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[AI로 읽는 경제] ⑧ AI가 값싸게 만든 산업, 값비싼 전기로 되돌아온다…AI의 에너지 청구서

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AI 핵심 요약

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  • AI 산업 전환 편익이 전력비용과 충돌했다
  • 데이터센터 수요 급증이 계통과 탄소를 압박했다
  • 효율·분산·재생에너지로 해법을 설계해야 했다

!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.

[AI, 산업의 판을 바꾸다] 기획시리즈 8편 
IEA, 데이터센터 전력소비 2030년 최대 1000TWh…일본 전체 소비량 수준
국내 AI 데이터센터 추가수요 18.4GW…수도권 계통 병목이 새 병목
산업이 줄인 비용, 늘어난 전력·탄소 비용으로 상쇄되는지 통합 손익 필요
해법은 데이터센터 분산배치·재생에너지 연계·전력과 산업 정책의 결합
 

AI는 이제 문서를 작성하고 질문에 답하는 소프트웨어를 넘어 공장과 농장, 연구소와 선박을 직접 움직이는 기술로 진화하고 있다. AI는 생산량을 늘리고 불량과 연료비, 농약과 연구개발 기간을 줄이지만 새로운 설비투자와 데이터 종속, 고용 변화와 책임 문제, 그리고 막대한 전력수요를 만들어낸다. <뉴스핌>은 산업 현장에 적용된 국내외 AI 사례를 통해 누가 비용을 줄이고 누가 새로운 비용을 부담하는지, 그 편익이 전력망과 정부 거버넌스라는 한계 안에서 지속 가능한지를 10회에 걸쳐 분석한다.

[AI, 산업의 판을 바꾸다] 기획시리즈 10부작
① AI는 왜 공장부터 바꾸는가...숙련의 가격이 데이터로 옮겨갔다
② 밭 전체에 농약 뿌리던 시대 끝난다…AI 농업의 진짜 경쟁력은 '선택'
③ AI 신약은 실패를 없앴나…개발비를 줄이는 진짜 방식
④ AI가 AI 반도체를 설계한다…미세공정 다음 병목은 '설계데이터'
⑤ 선장은 남았지만 AI가 항로를 고른다…조선업이 '운항 SW'를 파는 날
⑥ 100만 로봇이 움직이는 창고…배송 경쟁의 본질은 데이터다
⑦ 운전자가 사라지자 자동차의 고객이 바뀌었다…로보택시는 이동시간을 판다
⑧ AI가 값싸게 만든 산업, 값비싼 전기로 되돌아온다…AI의 에너지 청구서
⑨ AI 팩토리 500개면 제조강국인가…한국의 병목은 모델이 아니라 현장이다
⑩ 부처는 아홉인데 책임자는 없다…AI 산업정책의 컨트롤타워를 묻다

[세종=뉴스핌] 정성훈 경제부장 = 앞선 일곱 편에서 AI는 공장의 쇳물 생산량을 늘리고, 밭의 농약을 줄이며, 신약 후보를 빨리 걸러내고, 반도체 설계기간을 단축했다. 선박의 연료를 아끼고, 물류로봇의 동선을 최적화하며, 자동차의 운전자를 대신했다. 산업의 비용은 분명히 줄었다. 그러나 이 모든 판단을 학습하고 실행하는 것은 어딘가에 있는 데이터센터의 반도체이고, 그 반도체는 전기를 먹는다.

문제는 이 전기가 조금 드는 것이 아니라는 점이다. 전통적인 데이터센터가 10~25메가와트시(㎿) 수준의 전력을 소비했다면, 대규모 인공지능(AI) 학습을 수행하는 하이퍼스케일 데이터센터는 100㎿가 넘는 전력을 요구한다. 게다가 AI 학습은 수주에서 수개월간 중단 없이 진행돼 시설이 24시간 고부하 상태를 유지한다. 사무실의 조명을 끄듯 껐다 켤 수 있는 부하가 아니다.

국제에너지기구(IEA)는 전 세계 데이터센터의 전력 소비량이 2024년 약 415테라와트시(TWh)에서 2030년 최대 1000TWh까지 늘어날 수 있다고 전망했다. 이는 현재 일본이 1년 동안 쓰는 전체 전력 소비량에 맞먹는 규모다. 산업 AI가 각 현장에서 비용을 줄인 만큼, 그 판단을 만들어내는 인프라는 국가 단위의 새로운 전력수요를 만들어내고 있는 셈이다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]
산업의 절감액과 데이터센터의 전기요금은 같은 장부에 없다

지금까지 이 시리즈가 추적한 절감효과는 대부분 개별 산업 현장의 장부에 기록됐다. 포스코의 연료투입량 감소, 존디어의 농약 절감, 아비커스의 연료절감은 각각 그 공장과 농장, 선박의 비용을 줄였다. 그러나 그 AI를 돌리는 데이터센터의 전기요금은 대부분 다른 주체, 다른 장부에 남는다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]

경제 전체로 보면 이 둘은 하나의 손익으로 합산돼야 한다. AI가 산업 A에서 100을 줄이고 데이터센터에서 30의 전력비용을 새로 발생시켰다면 순편익은 70이다. 여기에 그 전력을 만드는 과정에서 늘어난 탄소배출과 그 사회적 비용까지 더하면 순편익은 더 줄어든다. AI의 경제성을 개별 현장의 절감률로만 계산하면 이 전력 청구서를 놓친다.

특히 추론(inference) 단계의 전력이 중요하다. 학습이 끝난 AI 모델도 산업 현장에서 실시간으로 판단을 내릴 때마다 전력을 쓴다. 자율운항 선박이 항로를 계산하고, 물류 AI가 배차를 조정하며, 로보택시가 도로를 인식하는 매 순간이 전력 소비다. 산업 AI가 확산될수록 학습용 대형 데이터센터뿐 아니라 현장 가까이의 엣지 컴퓨팅 전력수요도 함께 늘어난다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]
수도권에 몰리면 계통이 막힌다

전력수요의 총량만 문제가 아니다. 어디에 몰리느냐가 계통을 좌우한다. 국내 민간 데이터센터 시장은 빠르게 커지고 있지만, 수요가 수도권에 집중돼 있다. 반면 발전설비와 송전망은 지역에 분산돼 있어, 대규모 AI 데이터센터가 수도권에 몰리면 전력을 끌어오는 송전망에 병목이 생긴다.

송전망 증설은 기술이 아니라 사회적 갈등의 문제다. 새로운 송전선로가 지나가는 지역의 반대, 발전원 입지 제약, 인허가 지연이 겹치면 데이터센터는 서버를 들여놓고도 전력을 공급받지 못해 가동이 늦어질 수 있다. 해외에서도 '서버는 왔는데 전기 인입 일정이 관건'이라는 현장의 목소리가 나온다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]

정부는 12차 전력수급기본계획 논의 과정에서 AI 데이터센터의 추가 전력수요를 18.4기가와트시(GW) 규모로 제기했다. 반도체 클러스터 수요까지 더하면 전력수요 전망은 크게 늘어난다. 그러나 이 수요 전망 자체가 불확실하다는 지적도 있다. 기업의 전력사용 신청이 실제 가동으로 이어질지, 계획된 데이터센터가 모두 지어질지는 확정되지 않았다.

■ 전망의 딜레마
전력수요를 과도하게 전망하면 불필요한 발전소와 송전망을 짓게 되고, 그 비용은 전기요금으로 국민에게 돌아간다. 반대로 과소 전망하면 정작 필요할 때 전력이 부족해 데이터센터 가동과 산업 AI 확산이 지연된다. 확실한 수요와 불확실한 수요를 나눠 시나리오별로 관리하는 정교한 전망이 필요한 이유다.

 

 

탄소중립과 충돌하거나, 원전·가스로 돌아가거나

전력을 어디서 만드느냐도 문제다. AI 데이터센터의 급증하는 수요를 단기간에 채우려면 즉시 가동 가능한 발전원이 필요한데, 그 선택이 탄소중립 목표와 부딪힌다. 일부 국가에서는 천연가스 발전소 증설이 논의되지만, 이는 단기 공급 안정에는 도움이 돼도 장기 탄소중립과 충돌한다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]

해외 빅테크는 다른 길을 찾고 있다. 아마존·마이크로소프트·구글은 태양광·풍력 투자에 더해 소형모듈원자로(SMR)와 기존 원전 재가동으로 영역을 넓히고 있다. 24시간 안정적으로 대규모 전력이 필요한 AI 데이터센터에 재생에너지의 간헐성만으로는 대응하기 어렵다는 판단이다. 이 흐름은 원전을 둘러싼 국내 에너지 논쟁과도 직결된다.

결국 AI 전력 문제는 기후에너지부만의 문제도, 산업부만의 문제도 아니다. AI 데이터센터를 유치해 디지털 산업을 키우려는 산업정책과, 탄소중립을 지키려는 기후정책, 전기요금과 계통을 안정시키려는 에너지정책이 하나의 판에서 조정돼야 한다. 이 조정 없이 각 부처가 따로 움직이면 한쪽의 성과가 다른 쪽의 비용이 된다.

효율과 분산이 진짜 해법이다

전력을 더 만드는 것만이 답은 아니다. IEA는 발전 확대와 함께 에너지 효율 개선, 수요 관리, 저장장치(ESS) 확충이 병행돼야 한다고 제시한다. 데이터센터의 전력사용효율지표(PUE)를 개선하고 냉각 기술을 혁신하면 같은 연산에 필요한 전력을 줄일 수 있다. AI 반도체 자체의 전력효율을 높이는 것도 근본적 해법이다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]

분산배치도 중요하다. 데이터센터를 전력이 남고 재생에너지가 풍부한 지역으로 유도하면 수도권 계통 병목과 지역 갈등을 동시에 완화할 수 있다. 다만 지연시간이 중요한 실시간 산업 AI는 현장 가까이 있어야 하므로, 학습용 대형 센터는 분산하고 추론용 엣지는 현장에 두는 이원화가 현실적이다.

정책 성과지표도 바뀌어야 한다. '데이터센터 몇 개를 유치했다'가 아니라, 유치한 데이터센터의 전력효율과 재생에너지 사용 비중, 계통에 준 부담, 분산배치 정도를 함께 봐야 한다. AI 산업을 키우면서 전력·탄소 부담을 관리하는 것은 상충하는 목표가 아니라 동시에 설계해야 할 하나의 방정식이다.

[AI 일러스트 = 정성훈 기자]

AI가 산업의 판을 바꾼 대가는 공짜가 아니다. 앞선 일곱 산업이 줄인 비용은 실재하지만, 그 판단을 만드는 전력과 탄소도 실재한다. 한국이 물어야 할 질문은 'AI를 얼마나 빨리 도입하느냐'가 아니라 'AI가 만든 편익이 늘어난 전력 청구서를 넘어서도록 어떻게 설계하느냐'다.

jsh@newspim.com

■ 한 줄 요약
AI 산업 전환의 편익은 데이터센터 전력이라는 물리적 한계와 충돌하며, 한국의 해법은 AI 도입을 서두르는 것이 아니라 전력효율·분산배치·재생에너지 연계를 통해 산업 편익이 전력·탄소 비용을 넘어서도록 산업정책과 에너지정책을 하나로 설계하는 데 있다.

* [AI로 읽는 경제]는 AI 어시스턴트가 분석한 내용을 바탕으로 기자가 정리한 내용입니다. ChatGPT, Google Gemini, Perplexity, Claude AI 모델이 적용됐습니다. 상단의 'AI MY 뉴스' 로그인을 통해 뉴스핌의 차세대 AI 콘텐츠 서비스를 활용해 보기 바랍니다.

jsh@newspim.com

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삼성전자, 온양에 46조 투자 속도 [서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 삼성전자가 12일 충남 아산 온양사업장에서 고대역폭메모리(HBM) 첨단 패키징 공장 착공에 들어갔다. 인공지능(AI) 거품론과 엔비디아의 경영 불확실성에도 중장기 생산능력 확대에 속도를 내겠다는 전략이다. 삼성전자는 글로벌 대형 고객사 10곳과 메모리 장기공급계약(LTA)을 체결하고 추가 10곳과 협상 중이다. 고객사들의 HBM 증량 요청도 이어지고 있다. HBM은 D램을 여러 층 쌓아 만드는 제품인 만큼 공급을 늘리려면 웨이퍼 생산뿐 아니라 칩을 쌓고 연결하는 후공정 능력도 확충해야 한다. 삼성전자는 2029년 5월 온양 신공장 가동을 통해 첨단 패키징 생산 기반을 강화할 계획이다. 삼성전자와 충남도에 따르면 이날 착공한 '온양 5공장'은 약 3만1000㎡ 규모의 클린룸을 갖춘 HBM 전용 생산시설이다. 1단계에 약 6조원, 중장기적으로 총 46조원을 투입한다. 완공 후 온양사업장 연면적은 27만㎡에서 42만㎡로 56% 늘어난다. 충남도와 아산시는 도시계획 심의를 한 달가량 앞당겨 착공을 지원했다. 이날 착공식에 참석한 이재용 삼성전자 회장은 "일반 반도체를 단순 조립·검사하는 공정이 중심이던 이곳이 앞으로는 AI 반도체의 심장인 최첨단 HBM 거점으로 변모할 것"이라고 밝혔다. 전영현 삼성전자 대표이사 부회장도 "온양과 천안에 있는 반도체 생산 기반을 강화해 충청권을 세계 최고의 최첨단 패키징 글로벌 메카로 육성하겠다"고 말했다. 이재용 삼성전자 회장. [사진=KTV 캡쳐] ◆ 거품론에도 '완판'…고객사 증량 요청 줄이어 글로벌 AI 산업을 둘러싼 불확실성은 커지고 있다. 막대한 AI 투자에 비해 수익 창출이 더디다는 거품론이 확산하는 가운데 엔비디아의 경영 리스크까지 불거졌다. 엔비디아 이사회는 지난 8일(현지시간) 젠슨 황 최고경영자(CEO)가 외국 정보활동의 표적이 됐다는 의혹에 대해 독립 조사에 착수했다. 월스트리트저널(WSJ)이 11일 황 CEO의 퇴진 가능성을 보도하자 엔비디아 주가는 시간외 거래에서 9% 넘게 하락했다. 반면 삼성전자의 HBM 수요는 여전히 공급을 웃돌고 있다. 김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 지난달 29일 3분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 "2027년 HBM 공급 물량은 목표 수준의 가격으로 협상이 완료돼 이미 솔드아웃된 상태"라며 "주요 고객들의 추가 HBM 공급 증량 요청이 지속 접수되고 있다"고 밝혔다. 3분기 HBM4 매출은 전 분기의 3배 이상으로 늘어 전체 HBM 매출의 60%를 차지했다. 회사는 메모리 수요 강세가 2028년에도 이어질 것으로 내다봤다. 장기공급계약 확대도 견조한 수요를 보여준다. 업계에 따르면 삼성전자는 2027년 메모리 생산 물량의 80% 가까이를 LTA로 확보한 것으로 알려졌다. 일부 계약에는 선수금 20~25%와 의무구매 조건까지 붙는 등 공급자 우위 시장이 형성되고 있다. 계약 수요도 AI 기업을 넘어 모바일·자동차·네트워크 분야로 확대되는 추세다. 삼성전자는 2030년까지 전체 메모리 생산능력의 60~70%를 장기계약으로 확보한다는 목표다. 삼성전자 HBM4E. [사진=삼성전자] ◆ 웨이퍼만으론 부족…온양이 '증량' 받칠 거점 늘어나는 HBM 주문에 대응하려면 첨단 패키징 생산능력 확충이 필수적이다. 업계에서는 삼성전자의 HBM 공급량이 향후 3년간 연평균 52% 증가해 현재의 약 3.5배에 이를 것으로 전망한다. 그러나 D램 생산을 늘리더라도 이를 쌓고 연결하는 후공정이 뒷받침되지 않으면 완제품 공급에는 한계가 있다. 범용 반도체 조립·검사 기지였던 온양을 HBM 거점으로 전환하는 이유다. 차세대 HBM으로의 전환도 후공정 수요를 키우고 있다. 삼성전자는 2027년 상반기 7세대 HBM4E 양산을 추진할 계획이다. 제품 세대가 높아질수록 칩을 정밀하게 쌓고 연결하는 기술이 중요해지는 만큼 신규 패키징 시설의 역할도 커질 전망이다. 경쟁사인 SK하이닉스도 생산시설 확충에 속도를 내고 있다. SK하이닉스는 2029년까지 D램·HBM 수요를 사실상 확보했다고 밝혔으며, 충북 청주에 20조원 규모의 첨단 패키징 공장(P&T7)을 2027년 말까지 완공할 계획이다. HBM 시장 경쟁력은 확보한 주문을 얼마나 빠르게 실제 공급으로 연결하느냐에 달려 있다. 삼성전자 온양 5공장은 2029년 가동을 시작하면 기존 천안 중심의 첨단 패키징 생산 기반을 확대하는 역할을 맡는다. 고객사들의 증량 요청이 이어지는 가운데 신규 공장 구축과 생산 안정화를 얼마나 신속하게 마무리하느냐가 HBM 공급 경쟁력을 좌우할 전망이다. mkyo@newspim.com 2026-11-12 11:38
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'스파이 의혹' 앨리스 황, 베이징 체류 확인 [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 엔비디아 젠슨 황 최고경영자(CEO)와의 혼외 관계로 논란의 중심에 선 중국 스파이 의혹 인물, 앨리스 황(중국명 황러)이 본국인 중국 베이징으로 건너가 머물고 있는 것으로 확인됐다. 11일(현지시간) 블룸버그통신은 사안에 정통한 복수의 소식통을 인용해 싱가포르 '메가스피드 인터내셔널'(이하 메가스피드)의 창업자이자 젠슨 황 CEO와의 사생활 스캔들 및 스파이 의혹을 빚은 앨리스 황이 현재 중국 보안 당국이 소재를 파악한 가운데 베이징에 거주하고 있다고 보도했다. 젠슨 황과 엘리스 황.[사진=로이터 뉴스핌] 그가 언제 어떤 경위로 베이징으로 이동했는지, 현재 어떤 활동을 하고 있는지는 즉각 확인되지 않았다. 중국 외교부는 앞서 그가 스파이라는 의혹을 부인했으며, 이번 보도와 관련해서도 즉각적인 입장을 내놓지 않았다. 앨리스 황은 사모펀드와 방송 업계에서 경력을 쌓은 뒤 2023년 메가스피드를 설립했다. 이 회사는 조 바이든 전 미국 대통령이 중국을 상대로 첨단 인공지능(AI) 칩 수출에 대한 광범위한 제재를 가한 지 불과 몇 달 만에 중국 대형 비디오 게임 기업 '세븐로드 홀딩스'에서 분사했다. 세븐로드는 먼저 자사의 싱가포르 자회사를 영국령 버진아일랜드 소재 법인인 '황러'에 매각했고, 이후 앨리스 황이 경영권을 인수했다. 이어 2023년 11월, 황러 법인은 메가스피드를 싱가포르의 한 페이퍼컴퍼니(유령회사)에 다시 매각했다. 매각이 이뤄진 지 불과 며칠 만에 메가스피드는 엔비디아의 공식 클라우드 파트너(NCP)로 지정됐는데, 이는 엔비디아로부터 첨단 칩을 우선적으로 공급받을 수 있는 핵심 지위다. 무역 기록상 메가스피드는 이후 46억 달러가 넘는 엔비디아 칩을 사들여 동남아 데이터센터를 통해 알리바바 등 중국 기업들에 대여해 왔다. 미국 당국의 조사와 엔비디아 이사회의 진상 규명이 진행 중인 가운데, 핵심 당사자인 앨리스 황이 베이징에 체류 중인 것으로 확인되면서 젠슨 황 CEO의 거취 논란과 미 행정부 내 제재 갈등은 더욱 증폭될 것으로 보인다. wonjc6@newspim.com   2026-11-12 14:24
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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