[유미's 픽] AI에 멍 든 지구…MS도 구글도 '탄소 배출' 줄이기 안간힘

AI 경쟁 따른 인프라 확대로 탄소배출 급증…빅테크, 특수 목재·SMR 등으로 '넷제로' 추진

인공지능(AI) 경쟁 격화에 따른 인프라 확대 여파로 글로벌 빅테크를 중심으로 탄소배출이 급증하고 있는 가운데 마이크로소프트(MS)가 다양한 방안 마련에 나서 주목된다. MS는 오는 2030년까지 탄소중립을 넘어 순배출 마이너스를 목표로 하고 있는 상태로, 향후 다른 기업들에게도 영향을 줄 것으로 관측된다.

2일 업계에 따르면 MS는 미국 버지니아 북부에서 특수 목재를 사용해 두 곳의 데이터센터를 짓고 있다. 주요 탄소 배출원 중 하나인 강철과 콘크리트의 사용을 줄이기 위한 것으로, 내화성 조립식 목재 재료인 CLT(Cross-Laminated Timber, 구조용 직교 집성판)를 데이터센터 재료로 활용한다. CLT는 콘크리트와 강도가 비슷하며 내진성, 내난연성 등을 갖췄다.

MS는 콘크리트와 철강, CLT 목재 등을 함께 사용할 예정으로, 철강, 콘크리트만 사용했던 기존보다 35%의 탄소를 줄일 수 있을 것으로 보고 있다. 또 프리캐스트 콘크리트(PC)로 지은 데이터센터에 비해서도 탄소 배출을 65%가량 낮출 수 있을 것으로 예상했다. 데이터센터 건설에 CLT 목재를 사용한 하이브리드 방식을 도입한 것은 MS가 처음이다. 

마이크로소프트가 미국 버지니아에 짓고 있는 데이터센터 조감도 (영상=MS 공식 뉴스룸)

MS는 전 세계적으로 300개 이상의 데이터센터를 보유 중으로, AI 시장에서 주도권을 갖기 위해 지금도 데이터센터 등 관련 인프라를 꾸준히 확대하고 있다. 지난 4월에는 130조원 이상을 투자해 '스타게이트'라는 이름의 대규모 데이터센터 구축 계획을 추진 중인 사실도 알려졌다. 

이 탓에 MS의 탄소 배출은 지난 2020년 이후 30%가량 증가했는데, 공급망을 비롯한 간접 배출의 영향이 컸다. 공급망에서 탄소 배출이 30.9% 폭증한 탓에 총 탄소 배출은 2020년 이후 29.1% 늘었다. 구체적으로는 데이터센터 건설에 사용된 반도체, 연료, 건축자재 등에서 배출된 탄소다. 다만 직접 탄소 배출은 2020년에 비해 작년 6.3% 감소했다. 

앞으로 데이터센터 등 시설 구동을 위해 탄소 배출과 에너지, 물, 전력 소비가 불가피하다는 점에서 MS의 탄소 절감 노력은 더 활발해질 것으로 보인다. 

앞서 MS는 기후 목표를 달성하기 위해 4년 전 10억 달러 규모의 기후 혁신 펀드를 출범해 관련 스타트업에 투자한 데 이어 캐나다 저탄소 콘크리트 기업 카본큐어에도 대규모 자금을 투입했다. 일부 데이터센터에선 카본큐어 제품도 사용하고 있다. 

또 MS는 AI 인프라 운영에 따라 증가하는 온실가스 배출량을 상쇄시키기 위해 지난 7월 석유·가스회사 옥시덴털로부터 50만톤(t)의 탄소배출권도 구입한 것으로 알려졌다. 여기에 탄소 배출 목표를 달성을 위해 주요 공급망에 2030년까지 100% 무탄소 전기를 사용하도록 요구도 할 방침이다. 

MS는 공식 뉴스룸에서 "1975년 회사를 설립한 이래 배출했던 모든 누적 탄소량 만큼 오는 2050년까지 공기 중에서 제거할 것"이라며 "탈탄소화를 가속화하기 위해 전사적인 노력을 기울여 지난 3년간 직접 배출량을 6.3% 줄이는 성과도 거뒀다"고 말했다. 

마이크로소프트가 미국 버지니아주에서 짓고 있는 데이터센터 (사진=MS 공식 뉴스룸)

MS 외에 아마존도 데이터센터를 위한 저탄소 건설 기술에 높은 관심을 보이고 있다. 기후 서약 기금을 통해 카본큐어, 브림스톤 등 친환경 콘크리트 회사뿐 아니라 저탄소 철강 제조업체인 일렉트라에도 투자했다. 

구글 역시 오는 2030년까지 탄소 중립을 달성한다는 목표다. 회사 운영에서 이산화탄소 등 지구 온난화를 촉진하는 탄소 배출을 줄이고, 흡수량을 늘려 결국 순 배출량을 '0'으로 만든다는 각오다. 

하지만 AI 산업 발전으로 관련 시설에서의 이산화탄소 배출량은 점차 늘어나는 추세다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 데이터 센터와 전송 네트워크 운영으로 배출되는 이산화탄소는 연간 브라질의 배출량과 맞먹는다. 복잡한 연산을 풀어내기 위해서 쓰이는 전력도 기존 인터넷 서비스의 10배 이상이다. AI 모델이 한 번 학습할 때마다 사용하는 전력은 100가구가 1년간 사용할 전력보다 더 많다.

2021년 미국 스탠퍼드 대학의 연구에서도 비슷한 결과가 나왔다. 이 대학의 연구진은 오픈AI의 생성형 AI 프로그램인 'GPT-3'의 학습에 1천287메가와트시(MWh)의 전력이 투입됐다고 밝혔다. 이는 120개의 미국 가정이 1년 동안 쓸 수 있는 양으로, 학습 과정에서 배출된 이산화탄소 양도 550톤에 달했다.

이 외에 구글은 지난해 말까지 4년 간 탄소 배출량이 약 50% 늘었다. 메타의 지난해 탄소 배출량도 2019년에 비해 70% 증가했다.

뉴스케일 소형모듈원전(SMR) 플랜트 가상 조감도. (사진=두산에너빌리티)

이에 업계에선 탄소 배출을 줄이기 위해 '원자력'도 적극 활용하려는 움직임을 보이고 있다. 원자력이 AI 개발에 따른 전기료 부담을 덜 수 있는 가장 저렴한 에너지원이란 점도 주효했다. 

실제 구글은 최근 미국 스타트업 카이로스파워와 전력 구매 계약을 맺었다. 카이로스파워는 소형모듈형원자로(SMR) 개발 기업으로, 구글은 카이로스파워가 앞으로 가동할 6~7개의 SMR에서 총 500메가와트(MW)의 전력을 구매하기로 했다. 이는 수십만 가구가 이용할 수 있는 전력이다.

MS도 지난달 미국 최대 원전 기업인 콘스텔레이션에너지에서 20년 동안 전기를 공급받는 계약을 체결했다. 콘스텔레이션에너지는 MS에 전기를 대기 위해 1979년 미국 역사상 최악의 원전 사고가 발생했던 펜실베이니아주의 스리마일섬 원전 1호기 가동을 2028년부터 재개할 예정이다.

아마존 산하 클라우드 기업 아마존웹서비스(AWS)는 지난 3월 미국 송전 및 발전 기업인 탈린에너지로부터 100% 원자력으로 작동하는 데이터센터를 인수했다. 미국 AI 기업 오픈AI의 샘 올트먼 최고경영자(CEO)는 2014년부터 미국 SMR 스타트업 오클로에 투자해 현재 이사회 의장에 올랐다. 오클로는 2027년부터 첫 SMR을 가동할 계획이다.

업계 관계자는 "IT 기업들이 너도나도 AI 개발에 뛰어들면서 전 세계적으로 데이터센터는 급격히 늘어나는 추세"라며 "데이터센터를 기반으로 움직이는 AI 산업에 전기가 많이 필요하다 보니 공급할 전력도 점차 부족해질 수밖에 없는 상황"이라고 말했다. 

이어 "탄소 중립 실현을 위한 각종 규제까지 강화되면서 빅테크들이 충분한 전기를 공급 받기도 더욱 쉽지 않아졌다"며 "풍력, 태양광 등 탄소 중립을 위해 재생에너지를 사용한다고 해도 발전량이 제한적이어서 전기 공급이 원활하지 않을 것"이라고 덧붙였다.

그러면서 "원자력은 안정적인 전력 공급을 가능하게 해주면서도 탄소를 배출하지 않는 유일한 에너지원"이라며 "원자력 발전은 여러모로 전기가 엄청나게 필요한 거대 기업들에 매력적인 선택지가 되고 있다"고 강조했다.