심층 조사: 미국 1,240개 데이터센터 뒤에 숨겨진 혼란, 진실, 거짓
글: 지둥서, 월스트리트저널
주요 기술 기업들은 전례 없이 빠른 속도로 데이터센터를 건설하고 있으며, 미국 내에서도 일주일에 2개 이상의 데이터센터가 세워지고 있다. 데이터센터는 AI의 급속한 발전을 이끄는 엔진이며, 사진, 동영상, 소셜 네트워크 정보 등을 저장하지만, 정부 차원에서 이러한 시설이 얼마나 존재하며 어디에 위치하고 누구에게 소유되어 있는지에 대한 공식 기록은 거의 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해 미국 언론 Business Insider의 수사 기자들은 자체적으로 미국 전역의 데이터센터 지도를 제작하기로 결정했다. 이를 위해 비상용 발전기 설치 신청 기록을 중심으로 각 주의 공공 기록을 하나씩 조사해, 오랫동안 '영업 비밀'로 분류되어 드러나지 않았던 데이터센터들을 서서히 가시화시켰다.
조사 결과는 충격적이었다. 2024년 기준 미국에는 이미 건설되었거나 건설 승인이 난 대규모 데이터센터가 무려 1240개에 달했으며, 지난 약 15년간 수치는 거의 300% 증가했다.
철조망과 담장으로 둘러싸인 이들 데이터센터는 버지니아주와 애리조나주 등지에 집중되어 있으며, 필요로 하는 전력과 수자원은 도시 전체 규모에 맞먹어 지역 환경과 인프라에 큰 부담을 주고 있다.
대형 데이터센터는 연간 2테라와트시(TWh) 이상의 전력을 소비할 수 있어 20만 가구의 1년 치 전력 사용량을 감당할 수 있다. 더욱이 43%의 데이터센터가 고도 또는 극심한 물 부족 지역에 위치해 있으며, 냉각을 위해 식수를 사용하고 있다.
데이터센터로 인한 막대한 에너지 부담에 대응하기 위해 일부 지역에서는 청정에너지 전환 계획을 연기하거나 백억에서 천억 달러에 달하는 비용을 들여 인프라 개선을 추진해야 한다. 2039년까지 버지니아주의 전기요금은 관련 인프라 투자로 인해 50% 이상 상승할 가능성이 있다.
더욱 우려되는 점은 데이터센터가 보다 안정적인 인프라를 확보하기 위해 종종 주거 지역 인근에 입지한다는 점이다. Business Insider의 기자는 '데이터센터 실리콘밸리'라 불리는 버지니아주 로우돈 카운티(Loudoun)부터 방문했는데, 여기서 데이터센터는 이미 주민들의 일상생활에 직접적인 영향을 미치고 있었다.
다큐멘터리 링크:
https://www.youtube.com/watch?v=t-8TDOFqkQA&t
01. 주거지와 데이터센터, 거리 단 100미터…일부 주택은 데이터센터에 둘러싸여
전 세계 인터넷 트래픽의 1/3은 미국 버지니아주를 통과한다. 로우돈 카운티는 세계에서 가장 높은 밀도를 자랑하는 데이터센터 지역으로, 329개의 데이터센터가 위치해 있으며, 이들 시설은 주 전체 전력 소비의 1/4을 차지한다.
겉보기에 이곳은 평범한 미국 교외 지역처럼 보이지만, 항공 촬영으로 보면 거대한 흰색 컴퓨터실들이 마치 현대식 공장처럼 정렬되어 있다.
기술 기업들이 이곳을 선택한 이유는 안정적인 전력 공급, 풍부한 수자원, 세제 혜택 및 저렴한 토지비 때문이다. 하지만 이 같은 장점은 곧 데이터센터가 주거지와 벽 하나를 사이에 두고 인접하게 된다는 의미이기도 하다.
북버지니아 지역은 워싱턴 D.C. 대도시권 중 인구 밀도가 가장 높고, 미국 내에서 인구 성장률이 가장 빠른 지역이다. 바로 이곳에 데이터센터가 빠르고 대규모로 건설되고 있다.
도나 갈란트(Donna Galante)는 데이터센터 건설로 피해를 입은 주민 중 한 명이다. 그녀는 북버지니아 프린스 윌리엄 카운티에서 30년간 조용히 살았으며, 자신의 거리에서 네 번째 집 주인이었고, 이 지역의 변화를 지켜봤다.
2021년, 구글이 그녀의 집 근처 750미터 지점에 데이터센터를 건설했다. 이후 밤마다 발생하는 소음으로 인해 불안감을 느끼며 잠을 이루지 못했고, 결국 2층 침실을 포기하고 1층으로 내려가서 노이즈캔슬링 헤드폰을 착용해야 겨우 잠들 수 있었다.
그녀는 현장 직원들과 정부 관계자에게 데이터센터에 관한 정보를 요청했지만, 돌아온 말은 "저희는 기밀 유지 계약을 맺었기 때문에 이야기할 수 없습니다."라는 한마디뿐이었다.
더 나쁜 것은 이것이 시작에 불과하다는 점이다. 앞으로 몇 년간 도나의 커뮤니티 주변에는 더 많은 데이터센터가 들어설 예정이다. 2023년, 원래 주택용으로 계획되었던 땅이 산업용으로 용도 변경되었고, 데이터센터 건설을 위한 길이 열렸다. 현재 이곳에는 높이 75피트(약 22.8미터)의 데이터센터가 주거지 바로 맞은편에 건설될 예정이다.
프린스 윌리엄 카운티에는 현재 70개 이상의 데이터센터가 있으며, 위의 총괄 계획이 모두 실현된다면 인근 로우돈 카운티와 합쳐져 러시아 전체보다 더 많은 데이터센터를 보유하게 될 것이다.
도나는 법적 소송을 통해 용도 변경을 무효화하려 했지만, 소송은 기각되었다. 그녀는 "세상이 데이터센터를 필요로 한다는 것을 안다. 하지만 사람들의 집 옆에 짓는 것은 잘못된 일이다."라고 말했다.
이와 유사한 사례는 미국 전역에서 계속해서 발생하고 있다. 버지니아주 매너서스에 사는 주민 카를로스 리아네스(Carlos Llanes)는 매일 아마존 데이터센터의 소음을 측정하고 지역 주민 모임과 공유하고 있다. 그는 "이 소리를 듣는 것뿐만 아니라 실제로 피부로 느낄 수 있다."고 말했다.
위 소음의 원천은 데이터센터의 냉각 시스템이다. 많은 데이터센터에서 거대한 냉각 시스템이 뜨거운 공기를 빨아들여 에어컨 장치를 통해 순환시키며 냉각한다. 가장 일반적인 방식은 냉수로 열을 흡수하고 냉각탑을 통해 외부로 배출하는 것으로, 냉각장치와 팬 모두 끊임없는 윙윙거리는 소음을 발생시킨다.
▲ 이 사각형 상자들이 데이터센터의 냉각 시스템이다
소음 수준은 주로 주거지 인근 산업지역에 대한 정부 허용 기준 이하이다. 그러나 주거지의 건물들은 현대 데이터센터의 24시간 지속적인 윙윙거림에 적응하도록 설계되지 않았다.
저주파 진동은 카를로스의 집 창문까지 흔들게 만들었고, 그는 소음 차단 창문을 새로 설치하는 데 2만 달러를 들였지만 여전히 잠들 수 없었다. 밤새 지속되는 윙윙거리는 소음은 카를로스와 7살 아들을 괴롭혔으며, 아이는 마치 외계 비행기가 외부에 있는 줄 알았다. 어느 기간엔 카를로스가 가족을 데리고 지하실로 이사해 진동을 피하기도 했다.
주민 위원회와 지역 당국이 개입한 후, 데이터센터 운영사는 처음에 건물 지붕의 팬 주변에 재료를 배치해 소음을 줄이려 시도했다. 그러나 이러한 조치는 효과를 거두지 못했고, 결국 팬 자체를 교체하고 배기구를 더 높이 설치했다.
이러한 개선 작업 후 소음 수준은 실제로 낮아졌지만, 카를로스와 그의 이웃들은 여전히 데이터센터의 진동을 느낀다고 말한다.
카를로스는 데이터센터 건설 자체에 반대하지 않지만, 주거지나 학교 등 민감 지역에 너무 가까이 지어지는 것은 넘어서면 안 되는 선이라고 생각한다. 안타깝게도 앞으로 몇 년간 카를로스의 지역에도 더 많은 데이터센터가 운영될 예정이다.
아마존은 소음 수준이 "규정 기준보다 훨씬 낮다"고 반박했지만, 주민들이 경험하는 신체적·정신적 영향은 무시할 수 없다. 미국 공중보건협회(American Public Health Association)는 장기간의 소음 노출이 심혈관 질환 및 정신 건강 문제를 유발할 수 있다고 경고했다.
02. 라이선스로 베일 벗긴 데이터센터, 아마존·마이크로소프트·구글 상위 3위
도대체 얼마나 많은 데이터센터가 주민들의 생활에 영향을 미치고 있을까? 그리고 어떤 기업들이 책임을 져야 할까?
현재 미국에는 완전한 공공 데이터센터 목록이 없으며, 공식 지도도, 전담 규제 기관도 없다. 정보 자유법(FOIA)을 통해 자료를 요청하려 해도, 대부분은 내용이 삭제된 문서 혹은 '영업 비밀'이라는 이유로 거절당한다.
▲ 데이터센터 관련 문서는 대부분 크게 삭제됨
Business Insider의 수사 기자들은 새로운 접근 방식을 시도했다. 거의 모든 데이터센터가 공통적으로 갖는 요소를 발견한 것이다. 바로 전력망 고장 시 데이터센터 운용을 유지하기 위한 비상용 발전기였다. 발전기 설치는 대기질 허가를 받아야 하므로, 이 점을 돌파구로 삼기로 한 것이다.
팀은 각 주별로 공공 기록 요청을 제출해 데이터센터에 발급된 모든 대기질 허가서를 수집했다. 허가서에는 발전기 용량이 명시되어 있어 데이터센터의 전력 소비 규모를 추정할 수 있었으며, 데이터센터의 실제 소유자를 파악하는 단서도 제공했다.
▲ Business Insider이 확보한 일부 대기질 허가서
예를 들어, 오하이오주 컬럼버스 인근에서 Magellan Enterprises LLC라는 회사가 최소 164대의 비상용 발전기에 대한 허가를 신청했다. 그러나 공식 기록을 깊이 조사한 결과, 이 회사는 실제로 구글 소유임이 밝혀졌다.
Business Insider의 기자들은 수백 건의 유사한 단서를 추적해 미국 데이터센터에 대한 지금까지 가장 포괄적인 통계를 완성했다.
자료에 따르면, 지난 15년간 미국 데이터센터 건설은 급속한 성장기를 맞았으며, 북버지니아와 애리조나주 마리코파 카운티 등 특정 지역에 집중적으로 밀집했다.
이 그래프는 지난 20년간 미국 데이터센터의 폭발적인 성장을 보여준다. 2010년에는 311개의 데이터센터가 건설되거나 승인되었으나, 2024년에는 이 수치가 1240개로 늘어났으며, 거의 2010년의 4배에 달한다.
2024년 말까지 건설 허가를 받은 데이터센터 중 아마존은 177개를 보유하고 있으며, 마이크로소프트, 구글, 메타(Meta), QTS(블랙스톤 산하 데이터센터 솔루션 제공업체)가 그 뒤를 잇고 있다.
컴퓨팅 장비 자체가 많은 전력을 필요로 하며, 건물의 냉각 시스템과 펌프 역시 전력을 소비한다. 가장 큰 규모의 데이터센터는 연간 2테라와트시(TWh) 이상의 전력을 소비해 20만 가구를 감당할 수 있다.
전력 문제는 일부일 뿐이다. 데이터센터의 냉각 시스템은 또한 막대한 양의 물을 소비한다. 수자원이 풍부한 지역에서는 문제가 되지 않지만, 미국 애리조나주처럼 물 부족 지역에서는 상황이 전혀 다르다.
아래 사진은 애리조나주에 새로 건설될 데이터센터의 위치인데, 이 시설이 물을 확보하는 유일한 방법은 지하수를 뽑는 것이다.
극심한 가뭄이 애리조나주를 휩쓸고 있다. 이 지역의 주요 수자원인 콜로라도 강은 2000년 이후 유량이 20% 감소했으며, 강이 애리조나주에 도달할 때는 한 방울도 낭비할 수 없는 상황이다.
그러나 Business Insider이 이전에 제작한 데이터센터 지도를 겹쳐본 결과, 다수의 데이터센터가 이런 가뭄 지역으로 몰려들고 있다는 사실이 밝혀졌다. 저렴한 전력이 이 같은 행위를 뒷받침하는 주요 요인일 수 있다.
예를 들어, 마이크로소프트는 2019년 이 지역에 첫 데이터센터를 건설했고, 6년 후 이 지역의 마이크로소프트 데이터센터는 5개에 달하며, 또 하나의 새 데이터센터가 건설 중이다.
도시 외곽에 위치한 이 데이터센터들은 실제로 경작지를 파헤쳐 만든 것이다. 허가서 파일에 따르면, 마이크로소프트의 신규 클러스터는 매우 거대할 것으로 보이며, 총 280대의 발전기를 보유하고 있으며, 총 출력은 약 80만 킬로와트에 달한다.
파일에 따르면, 마이크로소프트는 각 데이터센터가 하루 379만 리터의 물을 사용하며, 연간 69.36억 리터의 물을 소비할 것으로 예상된다. 이는 인구 6.1만 명의 도시 연간 물 사용량과 맞먹는다.
조사 결과, 대형 데이터센터의 43%가 고도 또는 극심한 물 부족 지역에 위치해 있으며, 이들 시설은 식수를 사용하고 있다. 아마존의 경우 45.76%의 데이터센터가 물 부족 지역에 위치해 있으며, 마이크로소프트는 이 비율이 52.27%에 달한다.
데이터센터의 물 사용량 역시 '영업 비밀'로 간주된다. 그러나 Business Insider은 50건 이상의 관련 데이터를 확보했다. 예를 들어, 구글 텍사스 미드러시안 데이터센터는 2023년에 6.1억 리터의 물을 소비했으며, 콜로라도주의 킨드레드(Kindred) 데이터센터는 같은 해 3.2억 리터를 소비했다.
애리조나주에서는 콜로라도 강에서 오는 물이나 지하수 개발 모두 엄격히 규제된다. 그러나 각 지방 자치단체는 자신들의 물 할당량을 어떻게 사용할지 결정할 수 있으며, 이 주의 많은 지역에서는 기업의 지하수 채굴을 거의 제한하지 않는다.
많은 기술 기업들은 2030년까지 '물 순이익(water positive)'을 달성하겠다고 약속하고 있다. 즉, 사용량보다 더 많은 물을 복원하거나 절약하겠다는 것이다. 그러나 이는 주로 '물권 오프셋' 방식으로 이루어지는데, 다른 사람들이 대신 절수하도록 돈을 지불하는 방식이다. 이는 지역 자원 긴장 완화에는 기여하지 못한다.
더 복잡한 문제는 데이터센터가 물 사용을 줄이고 에어컨 순환 냉각 방식으로 전환하면, 전력 소비가 크게 증가해 탄소 배출량이 더 높아진다는 점이다.
03. AI 데이터센터, 전력망의 한계에 도전…에너지 절감 목표 지연
데이터센터는 '디지털 경제의 기반'이라 불리지만, 아직까지 경제적 효과는 제한적이다. 가장 큰 규모의 데이터센터조차 영구 고용 인원은 150명을 넘지 않으며, 일부는 25명 미만이기도 하다. 그러나 각 주 정부는 여전히 세제 혜택을 경쟁적으로 제공하고 있다.
지금까지 Business Insider은 37개 주가 데이터센터에 세제 인센티브를 제공하고 있음을 확인했다. 건축 자재 및 장비에 대한 면세, 수도 및 전기 요금 할인 등이 포함된다. 고용 약속이 지켜지지 않아도 세제 혜택은 대규모로 지급되고 있다.
동시에 메타, 구글, 마이크로소프트는 2025년 각각 640억 달러, 750억 달러, 800억 달러를 신규 시설 및 장비 확장을 위해 투자할 계획이다.
맥킨지(McKinsey)는 2028년까지 미국 데이터센터가 연간 600테라와트시(TWh)의 전력을 소비할 것으로 예측하며, 이는 미국 전체 전력 소비의 12%를 차지해 2023년의 4%보다 훨씬 높은 수준이며, 전례 없는 규모다. AI 기반 데이터센터는 전력망을 한계로 밀어붙이고 있다.
이처럼 막대한 부담에 직면해 많은 전력 공급 업체는 화석 연료 탈피 계획을 포기하거나 연기하고 있다. 미내브래스카주에서는 주 내 최대 두 전력회사가 수년 전 2050년까지 전력 생산의 순제로 배출 제로를 달성하겠다고 약속했다. 그러나 이 주 스프링필드에 위치한 메타 데이터센터는 연간 전력 소비량이 40만 가구와 맞먹는다.
이 수요를 충족시키기 위해, 주 최대 공공 사업 회사는 오마하의 석탄화력 발전소 폐쇄를 연기하는 안건에 찬성했으며, 2025년에 두 개의 새로운 가스 발전소를 건설할 계획이다. 이는 2050년 순제로 목표 달성이 어려워질 수 있음을 의미한다.
위성 데이터에 따르면, 북오마하 발전소의 2023년 6월 이산화탄소 배출량은 시간당 약 30만 킬로그램으로 추정된다.
막대한 전력 소비 외에도, 데이터센터의 비상용 디젤 발전기는 매월 몇 시간만 가동되더라도 유해 오염 물질을 다량 배출한다.
현재 여러 대형 기술 기업들이 태양광, 풍력, 심지어 원자력 등 다양한 청정 에너지 프로젝트에 투자하겠다고 발표하고 있다. 펜실베이니아주에서는 마이크로소프트가 논란의 삼마일 아일랜드 원전(1979년 부분 붕괴 사고 발생)이 2027년 재가동될 때 해당 원전의 전력을 구매하는 계약을 체결했다.
▲ 삼마일 아일랜드 원전
그러나 이들 기업은 대부분 재생 가능 에너지 크레딧을 구매함으로써 배출량을 상쇄하는 것이지, 직접적인 에너지 사용 구조를 바꾸지는 않는다. 문제는 취약하고 분산된 전력망이 데이터센터의 에너지 수요를 감당하기 어렵다는 점이며, 대규모 인프라 업그레이드를 위해서는 결국 소비자가 비용을 부담하게 될 수 있다.
아마존, 마이크로소프트, 구글은 모두 고압 송전선 포함 전력망 개선 비용 전액을 부담하겠다고 밝혔지만, 이미 이러한 비용이 소비자에게 전가되고 있다는 증거가 나타나고 있다.
버지니아주에서는 전력회사 Dominion Energy가 데이터센터와 전기차 수요를 충족시키기 위해 2039년까지 전력 생산량을 약 2배로 늘려야 한다고 밝혔다. 이 확장은 최대 1030억 달러가 소요될 것으로 예상되며, 주민들의 전기요금은 50% 인상될 수 있다.
그럼에도 불구하고 일부 주는 여전히 데이터센터 유치에 사활을 걸고 있다. 미국 버지니아주는 2023 회계연도에 56개 데이터센터 프로젝트에 약 10억 달러의 세제 감면을 제공했다.
오하이오주 뉴올버니 사례는 더욱 전형적이다. 2017년, 사이드캣 LLC(Sidecat LLC)라는 정체불명의 회사는 300에이커의 땅에 거대한 데이터센터 2개를 건설하겠다며 최소 15년간 100% 재산세 면제를 요구했고, 이는 약 6000만 달러 가치였다. 이후 이 회사는 메타의 자회사였음이 밝혀졌다.
04. 결론: AI 건설 열풍 지속, 누가 침묵의 대가를 지불하는가?
AI라는 이름 아래 진행되는 이 건설 열풍은 미국은 물론 세계의 에너지 구조, 환경 생태, 지역 사회 생활에 영향을 미치고 있다. 그러나 문제는, 이 거대한 데이터센터가 계속해서 성장함에 따라 진정한 대가를 지불하는 주체는 누구인가 하는 것이다. 전력망의 부담, 수자원의 긴장, 세제 혜택으로 인한 사회적 비용—이러한 숨겨진 대가는 대부분 일반 주민과 소비자들에게 떨어지고 있다.
도나와 카를로스 같은 주민들에게 선택은 점점 더 어려워지고 있다. 데이터센터의 윙윙거리는 소음과 잠재적인 전력·수자원 경쟁은 그들을 집을 떠나게 하고 있다. 도나는 "이 문제의 심각성을 깨닫지 못한 이웃들이 많다"며 "내 마음이 아프지만, 나는 오랫동안 싸울 수 없다. 언젠가 백기를 들고 짐을 싸서 떠날 것이다."라고 말했다.
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