생성형 AI(인공지능) 시장의 폭발적인 성장이 미국의 에너지 인프라에 전례 없는 압박을 가하고 있다. 데이터센터의 막대한 전력과 물 사용량이 지역 사회에 부정적인 영향을 미쳐 환경 부담과 함께 전기요금 인상이 이어질 것이란 전망이 나온다.

29일 퓨리서치센터가 이달 공개한 AI 데이터센터(DC) 관련 보고서에 따르면 미국 DC의 전력 소비량은 2024년 기준 183테라와트시(TWh)를 기록했다. 이는 미국 전체 전력 소비량의 4% 이상을 차지하는 규모로, 파키스탄의 연간 전력 수요와 맞먹는다.

보고서는 국제에너지기구(IEA) 데이터를 인용해 미 데이터센터의 전력 소비량이 오는 2030년 426TWh로 133% 급증할 것이라고 분석했다. AI에 특화된 하이퍼스케일(초거대) DC의 전력 소비는 더 어마어마하다. 초거대 데이터센터 1곳은 연간 10만가구가 쓰는 전력을 소비하며, 현재 건설 중인 대형 DC들은 이보다 20배 많은 전력을 쓸 것으로 예측된다.

미 전역에서 4000개 이상의 데이터센터가 운영 또는 개발되고 있으며, DC의 약 3분의 1이 버지니아, 텍사스, 캘리포니아 3개주에 집중됐다. 특정 지역에 데이터센터가 몰리면서 전력망에 가해지는 부담도 커지고 있다. 지난 2023년 버지니아주에서는 전체 전력 공급량의 26%를 데이터센터가 소비했다. 4가구 중 1가구가 사용할 전기를 DC가 쓴 셈이다.

환경 부담도 만만치 않다. 데이터센터의 전력 소비 중 60%는 서버 가동에, 7~30%는 냉각 시스템에 사용된다. 문제는 고성능 AI 칩이 일반 칩보다 2~4배 많은 전력을 잡아먹는다는 점이다. 냉각 과정에서 소모되는 물의 양도 간과할 수 없는 이슈다. 미 에너지부 산하 버클리 연구소의 분석에 의하면 지난 2023년 미국 데이터센터의 물 사용량은 약 170억갤런에 달했으며, 오는 2028년에는 초대규모 데이터센터에서만 연간 160억~330억갤런이 쓰일 것으로 예상된다.

상황이 이러한 데도 많은 주정부가 건설 일자리, 지방세 수입 등을 기대하며 재정 인센티브와 신속한 허가를 내세워 데이터센터 유치에 열을 올리고 있다.

여론은 갈림길에 섰다. 퓨리서치센터가 최근 진행한 설문조사에 따르면 미국 성인의 25%는 AI가 환경에 부정적인 영향을 미칠 것이라고 생각한 반면, 20%는 긍정적일 것으로 봤다. 나머지 30%는 의견을 유보했고, 25%는 긍정적·부정적 영향이 동일할 것이라고 했다. 이는 여전히 많은 이들이 AI의 환경 비용을 두고 우려와 기대 사이에서 갈등하고 있음을 보여준다.

보고서는 "늘어난 데이터센터의 에너지 수요를 충족하기 위해 유틸리티 회사들은 전력망을 업그레이드해야 한다"며 "요금 납부자 보호 장치가 없을 경우 이러한 비용은 일반 가정과 소규모 사업체에 전가되는 경우가 많다"고 지적했다.

데이터센터 확장 여파는 이미 소비자 전기 요금에 반영되고 있다. 일리노이에서 노스캐롤라이나를 잇는 PJM 전력 시장에서는 데이터센터로 인해 2025~2026년 용량 시장에서 93억달러의 가격 인상이 추정되며, 메릴랜드 서부 주민들은 월 18달러, 오하이오는 매달 16달러의 추가 요금을 떠안을 것으로 예상된다.

카네기멜론 대학교 연구에 의하면 데이터센터와 암호화폐 채굴로 오는 2030년까지 미국 평균 전기 요금이 8% 인상될 전망이다. 버지니아 중북부 지역 같은 고수요 시장에서는 25%를 초과할 수 있다는 경고도 나온다. 실제로 지난해 미국 가구의 평균 월 전기 요금은 142달러로, 10년 전 114달러 대비 25% 상승했다.