글로벌 빅테크 기업들이 인공지능(AI) 데이터센터의 폭발적인 전력 수요 증가에도 불구하고 RE100(재생에너지 100%) 달성을 위해 전방위적인 친환경 에너지 전략을 구사하고 있다. 재생에너지 구매계약(PPA) 확대, 소형모듈원전(SMR) 도입, 대용량 배터리 시스템 구축 등 다각적인 접근법으로 탄소중립 목표를 추진하고 있다.
24일 업계에 따르면 구글은 펜실베이니아 수력발전소 2곳에 30억달러(4조3000억원)를 투자하고, 브룩필드와 20년간 3GW(기가와트) 규모의 청정전력 계약을 체결했다. 미국 PJM 전력망 지역 13개 주에는 향후 2년간 250억달러(36조원)를 투자해 AI 인프라를 구축할 계획이다.
아마존웹서비스(AWS)는 15년간 1500억달러(215조원)를 투자해 미국 인디애나주에 30개 초대형 데이터센터를 건설한다. ‘프로젝트 레이니어’로 명명된 이 사업은 이미 7개 시설을 완공했으며, 향후 130만개 GPU를 투입할 예정이다. 국내에서도 울산과 인천에 2029년까지 103MW(메가와트)~1GW 규모로 확장할 계획이다.
메타는 루이지애나에 5GW급 AI 클러스터 ‘하이페리온’과 ‘프로메테우스’를 구축하며 올해에만 650억달러(93조원)를 투자한다. 전체 프로젝트 규모는 2000억달러(286조원)에 달한다.
빅테크들의 RE100 달성 전략 중 가장 핵심적인 것은 PPA를 통한 재생에너지 직접 구매다. 지난 2023년 기준 아마존이 8.8GW, 메타가 3.1GW 규모의 신재생에너지를 구매하며 상위권을 차지했다. 이들은 태양광, 풍력 발전소와 장기 계약을 맺어 안정적인 청정 전력을 확보하고 있다.
특히 구글은 한국에서도 태양광·풍력 투자를 확대하며 K-RE100에 참여했다. 데이터센터 운영에 필요한 전력의 100%를 신재생에너지로 전환하겠다는 목표를 세웠다.
재생에너지만으로는 증가하는 전력 수요를 감당하기 어려워지자, 빅테크들은 원자력 특히 SMR에 주목하고 있다. SMR은 데이터센터 인근에 직접 설치할 수 있어 송배전 손실을 줄일 수 있고 안정적인 전력 공급이 가능하다는 장점이 있다.
미국을 중심으로 규제 완화가 진행되고 있으며, 여러 빅테크가 SMR 파일럿 프로젝트를 검토 중이다. 원자력은 탄소를 배출하지 않는 무탄소 전원으로 RE100 달성에 중요한 역할을 할 것으로 평가된다.
일론 머스크의 xAI는 테네시주 멤피스의 ‘콜로서스’ 데이터센터에 테슬라의 메가팩(Megapack) 배터리를 도입했다. 이를 통해 피크 전력 수요를 관리하고 재생에너지의 간헐성 문제를 해결하고 있다. 현재 20만개 GPU에 250~300MW 전력을 사용 중이며, 향후 350만개 GPU로 확장하겠다는 계획을 말하기도 했다.
이 외에도 빅테크 기업들은 도시 재생폐수를 활용한 냉각 시스템을 도입하거나 데이터센터 설계 단계부터 에너지 효율을 극대화하는 등의 기술을 통해 에너지 효율성을 높이고 있다. 또한 재생에너지 사용이 어려운 지역에서는 탄소배출권 구매, 브라질 아마존 삼림 보호 프로젝트 참여 등 산림 조성을 통해 탄소 감축을 추진하고 있으며, 재생에너지 인증서(REC)를 활용하여 넷제로 목표를 달성하고 있다
AI 데이터센터가 RE100 달성에 어려움을 겪는 데에는 전력 소비의 이유가 제일 크다. 미국 전력연구소(EPRI)의 분석에 따르면, AI 쿼리(개별적인 AI 모델의 데이터 요청 및 처리)는 일반 검색보다 10배 더 많은 전력을 소모하고, AI 데이터센터는 전통 데이터센터보다 랙당 5∼10배 높은 전력 밀도를 필요로 한다.
업계 한 관계자는 “AI 시대 데이터센터의 전력 수요가 기하급수적으로 증가하고 있지만, 기업들은 RE100 목표를 포기하지 않고 다양한 방법으로 해결책을 찾고 있다”며 “PPA, 원자력, 전력 효율화 기술을 종합적으로 활용하는 것을 핵심으로 삼고 있다”고 설명했다.
한편, 국제에너지기구(IEA)는 ‘Global Data Center Energy Outlook 2023’ 보고서를 통해 오는 2030년까지 전 세계 데이터센터 전력 소비가 현재의 2배 이상인 1000TWh(테라와트시)를 넘어설 것으로 전망했다. 이는 일본의 연간 전체 전력 소비량과 맞먹는 수준이다.