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3줄 요약

AI 수요가 증가하면서 데이터센터 인프라 전반에 새로운 운영 환경이 형성되고 있으며, 입지 전략 역시 단순한 부지 확보를 넘어 전력·네트워크 연계를 정교하게 설계하는 전략적 자산 관리로 전환되고 있죠.
이러한 흐름 속에서 수도권 집중을 완화하기 위해 데이터센터 거점을 비수도권과 해저로 분산하는 한편, 냉각 효율을 높이기 위한 방안으로 폐광·해저 등 비전통적 공간에 대한 검토도 이어지고 있습니다.
변화하는 환경 속에서, 미래 데이터센터는 어떤 공간을 선택하게 될까요? 여러가지 가능성을 검토해보았습니다.

우리가 흔히 접하는 ‘클라우드’는 가상의 공간에 존재하는 듯한 이미지를 떠올리게 하지만, 그 실체는 물리적 공간에 구축된 대규모 설비와 장비에 기반하고 있습니다. 데이터는 하늘 위가 아닌 24시간 가동되는 서버에서 처리되며, 도시 하나에 준하는 전력과 정교한 운영 환경을 필요로 하는 고집적 인프라 속에 존재합니다.

최근 AI 기술이 빠르게 고도화되면서 데이터센터 산업은 새로운 전환 국면에 접어들고 있습니다. 고성능 AI 반도체와 연산 기술에 대한 수요가 크게 늘어나면서, 이러한 물리적 인프라가 감당해야 할 부담 역시 빠르게 커지고 있기 때문입니다. 그동안 당연하게 여겨졌던 데이터센터의 구축 방식과 확장 공식이 다시 질문받기 시작한 배경이기도 합니다.

AI 확산이 불러온 전력 인프라의 구조적 부담

과거에는 비교적 외곽 지역에 부지를 확보하고 전력망을 연결하는 것만으로도 데이터센터 구축에 큰 제약이 없었습니다. 그러나 생성형 AI의 확산으로 컴퓨팅 수요가 급격히 증가하면서 데이터센터 운영에서 전력 확보 자체가 핵심 제약 요인으로 부상하고 있습니다. 기술의 발전 속도에 비해 이를 뒷받침할 전력 인프라 공급이 충분히 따라가지 못하는 구조적 긴장이 형성되고 있는 것입니다.

AI 데이터센터는 기존 클라우드 데이터센터와 비교해 훨씬 높은 수준의 에너지를 요구합니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 챗GPT와 같은 대규모 언어모델이 단일 질의를 처리하는 데 소모하는 전력은 기존 검색 서비스 대비 약 10배에 달하는 것으로 추정됩니다. 고성능 AI 반도체가 대규모로 집적·운영되면서, 전력망 전반에 가해지는 부담도 빠르게 확대되고 있는 것이죠.

이와 관련해 미국 투자은행 골드만삭스는 2024년 5월 발표한 분석에서, AI 기술 확산에 따라 데이터센터 전력 수요가 2030년까지 약 160% 증가할 것으로 전망했습니다. 반면 전력망 확충과 효율 개선은 장기간이 소요되는 영역으로 수요 증가 속도를 단기간에 따라가기 어렵다는 점도 함께 지적했습니다. 특히 유럽 지역의 경우 노후화된 전력 인프라가 병목 요인으로 작용할 가능성이 높다고 평가했습니다.

글로벌 데이터센터의 수요 급증을 나타내는 이미지 — ©Goldman Sachs

결국 데이터센터 내부를 채울 고성능 AI 연산 장비는 빠르게 고도화되고 있지만, 이를 안정적으로 구동할 전력 인프라는 상대적으로 제한적인 상황입니다. 이 격차를 해소하기 위해서는 전력망 확충과 인프라 재편에 막대한 시간과 비용이 필요하며, 이는 데이터센터 산업 전반에 새로운 구조적 부담으로 작용하고 있습니다. 이러한 전력 제약은 결국 데이터센터를 “어디에, 어떻게 구축할 수 있는가”라는 문제로 자연스럽게 확장됩니다.

수도권 집중이 만든 병목: 부지와 전력의 한계

이러한 전력 제약과 공간 부담은 글로벌 데이터센터 시장 전반에서 공통적으로 나타나는 현상이지만, 국내에서는 수도권 집중 구조와 맞물리며 더욱 뚜렷하게 드러나고 있습니다. 업계 추정에 따르면, 국내 데이터센터의 약 70%가 전문 인력 수급과 인프라 접근성 등의 이유로 서울과 경기권에 집중돼 있는 것으로 파악됩니다.

한국전력은 이미 수도권 전력 공급 여력이 제한적인 수준에 근접했음을 여러 차례 시사한 바 있습니다. 특정 지역에 데이터센터가 집중될 경우 전력 계통 과부하로 이어질 수 있기 때문입니다. 이에 따라 정부는 ‘전력 계통 영향 평가’ 제도를 강화하며 수도권 내 신규 데이터센터에 대한 진입 요건을 엄격히 관리하고 있습니다.

실제로 산업통상자원부와 한국전력이 김성원 국민의힘 의원실에 제출한 자료에 따르면, 2024년 8월부터 2025년 6월까지 접수된 수도권 신규 데이터센터 건설 신청 195건 가운데 전력 계통 영향 평가를 통과한 사례는 4건에 불과했습니다. 글로벌 시장에서 나타나는 전력 병목이 국내에서는 수도권 집중이라는 구조적 특성과 결합되며, 기업들로 하여금 보다 안정적인 전력 확보가 가능한 지역으로 시선을 돌리게 만들고 있습니다.

냉각의 또 다른 제약: 물과 환경 문제

전력과 부지 문제와 함께 데이터센터 운영에서 수자원과 환경 이슈 역시 중요한 변수로 부상하고 있습니다. 데이터센터의 냉각 문제는 단순한 설비 효율을 넘어, 대규모 물 사용과 직결된 환경 관리 이슈이기 때문입니다. 고성능 서버에서 발생하는 열을 제어하기 위해 상당량의 물이 사용되며, 일부는 증발 과정에서 소모됩니다.

구글의 환경 보고서(2023)에 따르면, AI 수요 증가 등의 영향으로 2022년 데이터센터 물 소비량은 전년 대비 20% 이상 증가했습니다. 여기에 기후 변화로 인한 가뭄 위험까지 더해지면서, 물 사용량을 줄이거나 대체할 수 있는 친환경 냉각 기술의 도입은 점차 선택이 아닌 필수 요건으로 자리 잡고 있습니다.

정리하면, 데이터센터는 아래와 같은 핵심 조건이 충족돼야 합니다.

① 전력과 연결성: 입지 경쟁력의 출발점

가장 우선적으로 고려되는 요소는 전력과 연결성입니다. 데이터센터는 전기의 품질과 안정성이 사업 연속성을 좌우하는 인프라입니다. 초고압 전력이 24시간 안정적으로 공급되지 않을 경우 서버는 성능 저하(Throttling)를 겪거나 가동을 중단할 수 있으며, 이는 곧 서비스 품질 저하와 SLA(서비스 수준 협약) 리스크로 이어집니다.

이 때문에 입지 검토 단계에서는 부지 자체보다도 변전소 접근성, 전력 계통 여력, 이중화(Backup) 설계 가능성 등이 핵심 판단 기준으로 작용하는 경우가 많습니다.

② 네트워크: 데이터가 오가는 길목

전력만큼 중요한 축이 네트워크 연결성입니다. 데이터센터는 고립된 ‘저장 공간’이 아니라, 대규모 데이터가 끊임없이 오가는 네트워크 허브에 가깝습니다. 해저 케이블 상륙지와의 거리, 주요 백본(Backbone)과의 연결성, 다중 통신사 경로 확보 여부에 따라 지연시간(Latency)과 안정성이 달라지며, 이는 임차인 유치 경쟁력과 직결됩니다.

결국 데이터센터 입지는 “전력이 안정적으로 공급되는 곳”이면서 동시에 “데이터가 효율적으로 이동할 수 있는 곳”에서 출발하게 됩니다.

③ 냉각 효율: 보이지 않는 핵심 인프라

전기가 흐르는 곳에는 필연적으로 열이 발생합니다. 특히 고성능 AI 반도체가 밀집된 서버 랙은 상당한 수준의 발열을 동반하며, 이를 효과적으로 제어하지 못할 경우 시스템 안정성에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다.

이에 따라 외부의 찬 공기를 활용할 수 있는 기후 조건이나, 열을 분산·제어할 수 있는 풍부한 수자원 등 냉각 효율을 높일 수 있는 환경이 중요한 입지 요건으로 부각됩니다.

④ 규모와 수용성: 물리적 한계의 문제

대규모 부지 확보 역시 간과할 수 없는 요소입니다. 서버실뿐 아니라 전력 공급 시설, 비상 발전기, 냉각 설비 등 필수 인프라를 함께 구축하기 위해서는 축구장 여러 개에 달하는 넓고 견고한 부지가 필요합니다. 그러나 도심이나 교통 요충지 인근에서 이러한 조건을 충족하는 부지를 확보하는 일은 갈수록 어려워지고 있습니다.

⑤ 인허가와 리스크 관리: 초기 설계의 중요성

이 외에도 인허가, 안전관리, 지역사회 수용성 등 다양한 요소를 종합적으로 검토해야 합니다. 특히 인허가 과정에서는 전력, 냉각, 부지 규모와 같은 핵심 요건들이 지역사회 및 이해관계자와의 협의 사안으로 연결되기 때문에, 초기 단계부터 리스크를 구조화해 관리하는 접근이 중요합니다.

이 과정에서 자산운용사의 역할 역시 점차 확대되고 있습니다. 입지 선정부터 설계·운영 계획, 이해관계자 커뮤니케이션까지를 하나의 구조로 설계함으로써, 사업성(수익성)과 지속가능성(운영 안정성)을 동시에 확보할 수 있기 때문입니다. 최근 국내외에서 자산운용사가 데이터센터 개발 및 운영 구조에 적극적으로 참여하는 흐름이 나타나는 것도 이러한 배경에서 이해할 수 있습니다.

그렇다면 이러한 제약 속에서, 현재 데이터센터 산업에서는 어떤 시도들이 본격화되고 있을까요?

비수도권 지역의 재부상

부산은 수도권 데이터센터 과밀화의 현실적인 대안 후보지로 주목받고 있습니다. 특히 해저 광케이블이 상륙하는 관문이라는 점이 핵심 요인입니다.

글로벌 통신망과의 물리적 연결성이 우수할 경우 데이터 전송 안정성과 지연시간(Latency) 측면에서 경쟁력을 확보할 수 있으며, 이는 데이터센터의 임차인 선호도와 사업성에 직접적인 영향을 미칩니다. 여기에 항만·산업단지 기반 인프라와 인근 발전단지 연계 가능성까지 고려하면, 전력 인입과 네트워크 연결성을 동시에 확보할 수 있는 입지로 평가됩니다.

부산 외에도 세종, 전남 해남(솔라시도), 경북 포항, 강원권 등 다양한 비수도권 지역이 데이터센터 후보지로 함께 검토되고 있습니다.

이들 지역은 공통적으로 ▲전력 계통 여력 또는 추가 전력 확보 가능성 ▲대규모 부지 및 단계적 확장(Phase) 가능성 ▲광역 통신망 접근성 측면에서 상대적 강점을 보유하고 있습니다. 특히 안정적인 전력 인입과 네트워크 이중화가 가능한 입지는 임차인 유치 경쟁력과 장기 운영 안정성에 직결되는 만큼, 초기 입지 선정 단계에서부터 인프라 조건을 정량·정성적으로 함께 평가하는 접근이 중요해지고 있습니다.

폐광의 재발견

최근에는 비전통적 공간을 활용한 데이터센터 모델에 대한 검토도 확대되고 있습니다. 대표적인 사례가 폐광을 데이터센터로 전환하는 방식입니다. 더 이상 채굴이 이뤄지지 않는 갱도는 대규모 공간을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 상대적으로 안정적인 지중 환경을 갖추고 있어 냉각·보안·부지 측면에서 대안으로 거론되고 있습니다.

전 세계적으로 운영이 중단된 광산들은 ‘천연 냉각’ 효과를 바탕으로 재조명받고 있습니다. 지하 공간은 연중 온도가 비교적 일정해 계절 변화의 영향을 덜 받기 때문입니다.

대표적인 사례로는 노르웨이의 ‘레프달 광산(Lefdal Mine)’ 데이터센터가 있습니다. 이 시설은 폐광을 개조해 넓은 지하 공간을 활용하는 동시에, 인근 해수를 서버 냉각에 활용하고 있습니다. 또한 소모 전력의 대부분을 수력발전으로 충당해 운영 비용을 크게 절감한 것으로 알려져 있습니다.

미국에서는 미주리주의 ‘블루버드(Bluebird)’, 캔자스주의 ‘라이트에지(LightEdge)’ 데이터센터가 폐광을 활용해 구축됐으며, 지하의 서늘한 환경을 통해 냉각 비용을 효과적으로 낮추고 있습니다. 국내에서도 강원도 태백, 전남 장성 등을 중심으로 폐광을 데이터센터 부지로 활용하려는 논의가 점차 가시화되고 있습니다. 두꺼운 암반층이 천연 방어벽 역할을 해 보안 측면에서도 장점이 있다는 평가가 나옵니다.

바다는 가장 거대한 냉각수

지상을 넘어 해저 공간을 활용하려는 시도도 이어지고 있습니다. 마이크로소프트는 ‘나틱(Project Natick)’ 프로젝트를 통해 해저 데이터센터 실증 실험을 진행했으며, 밀폐된 환경에서 낮은 고장률과 안정적인 온도 유지 효과를 확인한 바 있습니다.

중국 역시 하이난 해안에 상업용 해저 데이터센터를 구축하며 이 분야에 적극적으로 나서고 있습니다. 해수를 냉각수로 활용해 전력 효율을 높이는 동시에, 인구 밀집도가 높은 해안 도시와의 접근성을 확보함으로써 데이터 전송 효율을 극대화하려는 전략입니다.

데이터센터 최후의 보루, 우주 데이터센터

지상과 지하, 해저를 넘어 글로벌 빅테크 기업들은 이제 ‘우주’를 차세대 데이터센터의 가능 공간으로 바라보고 있습니다. 아직은 먼 미래의 구상처럼 들릴 수 있지만, 전력·냉각·부지라는 입지 제약을 근본적으로 벗어나려는 가장 급진적인 시도라는 점에서 주목받고 있습니다.

우주 데이터센터는 극저온에 가까운 우주 환경을 활용해 냉각 부담을 줄이고, 태양광 발전을 통해 전력을 자급자족할 수 있는 잠재력을 갖고 있습니다.

실제로 지난해 8월 구글은 협력사 ‘스타클라우드(Starcloud)’를 통해 엔비디아 GPU를 탑재한 위성 발사를 계획 중이며, 미국의 우주 데이터센터 개발 스타트업 ‘액시엄스페이스(Axiom Space)’는 IBM·레드햇과 협력해 국제우주정거장(ISS)에 데이터센터 모듈 ‘AxDCU-1’을 보내는 데 성공했습니다. 중국 역시 ‘삼체 컴퓨팅 위성군’ 프로젝트를 추진하며, 수천 기의 소형 위성에 AI 연산 장치를 탑재해 궤도상에서 데이터 처리를 수행하는 방안을 모색하고 있습니다.

물론 발사 비용, 유지·보수의 제약, 우주 방사선 등 기술적 장벽은 여전히 높습니다. 그럼에도 불구하고 지상의 물리적 한계를 벗어나 확장 가능성을 모색한다는 점에서, 우주 데이터센터는 데이터센터 산업이 어디까지 진화할 수 있는지를 가늠하게 하는 상징적인 사례로 평가됩니다.

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