Accelerate Innovation 3. AI 시대의 데이터센터 전력 솔루션

ㆍAI 확산으로 폭증하는 전력 수요 , 데이터센터 전력 인프라 노후화로 대응 한계 ㆍ 도시의 유휴 공간과 전력을 활용하는 분산형 데이터센터 모델의 부상 ㆍ 실시간으로 최적화 조율되는 전력 저장과 사용 , 분산형 AI 데이터센터를 뒷받침하는 한화의 에너지 솔루션 화면에 명령어 몇 줄을 입력하자 단 몇 초 만에 화려한 그림이 그려지고, 방대한 지식을 정리한 리포트가 완성됩니다. AI는 이제 궁금한 것을 찾아보는 일상적인 용도를 넘어, 사무 업무 자동화부터 제품 개발 및 제조에 이르기까지 산업 전반으로 깊숙이 파고들고 있습니다. 다만, AI가 쓰이는 곳이 늘어날수록 이를 처리하는 데이터센터도, 데이터센터가 쓰는 전력도 함께 늘어납니다. 생성형 AI로 검색 한 번 하는 데 드는 전력은 일반 웹 검색의 10배에 달하며, AI 데이터센터의 전력 수요는 전세계적으로 연평균 22%씩 늘어 2030년 220GW(기가와트)에 이를 전망 입니다. 2020년과 비교해 6배 이상 커진 규모입니다. 문제는 속도의 차이입니다. AI 사용량은 매년 폭발적으로 증가하고 있는 데 반해, 전기를 공급할 발전소를 짓고 송전망을 연결하는 전력 인프라 구축에는 수년의 시간이 걸립니다. 전력 확보가 늦어지면 데이터센터를 제때 늘리지 못하고, AI 서비스의 도입과 확장도 함께 지연됩니다. 결국 데이터센터를 위한 전력 수요와 공급의 속도차를 좁히는 것이 관건 이죠. 전력을 더 많이 만드는 것을 넘어, 이제는 한정된 전력을 효율적으로 쓰는 방식을 고민할 때입니다. AI 데이터센터의 전력 수요와 공급의 격차가 가장 뚜렷한 곳은 미국, 그 중에서도 실리콘밸리입니다. 골드만삭스 리서치는 미국의 데이터센터 전력 수요가 2025년 31GW에서 2027년 66GW로, 불과 수년 만에 두 배 이상 늘어날 것 으로 내다봤습니다. 수요는 이렇게 빠르게 느는데, 정작 전기를 충분히 끌어오지 못하는 것으로 보입니다. 캘리포니아 샌타클래라에는 냉각 설비까지 완벽히 갖추고도 아직 가동되지 못하는 데이터센터들이 있습니다. 건물은 빠르게 세웠지만, 그것을 돌릴 전기를 공급받지 못했기 때문입니다. 전력 공급이 한계에 다다르자 시 당국은 신규 데이터센터 승인마저 중단했습니다. 이러한 병목은 그동안 데이터센터의 주류였던 중앙 집중형 하이퍼스케일 방식의 구조적 한계에서 비롯됩니다. 거대 데이터센터들은 막대한 전력을 안정적으로 확보하기 위해 대형 발전 설비가 위치한 도시 외곽 지역에 자리를 잡아왔습니다. 발전소와 인접해 전력의 원천은 확보됐을지 몰라도, 진짜 문제는 그 다음 단계에서 발생합니다. 발전소에서 생산한 엄청난 양의 전기를 데이터센터로 끌어오기 위해서는 고압 송전선과 대형 변전소 같은 전력 인프라가 필수적이지만, 정작 외곽 지역의 송배전 인프라는 아예 새로 깔아야 하거나 크게 노후화되어 대규모 보수가 필요하거나 아예 새로 깔아야 하기 때문입니다. 데이터센터 건물은 1~2년이면 올라가지만, 대규모 고압 송전선을 새로 잇는 데는 5~7년이 걸립니다. JP모건은 2027년 완공을 앞둔 미국 데이터센터의 60% 이상이 아직 착공조차 하지 못했다고 파악했는데, 그 주된 원인으로 노후한 전력망 을 지목했습니다. 그렇다면 발상을 뒤집어, 전력망이 이미 잘 갖춰진 도시로 데이터센터를 가져가면 어떨까요. 거대한 데이터센터를 작게 나눠 도시 안에 배치하는 분산형 구조가 떠오르는 배경입니다. 기존 방식이 발전소 가까이 데이터센터를 두고 전력망을 새로 잇는 데 매달렸다면, 이번에는 송배전망이 이미 촘촘히 깔린 도시로 데이터센터가 이동 하는 것입니다. 멀리서 전기를 끌어오느라 겪던 시간과 비용의 벽을, 도시의 전력망을 발판 삼아 넘어서려는 시도입니다. 도시로 자리를 옮긴 데이터센터는 전력망과도, AI 서비스 이용자와도 한층 가까워집니다. 이미 촘촘하게 깔린 도시의 전력망에 연결되어 대규모 송전 설비를 새로 갖추는 부담이 줄고, 전력을 쓰는 곳과 가까운 만큼 송전 과정의 손실도 적습니다. 사용자와 물리적으로 가까워 데이터를 더 빠르게 처리할 수 있어, 실시간 AI 서비스의 품질도 좋아집니다. 다만, 도심 한복판에 대규모 데이터센터를 완전히 새로 짓는 일은 불가능에 가깝습니다. 부지 확보가 극도로 어려울 뿐만 아니라, 건축 인허가와 복잡한 행정 규제 장벽을 넘는 데만 수년이 소요되기 때문입니다. 반면 도시에 위치한 기존 부동산 부지에는 활용되지 않고 남아 있는 공간과 유휴 전력 용량이 존재합니다. 대형 빌딩이나 물류센터는 처음 지을 때 필요한 양보다 넉넉하게 전력 용량을 계약해 두지만, 실제 운영에서는 그 용량을 다 쓰지 않고 상당 부분을 남겨두기 때문입니다. 한화는 미국의 대형 부동산 투자회사 프라임 그룹(Prime Group Holdings)과의 전략적 협업으로 바로 이 유휴 공간과 전력을 활용하며 분산형 데이터센터 구축의 돌파구를 마련 했습니다. 우선, 프라임 그룹이 보유한 부동산들이 분산형 데이터센터의 플랫폼이 됩니다. 도심 업무지구 빌딩의 지하 공간, 기존 물류센터와 보관창고처럼 이미 전력망과 연계된 건물 안에 모듈형 데이터센터를 설치하는 방식 입니다. 하이퍼스케일 방식의 데이터센터 가동에는 수년이 걸리지만, 이 방식으로는 수개월 내 여러 개의 중소형 AI데이터센터를 구축하고 가동할 수 있습니다. 특히 프라임 그룹의 부동산 포트폴리오는 미국 인구의 약 95%와 맞닿아 있을 만큼 주요 도심과 교외 지역에 광범위하게 위치하고 있어 분산형 데이터센터 구축에 유리합니다. 도심에 위치한 분산형 데이터센터는 인근 주민이 함께 쓰는 지역 전력망에 직접 연결된다는 점에서 또 하나의 과제 를 안고 있습니다. 유휴 전력이 있는 건물에 구축되더라도, AI 추론 서버가 늘어날수록 지역 전력망이 받는 부하도 그만큼 증가합니다. 이를 조율하는 장치 없이 가동하면 데이터센터가 지역 전력망에 불필요한 부담을 주고, 전력 공급의 안정성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 한화는 AI 기반 에너지 관리 시스템(EMS)으로 분산형 데이터센터가 지역 전력망 안에서 안정적으로 구동될 수 있는 기술적 해법을 제시합니다. 한화의 EMS는 데이터센터의 에너지 사용량과 지역 전력망의 부하 상황을 실시간으로 감지하고, 전력 수요와 공급을 유기적으로 조율하는 '오케스트레이터(Orchestrator)' 역할을 수행 합니다. AI 판단에 따라 실제로 전력을 저장하고 내보내는 것은 한화의 자회사 트랜스그리드 에너지(TransGrid Energy)가 공급하는 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)입니다. 전력이 풍부한 시간에 BESS에 비축했다가 수요가 몰리는 피크 시간에 방출하는 방식으로, 지역 전력망에 부담을 주지 않으면서 데이터센터를 가동합니다. 한화는 미국 전역에 설치될 수십, 수백 개의 분산형 데이터센터를 효율적으로 운영∙관리할 수 있도록 오픈소스 에너지 표준 프레임워크인 '와트 스키마(Watt Schema)'를 도입 했습니다. 기존에는 AI 칩과 서버, BESS, 태양광 패널 등 데이터센터를 구성하는 장비마다 데이터 규격이 제각각이라 상호 데이터 연동과 실시간 전력 통제가 어렵다는 문제가 있었습니다. 와트 스키마는 AI가 서로 다른 장치들의 데이터를 하나의 표준화된 언어로 이해할 수 있게 하며, 한화의 EMS가 적용된 분산형 데이터센터들이 스마트하게 전력을 조율하는 기틀이 됩니다. 그동안 데이터센터 운영사들은 AI의 필요성을 인정하면서도 오작동 리스크 때문에 AI가 전력을 직접 제어하는 자율형 시스템 도입을 주저해 왔습니다. 한화의 EMS는 글로벌 안전 과학 기관 UL 솔루션즈(UL Solutions)로부터 AI 기반 제품∙소프트웨어에 대한 안전성 및 신뢰성 평가를 받아 업계 최초로 'UL 3115' 인증을 획득 하며, 이러한 시장의 우려에 답했습니다. 스마트한 에너지 관리 기능에 검증된 안전성까지 더해지면서, 한화의 EMS는 미국 전역에 분산형 AI 인프라를 확장하는 토대가 되고 있습니다. AI가 만들어내는 변화는 특정 국가나 산업에만 머물지 않습니다. 전 세계 주요 도시는 제한된 부지, 포화 상태에 가까운 전력망, 폭증하는 AI 서비스 사용량이라는 같은 과제에 직면해 있습니다. 그렇기에 한화가 프라임그룹과 함께 미국에서 확대 중인 분산형 AI 데이터센터 모델은 특정 지역에 국한된 해법이 아니라, 어디서나 적용할 수 있는 새로운 AI 인프라 모델로 주목 받고 있습니다. 이제 AI 서비스의 경쟁력은 AI 반도체 칩의 연산 능력과 개수만으로 결정되지 않습니다. 누가 더 안정적이고 스마트하게 에너지를 확보하고 관리하느냐가 그 승부를 가릅니다. 필요한 곳에 충분한 전력을 빠르게 공급하고 효율적으로 관리하는 역량이 절대적으로 요구됩니다. 한화는 오랜 노하우가 축적된 태양광 및 BESS 역량과 혁신적인 AI 기반 EMS를 융합한 혁신적인 전력 솔루션으로, 분산형 데이터센터 시대를 선도 하고 있습니다.