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‘전기 먹는 하마’ AI 전력 송전 기술 주목
발열덩어리 AI 데이터센터 냉각산업도 유망
소형모듈원전 등 미래형 에너지도 관심
인공지능(AI) 시대가 본격화하면서 AI 함께 성장하는 유관 산업 분야도 주목받고 있다. AI 가 발전하면 할수록 성장할 수 밖에 없는 알짜 산업으로 분류되는 전력, 냉각, 에너지 등이 꼽힌다.
25일 관련업계에 따르면 AI 산업이 발전하는데 기본적으로 필요한 분야는 전력과 송전망 등 전력계통 분야 산업으로 평가되고 있다. AI를 구동하려면 막대한 전기 에너지가 필요해 ‘전기먹는 하마’로 불리고 있기 때문이다.
미국 전력연구원(EPRI)의 ‘파워링 인텔리전스: 인공지능과 데이터 센터 에너지 소비 분석’ 보고서에 따르면 챗GPT에 질문을 1건 할 경우 이에 대한 응답으로 전력이 2.9와트시(Wh·시간당 소비 전력) 소모한다. 구글 검색의 0.3와트시에 비해 10배에 달하는 전력 사용량이다.
오픈소스 멀티모달 AI인 ‘블룸(BLOOM)’은 4와트시(Wh)를 소모한다. 이미지, 오디오, 비디오 생성 같은 멀티모달 AI가 더 많은 전력을 쓰는 것이다. EPRI는 "구글이 검색에 이와 유사한 AI를 통합한다면, 검색 당 전력 소비는 6.9~8.9와트시(Wh)로 증가할 수 있다"고 예측했다.
한 대형 AI 모델의 학습에는 수백 메가와트(MW)의 전력이 소모될 수 있다.
◇중요해진 전력 기술
AI를 지원하는 데이터 센터는 전력 소비의 주요 요인 중 하나로, 이를 안정적이고 효율적으로 지원하기 위해 첨단 전력기기가 필요하다. 결국 전력기기 산업이 발전할 수 밖에 없다.
데이터 센터의 전력 안정성을 위해 고성능 무정전전원장치(UPS)가 있다. 에너지 손실을 줄이는 전력 변압기, 인버터 등의 고효율 전력변환 장치가 요구된다. AI 운영 환경에서 실시간으로 전력 공급을 최적화하는 ‘스마트 전력 관리 시스템’도 필요하다.
◇떠오르는 냉각 시스템
AI 산업의 급성장과 데이터센터의 확대로 인해 냉각 산업 역시 큰 주목을 받고 있다. AI가 요구하는 막대한 연산 작업과 서버의 고밀도화로 인해 데이터 센터는 엄청난 열을 방출하고 있는 탓이다. 데이터센터는 전력 소비의 약 30~40%를 냉각에 사용할 정도로 냉각 기술은 AI 생태계에서 없어서는 안 될 핵심 요소로 자리 잡았다.
공기 기반 냉각 기술과 액침 냉각 기술 등이 주요하게 사용되고 있다. 공기 냉각 기술은 가장 전통적인 방식으로, 데이터센터 내 공기를 순환시키고 냉각 장치를 사용해 온도를 낮추는 방식이다. 최근에는 공기의 흐름을 최적화하거나 에너지 효율을 높이기 위해 AI 기술을 활용한 스마트 냉각 시스템이 도입되고 있다.
액침 냉각은 서버를 절연성 액체에 담가 열을 제거하는 방식이다. 높은 열밀도를 처리할 수 있어 데이터센터 고성능 장비에 적합하다. 냉각수나 특수 액체를 통해 열을 효율적으로 전달하는 액체 순환 냉각도 있다.
◇지속가능한 에너지도 부상
AI 시대에는 에너지 수요 증가와 지속 가능성 확보라는 두 가지 핵심 과제를 해결하기 위해 소형모듈원전(SMR)과 같은 신기술이 주목받고 있다. 현재 많은 기업들이 개발중인 SMR은 기존 대형 원전보다 작아 설치와 운영이 유연하며, 소규모 전력 수요를 충족하는 데 적한 것으로 평가되고 있다. 또 첨단 기술로 설계돼 사고 위험이 낮으며, 자동화된 안전 시스템을 갖춘 것으로 평가받고 있다. 초기 설치 비용이 낮고, 모듈화된 설계로 대량 생산이 가능해 비용 절감 효과도 장점으로 평가된다.
아울러 AI 기반 에너지 관리 플랫폼이나 서비스형 에너지 모델 등 에너지 분야 새로운 비즈니스 모델의 확대도 예상된다.
이용권 기자
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