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[IT뉴스]AI혁명 시대, 결국 ‘열’을 잡는 나라가 이긴다 [김형자의 세상은 지금]

온카뱅크관리자

2026-07-13 08:07:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 3대 메가 프로젝트 핵심은 데이터센터…전력 확보가 승부처 중국은 바닷속 센터 가동…AI 경쟁 가르는 ‘냉각 기술’ 전쟁 
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 (시사저널=김형자 과학칼럼니스트)
 지금 전 세계는 과거 농업혁명이나 산업혁명 때처럼, 'AI혁명'이라는 판도 변화를 겪고 있다. 역사적으로 이러한 대전환기에 주도권을 잡은 국가가 늘 번영해 왔다. 전 세계가 AI혁명에 사활을 걸고 있는 이유다. 우리 정부 또한 AI혁명의 승자가 되기 위해 6월29일, 반도체·피지컬 AI·AI 데이터센터를 축으로 하는 '3대 메가 프로젝트'를 발표했다.
 특히 이번 프로젝트는 그동안 다소 소외됐던 지방에 새로운 기회를 제공하겠다는 큰 그림을 담고 있다. 삼성전자·SK그룹 등 주요 기업들이 지역 거점을 중심으로 한 대규모 투자 계획을 발표하며 정부의 프로젝트에 큰 힘을 보탰다.
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 <img alt="정재헌 SK텔레콤 대표이사 사장이 7월3일 경남 진주시에서 열린 영남권 첨단산업 발전비전 국민보고회에서투자 계획을 발표하고 있다. ⓒ뉴스1" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/13/sisapress/20260713080152729imxr.jpg" data-org-width="800" dmcf-mid="qKFTY42upl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/13/sisapress/20260713080152729imxr.jpg" width="658">
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 정재헌 SK텔레콤 대표이사 사장이 7월3일 경남 진주시에서 열린 영남권 첨단산업 발전비전 국민보고회에서투자 계획을 발표하고 있다. ⓒ뉴스1
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 찬 바닷물로 서버 열 식히는 기술이 핵심
 먼저 AI의 두뇌가 될 '반도체' 부문에 막대한 비용이 투입된다. 전력과 물, 그리고 부지를 갖춰 새로운 생산 거점으로 떠오른 서남권(호남 등)에 무려 800조원을 들여 거대한 반도체 클러스터를 조성할 예정이다. 충청권 역시 AI 반도체에 필수적인 고대역폭메모리(HBM)와 패키징 거점으로 육성하기 위해 156조원을 투자해, 지방 곳곳을 첨단산업의 중심지로 탈바꿈시킨다는 구상이다.
 두 번째는 AI의 거대한 저장소이자 연산 공장인 'AI 데이터센터'다. 정부는 전국을 5개 권역으로 나누어 초거대 데이터센터를 지을 계획이다. 당장 2029년까지 1단계를 마치고, 2035년까지 추가로 확장하는 장기 프로젝트다. 1단계에서는 협력 기업들이 약 550조원을 투자하는데, 단순히 건물만 짓는 것에 그치지 않고 데이터센터에 필요한 전력이나 냉각 기술까지 모두 국산화해 전 세계에 수출하겠다는 야심 찬 꿈도 갖고 있다.
 마지막 세 번째는 몸통을 가진 AI, 즉 '피지컬 AI'다. 아무리 똑똑한 AI 소프트웨어가 있어도 우리 삶을 실질적으로 도와줄 로봇이나 제조 장비 같은 '실체(Physical)'가 없다면 반쪽짜리에 불과할 것이다. 이에 정부는 2030년까지 한국을 세계적인 AI 로봇 제조 강국으로 만들겠다는 목표를 세웠다. 우리가 원래 잘하던 제조업에 AI를 접목해 시너지를 극대화하고, 로봇에 들어가는 핵심 기술을 국산화해 글로벌 시장을 공략할 계획이다.
 결국 이번 프로젝트의 핵심은 "기업들이 전례 없는 규모로 지방에 과감하게 투자하고, 정부는 규제 완화로 이를 뒷받침하는 것"이다. 대통령실에 이 프로젝트만을 전담하는 조직까지 신설된다고 하니, 수도권 일변도의 대한민국에서 이젠 지방이 새로운 성장엔진으로 우뚝 설 수 있을지에도 관심이 쏠린다.
 문제는 AI와 데이터센터를 구동하려면 막대한 전력이 필요하다는 점이다. 특히 AI 데이터센터는 그야말로 '전기 먹는 하마'다. 데이터센터는 ICT(정보통신기술) 서비스 제공에 필요한 장비인 컴퓨터 시스템, 통신장비, 저장장치 등이 설치된 시설물이다. 마치 도서관에 책이 꽂혀 있듯, 반도체와 전자장치가 공장처럼 구축돼 있는 인터넷의 심장과도 같은 곳이다.
 인터넷 검색, 이메일, 온라인 쇼핑, 암호화 등 방대한 정보를 저장하고 처리하기 위해 수천·수만 대의 서버(대형 컴퓨터)가 모여 있다 보니 그 자체의 소비전력도 엄청나지만, 서버에서 발생하는 열을 식히는 냉각용 전력 역시 막대하다. 실제로 데이터센터 사용 전력의 약 50%가 서버 냉각에만 소모된다.
 국제에너지기구(IEA) 자료에 따르면, 2022년 전 세계 데이터센터의 전력 소비량은 전체 전력 수요의 2%에 해당하는 460TWh(테라와트시)였다. 나아가 2026년에는 620~1050TWh, 2030년에는 현재의 2배 이상까지 늘어날 것으로 분석했다. 이 때문에 글로벌 빅테크 기업들은 데이터센터의 '열을 식힐 효과적 방법'을 찾기 위해 고심해 왔다.
 지금까지 열 식히기에 가장 많이 사용한 기술은 '공랭식'이다. 공기를 통과시켜 기기에서 방출되는 열을 식히는 방식이다. 하지만 에너지 소모가 많고, 환풍기 소음이 크다는 단점 때문에 지금은 새로운 방식들이 도입되고 있다.
 그 대표적인 대안이 바로 '액체 냉각'이다. 공기 대신 액체를 흘려보내거나 데이터센터에서 열을 내뿜는 하드웨어를 전도성 액체에 담가 식히는 방식이다. 액체는 공기보다 열전달율이 높기 때문에, 공랭식보다 에너지를 20% 절감하면서도 최대 1000배까지 효율적 냉각이 가능하다.
 해저 데이터센터 사례 벤치마킹할 필요
 이러한 상황에서 최근 중국 정부는 상하이 앞바다 10m 깊이에 세계 최초의 상업용 해저 데이터센터를 구축해 가동을 시작했다. 데이터센터를 아예 바닷속에 집어넣어 서버 약 2000대에서 발생하는 열을 바닷물로 직접 식히는 '자연 냉각 방식'을 선택한 것이다.
 이 데이터센터는 해상풍력단지 내 발전기 근처에 수중 침하시켜 전용 광전 케이블로 직접 연결한 구조다. 덕분에 데이터센터 가동 전력의 95% 이상을 친환경 재생에너지인 풍력발전으로 공급받는다. 전기를 생산하는 곳과 소비하는 곳을 하나로 합친 셈이어서 송전 과정에서 손실되는 에너지가 거의 없다.
 현재 중국의 대형 통신사인 차이나텔레콤을 비롯한 여러 기업이 이미 이곳을 이용하고 있다. 지금은 시범운영 단계라 비교적 적은 전력(2.3㎿)을 쓰고 있지만, 프로젝트가 최종 완공되면 24㎿로 확대될 예정이다. 총 투자 규모는 약 16억 위안(약 3541억 원)에 달한다.
 그렇다면 강이 아닌 바다 밑에 데이터센터를 건설하는 이유는 뭘까. 거센 파도와 싸워야 하고, 바닷물 특유의 짠 염분 탓에 장비가 녹슬고 부식돼 건설이 쉽지 않을 텐데 말이다. 그 이유는 바닷물이 담수보다 비열(어떤 물질 1g을 섭씨 1도 올리는 데 필요한 열량) 용량이 커서 데이터센터의 열이 빨리 흡수될 수 있기 때문이다. 즉 동일한 냉각 효과를 얻는 데 담수보다 해수를 사용하는 게 냉각 비용이 더 저렴하다는 얘기다.
 중국은 상하이 해저 데이터센터가 완전 가동될 경우, 육상 데이터센터를 쓸 때보다 연간 약 6100만㎾h(킬로와트시)의 전력을 절감할 수 있을 것으로 기대한다. 이는 중국 시민 8만 명의 평균 전기 사용량과 맞먹는 수치다. 또한 별도의 냉각수가 필요 없고 부지를 차지하지 않아, 지상 부지 소요 면적을 90% 이상 줄일 수 있다. 해저 데이터센터는 재생에너지를 기반으로 하기 때문에 탄소 배출량도 획기적으로 감축할 수 있다. 
 결국 데이터센터의 발열을 잡아내는 기술이 AI 시대의 주도권을 쥐는 핵심 열쇠가 될 것이다. 우리 정부도 3대 메가 프로젝트 중 하나인 AI 데이터센터를 구축할 때, 친환경과 고효율이라는 두 마리 토끼를 모두 잡은 이 해저 데이터센터의 사례를 벤치마킹해 디지털 미래를 선도해 나가기를 기대해 본다.  
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 김형자 과학칼럼니스트
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