AI 전력 수요, 원자력 발전 관심 견인 중

데이터센터의 전기 수요가 급증하고 있다. 주로 인공지능(AI)으로 인한 수요 증가 때문이다. 이로 인해 원자력 발전에 대한 관심이 증가하고 있다. 가트너와 딜로이트의 최근 보고서는 급증하는 전력 부족 문제를 완화할 수 있는 원자력 발전의 재력을 강조하고 있다.

현재 전력 부족이 꽤 심각하다 가트너는 2027년이면 기존 데이터센터의 최대 40%가 전력 부족으로 인해 ‘운영 제약’을 겪을 것으로 예측했다. 이 조사 기관은 2027년 AI용으로 추가되는 서버 운영에 요구되는 전력이 2023년에 추가된 AI 서버 운영 요구 전력의 2.6배에 달할 것으로 추산했다.

가트너의 밥 존슨 부사장 겸 애널리스트는 “하이퍼스케일 데이터센터의 폭발적인 성장으로 인해 생성형 AI를 구현하기 위한 전력 수요가 급증하고 있으며, 이는 전력 공급업체가 용량을 충분히 빠르게 확장할 수 있는 능력을 초과할 전망”이라고 2024년 10월 연구 보고서에서 진단했다. ”이로 인해 에너지 공급 안정성이 위협받을 수 있다. 결과적으로 2026년부터 생성형 AI 및 기타 용도를 위한 신규 데이터센터의 설립에 걸림돌이 될 것”이라고 그는 덧붙였다.

지난 4월 존슨 더 어두운 전망을 제시했다: “생성형 AI의 끝없는 수요로 인해 2~4년 내에 데이터센터 전력 배급제나 정전 사태가 나타날 수 있다”라고 그는 내다봤다.

한편 딜로이트는 2035년까지 미국 데이터센터의 전력 수요가 2024년의 5배에 달할 수 있다고 추정했다. 두 기관은 모두 원자력이 위험을 완화하는 핵심 수단일 수 있다고 본다.

딜로이트의 새로운 보고서에 따르면, 세계 원자력 협회, 미국 원자력 학회, 미국 에너지부 등 기관의 데이터를 분석한 결과, 신규 원자력 발전이 향후 10년간 데이터센터 수요 증가분의 약 10%를 충족할 수 있을 것으로 나타났다. 용량이 35GW에서 62GW로 크게 확대되고, 이 중 30%가 데이터센터에 할당된다는 가정 아래서다.

딜로이트 보고서는 “원자력의 신뢰성 있고 청정한 에너지 특성으로 인해 데이터센터의 증가하는 전기 수요 일부를 충족시키는 잠재적 해결책으로 제시된다”라고 밝히며, 이 기술의 5가지 주요 장점을 강조했다:

• 신뢰할 수 있는 기본 전력 공급: 원자력 발전소는 날씨에 관계없이 24시간 운영됨으로써 데이터센터에 필수적인 신뢰성 있는 전력을 공급한다. 또한 딜로이트는 “용량 계수(capacity factor)가 92.5%를 초과해 천연가스(56%)나 풍력(35%) 및 태양광(25%)과 같은 재생에너지보다 우수하다”라고 설명했다.
• 고에너지 밀도: 소량의 연료로 많은 전력을 생성해 연료 저장 및 운송 작업을 최소화한다. “이러한 효율성은 물리적 공간 절감과 지속가능성 강화로 이어질 수 있다”라고 딜로이트는 설명했다.
• 확장 가능한 전력 출력: 완전 규모의 원자로는 일반적으로 800메가와트(MW) 이상의 전력을 생성해 대규모 데이터센터의 수요를 충족시킬 수 있다.
• 저탄소 배출: 원자력 발전소는 운영 중 온실가스 배출이 거의 없다.
• 토지 효율성 향상: 다른 에너지 원천에 비해 원자력 발전소는 상대적으로 적은 토지를 필요로 한다.

가트너의 존슨도 이러한 장점을 확인하며, 특히 소형 모듈형 원자로(SMR)가 전기 수요가 공급을 초과할 때의 해결책으로 “실현 가능한 답을 제공할 것”이라고 예측했다. 그는 “대규모 데이터센터에 전용 현장 전력을 공급함으로써 전력망 변동으로부터의 독립성을 보장할 수 있다”라고 말했다.

그러나 가트너와 딜로이트는 원자력 발전 확대 과정에서 건설 비용 및 일정 지연, 규제 문제, 신규 인력 확보 필요성(현재 산업 종사자의 60%가 30~54세이며, 17%는 55세 이상) 등과 같은 도전 요소도 언급했다. SMR이 여전히 새로운 기술이며, 상업적 가용성 시기에 도달하기까지 8~10년이 소요될 수 있다는 점도 복잡성을 더한다.

가트너는 2030년까지 SMR로 구동되는 데이터센터가 운영될 것으로 예측하며, 이는 전력 공급업체의 배전망과 완전히 독립된 지속 가능한 전력을 제공한다는 점을 언급했다. 존슨은 “데이터센터나 데이터센터 클러스터를 위한 SMR 기반 전용 발전소를 건설하는 데 필요한 요소를 지금 이해할 필요가 있다. 가트너는 장기 목표에 SMR 배치를 전용 사이트 전력 솔루션으로 포함해 미래 데이터센터 전력 옵션을 계획할 것을 권장한다”라고 말했다.

그는 이어 “조직은 SMR 기술 준비도, 공급업체 개발 활동 및 규제 변화 등을 정기적으로 모니터링해 미래 데이터센터 운영 및 에너지 조달에 미치는 영향을 이해해야 한다. 동시에 다양한 SMR 대안과 각 대안의 장단점을 평가해야 한다”라고 덧붙였다.
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