AI와 그리드 인프라에 대한 요구 사항

미국의 인공지능(AI) 데이터 센터에서 엄청난 에너지 수요가 발생함에 따라 Microsoft, Google, Amazon, Meta와 같은 기술 기업은 모두 지속 가능성 목표를 충족하고자 핵 에너지에 많은 투자를 했습니다.

마이크로소프트, 구글, 아마존과 함께 데이터센터에 대규모 투자 - 사진: 로이터

그러나 최근 블룸버그 조사에 따르면 AI 기술로 인한 에너지 수요 증가로 인해 미국 전력망에 가해지는 압력이 커지고 있습니다. 실제로 AI 발전과 더불어 전력의 안전성과 안정성을 확보하기 위해서는 전력망 인프라의 대대적인 개선이 필요합니다.

핵에너지에 돌입하다

미국 에너지부에 따르면, AI 기술 발전에 대한 야심이 주요 원인으로, 2050년까지 전 세계 전력 소비량이 75% 증가할 수 있습니다. AI 데이터 센터는 머지않아 도시 전체보다 더 많은 전력을 소비할 정도로 규모가 커질 수 있습니다.

미국의 컨설팅 회사인 베인앤컴퍼니는 앞으로 몇 년 안에 미국 내 전력 수요가 공급을 초과할 수 있으며, 이로 인해 전력 회사들은 2028년까지 생산량을 26% 늘려야 할 것이라고 경고했습니다.

포브스에 따르면, 이러한 압력에 직면하여 기술 거대 기업들은 원자력 에너지로 눈을 돌리고 있습니다. 원자력 에너지는 AI 데이터 센터를 운영할 수 있을 만큼 강력하고 깨끗하고 안정적인 24시간 전력 공급원입니다.

작년 10월, 아마존은 미국의 전력 회사인 에너지 노스웨스트가 운영하는 여러 대의 소형 모듈형 원자로(SMR) 건설을 지원하는 계약을 체결했습니다. 이 SMR은 77만 가구가 넘는 미국 가구에 전력을 공급할 수 있는 충분한 전력을 생산할 수 있습니다.

한편, 구글은 2035년까지 500MW의 전력을 공급할 수 있는 신생기업 카이로스 파워와의 파트너십을 발표했습니다. 가장 주목할 만한 것은 마이크로소프트가 최근 컨스텔레이션 에너지와 체결한 쓰리마일 아일랜드 원자력 발전소 재건 계약입니다.

마이크로소프트는 2028년까지 발전소 운영을 복구하고 향후 20년간 탄소 배출이 없는 에너지를 보장하기 위해 16억 달러를 투자했습니다.

NuScale Power, Oklo, Cameco, Centrus Energy 등 핵 관련 기업의 주가도 최근 몇 달 동안 급등했는데, 이는 주로 기술 기업과의 획기적인 거래 덕분입니다.

국제 에너지 기구(IEA)에 따르면, 위의 모든 사항을 고려하면 2025년에는 원자력 발전이 기록적인 수준으로 증가할 것으로 예상되며, 이 중 절반 이상이 중국과 인도에서 발생할 것으로 보입니다.

전력망 안정성 위협

미국 전역에 AI 데이터 센터가 급속도로 확산되면서 수백만 가구에 공급되는 전기의 품질에 심각한 문제가 발생하고 있습니다. 블룸버그는 미국 전역의 가정에 설치된 약 77만 개의 센서에서 수집된 데이터를 분석했습니다.

연구 결과에 따르면, 전기가 불안정하거나 방해받는 가구를 살펴보면, 그 중 75% 이상이 약 80km 범위 내의 대형 데이터 센터 근처에 위치하고 있는 것으로 나타났습니다.

이러한 전기적 불안정성은 볼륨을 너무 높게 설정했을 때 스피커에서 윙윙거리는 소리가 나는 것과 유사합니다. 공학 용어로 이를 "불량 고조파"라고 합니다.

고조파는 전기 시스템에 부정적인 영향을 미치는 원치 않는 잡음파입니다. 가정으로 흐르는 전류는 일정한 속도로 흐르지 않고 왜곡되어 장비에 영향을 미칩니다.

그 결과, 집안의 전기 제품이 비정상적으로 뜨거워지고, 냉장고와 에어컨 모터가 진동할 수 있으며, 심지어 정상보다 일찍 고장날 수도 있습니다. 이로 인해 전체 피해액이 수십억 달러에 달할 수도 있습니다.

베이징의 두 배에 달하는 용량을 자랑하는 세계 최대 규모의 데이터 센터가 밀집해 있는 버지니아 북부의 "데이터 센터 밸리"에서는 문제가 특히 심각합니다. 라우던 카운티의 전력 왜곡률은 전국 평균의 4배에 달합니다.

근본적인 이유는 AI 데이터 센터가 1만 가구에 해당하는 엄청난 양의 전력을 소비하기 때문입니다. 뿐만 아니라 AI의 전력 소비량은 매우 불안정하고 변동폭이 큽니다.

전력 회사들은 데이터 센터 전용 변전소 건설, 필터 및 커패시터 설치 등 몇 가지 해결책을 시행하고 있습니다. 그러나 높은 비용 때문에 가정 단위의 문제 모니터링 및 측정은 여전히 ​​제한적입니다.

불량한 고조파는 전기 시스템에 스트레스가 가해지고 있다는 초기 신호이며, 앞으로 더 심각한 문제로 이어질 수 있다고 Whisker Labs의 CEO이자 전문가인 밥 마셜은 경고합니다.

AI는 얼마나 많은 전기를 소모합니까?

포브스에 따르면, 미국 전력연구소(Electric Power Research Institute)의 최근 보고서에 따르면 데이터 센터는 2030년까지 미국 전체 전력의 최대 9%를 소비할 수 있으며, 이는 현재 사용량의 두 배에 달하는 수치입니다. 일부 차세대 데이터 센터는 미국 가정 100만 가구가 소비하는 전력량에 맞먹는 전력을 소비할 수도 있습니다.

Grid Strategies의 최근 보고서에 따르면, 새로운 데이터 센터가 주요 원인으로 작용하여 미국 전력 수요가 향후 5년간 약 16% 증가할 것으로 예상되며, 이는 1년 전 추산치의 3배가 넘습니다.

이는 엄청난 양의 전기이며, 우리는 이러한 수요를 안정적이고 지속 가능한 방식으로 충족하는 방법에 대해 진지하게 고민해야 합니다.

출처: https://tuoitre.vn/ai-va-nhung-doi-hoi-ve-ha-tang-luoi-dien-2024123010285253.htm