‘AI 3강국’ 노리는 정부…“재생에너지로는 안정적 전력 공급 어려워”

지난 3월 서울 여의도 국회에서 열린 AI강국위원회 주관 토론회에 이재명 당시 더불어민주당 대표가 참석하고 있다. [사진=뉴시스]

【투데이신문 양우혁 기자】 이재명 정부가 ‘AI 3강국 도약’을 목표로 100조원 투자 계획을 내놨지만, 이를 떠받칠 에너지 인프라 전략은 빠져 있다는 지적이 나온다. 막대한 전력을 요구하는 AI 산업 구조와 달리, 정부 에너지 정책은 여전히 재생에너지 중심 전환에 치우쳐 있어 ‘첨단 기술 투자’와 ‘친환경 전환’이 엇박자를 낸다는 우려가 커지고 있다.

12일 국제에너지기구(IEA)에 따르면 생성형 AI 확산과 함께 전 세계 데이터센터의 전력 수요가 급격히 늘어날 것으로 전망된다. IEA는 오는 2030년까지 데이터센터의 연간 전력 소비가 현재의 두 배인 945TWh에 이를 것으로 내다봤다. 이는 일본 전체 연간 전력 소비량을 웃도는 수준이다.

다만 이러한 전력 수요를 감당할 기반이 국내에는 충분히 갖춰져 있지 않다는 데 있다. 정부는 ‘재생에너지 중심 사회로 조속히 전환하겠다’는 입장을 견지하고 있지만, 태양광·풍력 기반 전력은 기상 조건과 시간대에 따라 생산량이 급변하는 특성상, 고연산·고정밀 AI 인프라를 안정적으로 운용하는 데 구조적인 한계를 지닌다.

이재성 중앙대 AI학과 교수는 “신재생에너지는 순간 출력 대응력이 떨어지기 때문에, 학습 과정에서 일정하고 지속적인 전력을 요구하는 AI 산업과는 구조적으로 맞지 않는 면이 있다”면서, “AI는 연산이 멈추면 전체 프로세스가 중단될 수 있어, 출력 변동성이 큰 재생에너지와는 근본적으로 전력 수급 성향이 다르다”고 설명했다.

이어 “재생에너지는 입지 특성상 지방이나 해안가에 주로 설치되는데, 발전소와 데이터센터 간 거리가 멀어질수록 송전 과정에서 열 손실이 발생해 전력 효율이 떨어진다”며 “입지 제약과 송전 손실을 고려할 때, AI 산업의 특성과 재생에너지는 구조적으로 부합하지 않는다”고 덧붙였다.

실제로 글로벌 테크 기업들은 이 간극을 원자력 발전이라는 선택지로 좁혀가고 있다. 최근 메타는 미국 콘스텔레이션 에너지와 1.1GW 규모의 전력을 20년간 구매하는 계약을 체결했다. 공급처는 일리노이주에 위치한 클린턴 원자력 발전소로, 100만 가구가 동시에 사용할 수 있는 전력량에 해당한다. 마이크로소프트는 사고 이후 폐쇄 절차에 돌입했던 스리마일섬 원전을 대상으로 장기 전력 구매계약(PPA)을 체결하면서 해당 원전의 재가동을 이끌어냈다.

구글은 SMR(소형모듈원전) 개발 기업 카이로스 파워와 손잡고 2035년까지 총 500MW의 전력을 구매할 계획이다. 오픈AI는 샘 올트먼 CEO가 직접 투자한 SMR 기업 오클로와 에너지 계약을 추진 중이다. 아마존웹서비스(AWS)는 X에너지에 5억 달러를 투자하고, 2030년부터 가동될 워싱턴주 SMR 발전소에서 320MW 규모의 전력을 장기 구매하기로 했다.

이 같은 움직임은 AI 산업의 경쟁력을 좌우할 핵심 요소로 24시간 안정적으로 공급 가능한 고효율 전력 확보가 중요하다는 인식이 반영된 결과다. 미국 정부 역시 이러한 시장 흐름에 발맞춰 지난달 원자력 발전 용량을 현재 100GW에서 2050년까지 400GW로 4배 확대하는 행정명령을 발표했다. 원전은 기저발전 능력과 무탄소 전력이라는 두 가지 조건을 동시에 충족할 수 있는 유일한 대안으로, 기후 대응과 산업 성장을 동시에 추구하려는 정책 기조에 정확히 부합한다.

한국 정부는 아직 글로벌 흐름에 발맞춘 에너지 전략을 명확히 제시하지 못하고 있다. ‘AI·반도체 산업에 대한 대규모 투자’를 강조하고 있지만, 정작 이를 뒷받침할 전력 공급 대책, 특히 원자력 활용 방안은 정책 기조에서 뚜렷하게 드러나지 않는다. 에너지믹스의 중요성을 언급한 바 있지만, 실제로는 신재생에너지 확대에 방점이 찍힌 모습이다.

이에 따라 산업 현장에서는 정부의 전략에 대한 우려가 제기되고 있다. 데이터센터의 국내 입지를 확대하겠다는 계획에도 불구하고, 이를 지탱할 전력망 안정성 확보, 장기 전력 구매계약(PPA) 도입, 입지 규제 완화 등의 기반 조치는 여전히 미비하다는 지적이다. 특히 원전이나 그에 준하는 기저전력원이 빠진 상태에서 ‘AI 고속도로’ 구상을 밀어붙이는 것은 실효성이 떨어진다는 우려의 목소리가 나온다.

강천구 인하대 제조혁신전문대학원 초빙교수는 “AI 산업이 아무리 고도화되더라도, 이를 뒷받침할 수 있는 전력 인프라 없이는 지속적인 운용이 어렵다”며 “특히 24시간 안정적인 전력 공급이 핵심인 만큼, 출력 변동성이 큰 재생에너지에만 의존해서는 산업 수요를 감당하기 힘들다”고 지적했다.

이어 그는 “AI는 결국 에너지 집약적 산업이며, 이를 가능하게 하려면 기저발전 확보가 선결 과제”라며 “정부가 진정으로 AI 시대를 준비하려면 에너지 정책을 기술·산업 전략과 통합한 실질적 로드맵을 마련해야 한다”고 강조했다.