
6기의 비상업용 원전을 제외하면, 총 9기의 원전이 데이터 센터 전력 공급 가능성이 있다.
원전 재가동으로 전 세계 데이터 센터 전력의 약 13%를, 미국 데이터 센터 전력의 약 30%를 공급할 수 있을 것으로 추정된다.
원전은 비용이 상대적으로 저렴하고 지속적으로 전기를 생산 가능해 매력적이다.
그러나 원전 재가동에는 미국 규제 당국의 허가 조건을 맞추기 위한 비용이 발생한다.[10]

12. ⚡️ 데이터 센터와 원전의 역할00:22:24

미국은 비용 절감을 위해 셰일가스를 사용해 원자력 발전소를 조기 폐쇄했으나, 필요한 경우 원전을 재가동할 계획이다.
폐쇄된 원전 옆에 데이터 센터를 건설하는 방식이 논의되고 있으며, 이는 전력 비용 절감을 위한 전략으로 보인다.
도미니언 에너지는 원전 옆에 데이터 센터를 짓기 위해 주정부에 신청했다고 한다.
전력 비용 절감을 위해 송전 비용을 줄일 수 있는 원전 인근 데이터 센터 건설이 유리한 선택이라 판단된다.
미국 버지니아주는 전기요금이 상대적으로 저렴해 데이터 센터가 밀집된 지역으로 알려져 있다.
데이터 센터가 도심에서 운영되는 이유는 직원들의 출퇴근 문제와 관련이 있는 것으로 추정된다.[11]

13. 🌊 데이터 센터의 효율적 위치 선정00:25:22

포토맥 강 인근은 풍부한 물을 통한 냉각수 사용으로 전기요금을 절감할 수 있다.
칩의 발열 문제로 인해 에어컨 사용이 불가피하므로 추가 전력이 필요하다.
물을 사용한 냉각은 에어컨 사용을 줄여 전기요금을 낮출 수 있다.
원전 근처에 데이터 센터를 짓는 것은 송전 비용을 절감하고 싸게 전기를 사용할 수 있기 때문이다.
도심보다는 전기요금이 싼 지역에 데이터 센터를 위치시키는 것이 유리하다.
데이터 센터는 주로 부동산 개발 목적으로 지어져 시간이 지나면 아파트로 전환될 가능성이 있다.[12]

14. ⚡️ 미국 원전 산업의 재부흥과 AI 전력 수요00:27:03

미국은 원전 산업의 르네상스를 맞고 있다.
이에 따라 공급망 복원이 중요하게 다뤄지고 있다.
AI 산업과 원전 산업의 조합은 긍정적인 시너지를 발휘할 것으로 기대된다.
미국의 상업용 원전 93개 중 54개는 추가 발전소를 건설할 수 있는 부지가 있다.
이러한 개발로 AI 전력 수요를 충분히 충족할 수 있다.
정부는 제도적 지원을 통해 이 기회를 극대화해야 한다.[13]