전 세계적으로 컴퓨팅 파워에 대한 수요가 급증하면서, 주요 데이터 센터 기업들은 2024년부터 2030년까지 무려 1조 8000억 달러에 달하는 대규모 자본을 투입할 준비를 하고 있다. 이처럼 빠른 확장은 기존의 기업용 워크로드부터 생성형 AI(GenAI) 애플리케이션에 이르기까지, 데이터 활용이 많은 기술에 대한 투자와 확신이 점차 커지고 있음을 보여준다.
그러나 산업의 발전을 더디게 만들 수 있는 주요 장애물들이 존재한다. 그중에서도 가장 시급한 문제는 전력 인프라 병목현상, 공급망 제약, 자원 사용에 대한 지역 사회의 우려, 그리고 데이터 센터의 환경적 영향 증가 등이 꼽힌다. BCG는 이러한 복합적인 문제를 해결하고 향후 기회를 선점하기 위해 데이터 센터 운영사 및 업계 이해관계자가 실행할 수 있는 실질적인 전략을 제시한다.
급속한 성장 전망
데이터 센터 산업이 빠르게 성장하고 있다는 점은 분명하지만, 그 성장을 이끄는 요인들은 상대적으로 덜 알려져 있다. BCG의 독자적인 ‘글로벌 데이터 센터 모델’을 활용하여 데이터 센터 수요를 뒷받침하는 요소, 전례 없는 규모의 자본 투자, 그리고 이 신흥 산업을 형성하는 글로벌 역학 관계를 분석한다.1
데이터 센터가 처리해야 할 컴퓨팅 수요는 급증하고 있다. 2023년부터 2028년까지 전 세계 데이터 센터 전력 수요는 연평균 약 16%씩 증가할 것으로 예상되며, 이는 2020년부터 2023년까지의 증가율보다 33% 더 빠른 수준이다. 이렇게 증가한 수요는 2028년쯤 약 130GW에 이를 것으로 전망된다.2 현재 컴퓨팅 파워 증가의 주요 원인으로 생성형 AI가 주목받고 있지만, 실제로는 그 보다 훨씬 복잡한 요인들이 존재한다(보기 1 참고).
전통적인 기업용 워크로드(파일 저장 및 공유, 거래 처리, 기타 기존 비즈니스 애플리케이션과 같은 비 AI 영역)는 현재 데이터 센터 전력 수요의 대부분을 차지하며, 앞으로도 그 비중을 유지할 것이다. 2028년에는 전체 전력 수요의 약 55%를 차지할 것으로 예상되며, 이는 2023년부터 2028년까지 연평균 7% 증가하는 수준이다. 이러한 성장은 기업 데이터 볼륨이 지속적으로 늘고, 기업 비즈니스의 추가적인 디지털 전환이 가속화되는 데 힘입은 것이다. 비용 효율과, 운영 유연성 및 확장성을 높여주는 클라우드 서비스가 광범위하게 쓰이는 것도 이 같은 성장의 중요한 역할을 하고 있다.
이와 나란히, 생성형 AI 관련 컴퓨팅 수요는 현재 가장 빠르게 성장하는 부문이며, 2023년부터 2028년까지 데이터 센터 전력 수요 증가분의 약 60%를 차지할 것으로 예상된다. OpenAI의 GPT 모델과 같은 대형 기반 모델을 학습하는 데 필요한 컴퓨팅 수요는 연평균 약 30% 성장할 것으로 보이며, 사전 학습된 모델을 활용한 추론 워크로드는 무려 122%의 폭발적인 증가세를 기록할 전망이다. 그러나 이러한 급격한 성장에도 불구하고, 2028년에는 생성형 AI는 데이터 센터 전력 수요의 약 35%에 그칠 것으로 예상된다.
향후 컴퓨팅 수요의 정확한 궤적과 시점, 더 나아가 데이터 센터 확장 시기까지 생성형 AI 컴퓨팅이 어떻게 발전하느냐에 크게 좌우될 수 있다. 예를 들어, 모델 아키텍처나 하드웨어의 기술이 혁신적으로 발전한다면, 생성형 AI 학습 과정에서 필요한 전력 수요를 줄일 수 있다. 반면, 프롬프트 하나에 여러 단계의 처리가 필요한 ‘연쇄 사고 추론(Chain-Of-Thought)’ 같은 추론 방식이 널리 채택되면, 컴퓨팅 파워에 대한 수요가 한층 더 빠르게 늘어날 수 있다.
하이퍼스케일러가 성장과 주요 투자를 주도한다. 아마존(Amazon), 메타(Meta), 마이크로소프트(Microsoft), 구글(Google)과 같은 하이퍼스케일러들이 2023년부터 2028년까지 데이터 센터 산업 성장의 약 60%를 견인할 것으로 예상된다. 이들이 차지하는 전 세계 데이터 센터 전력 수요 비중은 현재 35%에서 45%로 높아질 전망이다. 같은 기간, 자체 시설을 직접 운영·유지하는 기업의 전력 수요 비중은 10%에서 5%로 감소할 것으로 보인다. 이는 기업들이 클라우드 및 코로케이션(Colocation) 제공 업체로 지속적으로 이동하는 흐름을 반영한다. 코로케이션 제공 업체는 고객에게 데이터 센터 공간을 빌려주거나 특화된 클라우드 서비스를 개발해 제공하며, 하이퍼스케일러의 꾸준한 수요에 대응해 2028년에는 나머지 50%의 전력 수요를 차지할 것으로 예상된다(보기 2 참고).
이 성장을 실현하기 위해 하이퍼스케일러들은 2024년부터 2030년까지 미국 내 데이터 센터 관련 자본 지출(Capex)로 약 1조 8천억 달러를 투자할 것으로 예상된다.3 또 새롭게 시장에 진입하는 기업들도 급증하는 수요를 충족하기 위해 상당한 투자를 단행할 것으로 보인다.
하이퍼스케일러들은 데이터 센터 시설의 크기 확대에도 큰 영향을 미칠 전망이다. 미국 내 데이터 센터의 평균 규모는 현재 40MW(메가와트)에서 2028년까지 60MW로 증가하고, 전체 캠퍼스의 약 3분의 1이 200MW를 넘길 것으로 예측된다.4 이러한 변화는 규모의 경제, 예를 들어 냉각 효율성과 같은 요인 때문만이 아니라, 생성형 AI 모델 훈련의 특수한 요구 사항과도 관련이 있다. 생성형 AI 모델 훈련에는 대규모 병렬 처리와 중앙 집중형 서버 간 초고속 통신이 필요하며, 이는 수십억에서 수조 개의 매개변수를 포함하는 모델을 효율적으로 학습하는 데 필수적이다.
[1] BCG의 독자적인 ‘글로벌 데이터 센터 모델’은 워크로드를 “전통적 기업용 컴퓨팅,” “GenAI,” “기타 AI+고성능 컴퓨팅” 세 가지로 구분하고, 각 워크로드의 성장 요인을 분석해 컴퓨팅 파워 수요를 예측한다. 반도체 웨이퍼 생산 및 GPU 수요 예측 등의 하드웨어 수요 전망치를 바탕으로 결과를 도출했다. 이 모델의 시나리오 기반 전망은 다음 네 가지 요소를 포함한다: 제약 없는 컴퓨팅 파워 수요, 2027년까지 하드웨어 공급 제약(기본 시나리오), 데이터 센터 인프라 제약, GenAI 채택 궤적의 변화. 별도 언급이 없는 한, 본 보고서의 수치는 기본 시나리오를 기준으로 한다.
[2] 데이터 센터 수요란 컴퓨팅(예: 서버)과 비컴퓨팅(예: 냉각 시스템) 인프라에 필요한 전력량(GW 단위)을 의미한다.
[3] 출처: BCG 분석, 애널리스트 보고서, Datacenter as a Computer: Designing Warehouse-Scale Machine (제3판), datacenterHawk, Form 10Ks, Gartner, OEM 웹사이트.
[4] 출처: BCG 분석, datacenterHawk, 시장 참여자 인터뷰.
지역별 역학 변화
미국은 현재 전 세계 데이터 센터 용량의 약 60%를 차지하고 있다. 기존에 설치된 데이터 센터와 공공 발표를 통해 향후 가동될 것으로 예상되는 데이터 센터를 고려할 때, BCG의 모델에 따르면 2023년부터 2028년까지 데이터 센터 전력 수요 증가의 대부분을 미국이 차지할 것으로 추정된다5 (보기 3 참고).
이러한 확장은 특정 전력 시장을 중심으로 이뤄질 전망이다. 2028년에는 미국 내 데이터 센터의 70%가 PJM 인터커넥션(버지니아 및 오하이오주 포함), 중서부 독립 시스템 운영 기관(MISO, 일리노이 및 아이오와주 포함), 북서부(오리건주 포함), 동남부(조지아주 포함)에 집중될 것으로 예측된다.6 미국이 데이터 센터 산업을 주도하는 주요 요인은 여러 가지가 있다. 주요 하이퍼스케일러 기업들의 본사가 미국에 위치하고 있으며, 안정적인 에너지원, 강력한 네트워크 연결성, 낮은 국가 리스크, 우호적인 규제 환경 등이 데이터 센터 산업 발전을 뒷받침하고 있다. 기후 목표가 높은 하이퍼스케일러들에게는 대규모 재생에너지를 수급하기 쉬우며 전력구매계약(PPA)과 같은 제도도 널리 활용되고 있어 데이터 센터 개발이 더욱 가속화되고 있다.
BCG의 분석에 따르면, 현재 및 계획된 데이터 센터를 기준으로 볼 때 2023년부터 2028년까지 미국 외 지역이 전체 성장분의 나머지 30% 차지할 것으로 보인다. 이는 크게 다음 세 가지 요인에 기인한다.
• 데이터 보안 및 주권. 지역별 데이터 저장 및 컴퓨팅 활동이 수행될 위치, 칩의 수입 및 수출 가능 여부를 규제하는 엄격한 요건이 데이터 센터의 입지를 결정짓게 된다. 이는 주로 제재 관련 규제나 보안 우려에서 비롯된다. 예를 들어, 유럽연합(EU)의 일반정보보호규정(GDPR)은 개인 데이터 전송에 대한 엄격한 규칙을 부과하여, 기업들이 데이터 보호 규정을 보다 쉽게 준수하기 위해 유럽경제지역(EEA) 내에서 데이터를 저장하고 처리하도록 유도한다.7 이와 유사하게, 아시아 여러 국가들은 데이터 현지화(Data Localization) 법안을 시행했거나 시행할 계획이며, 이는 해당 지역에서 데이터 센터 구축에 박차를 가할 전망이다. 예를 들어, 인도네시아의 정부 규정 71호(Government Regulation 71)는 공공 및 금융 부문에서 데이터 현지화를 의무화하고 있다. 규제적 압박 외에도, 고객의 요구사항이 데이터 센터의 위치를 결정하는 요인이 될 수 있다. 예를 들어, 클라우드 고객들은 서비스 수준 및 보안 계약에서 데이터 처리 위치에 대한 특정 요건을 명시할 수 있다.
• 신뢰할 수 있는 저비용 전력 확보 선택지 확대. 데이터 센터 운영사가 비용 및 신뢰성 기준을 동시에 충족하는 청정에너지를 확보할 수 있게 되면서, 지속가능성 목표를 추구하는 기업들은 미국 외 지역에 대한 투자 유인을 한층 높게 느끼고 있다. 예를 들어, 북유럽(Nordics)은 풍부한 재생 에너지 자원, 강력한 전력망 인프라, 유럽 내 최저 수준의 에너지 요금을 갖춘 지역으로 부상하고 있다.8
• 지연 시간 요구 사항이 없는 AI 애플리케이션 확장. 데이터 센터가 사용자 요청에 응답하는 데 걸리는 시간인 ‘지연 시간(Latency)’은 AI 애플리케이션에서 점점 덜 중요한 요소가 되고 있다. 가장 지연 시간에 민감한 컴퓨팅 워크로드는 ‘엣지 컴퓨팅(Edge computing)’을 통해 사용자와 가까운 곳에서 서버를 운영하여 지연 시간을 줄인다. 하지만, ‘연쇄 추론(Chain-Of-Thought Reasoning)’과 같은 AI 패러다임의 혁신은 몇 초 이상의 응답 시간을 허용할 수 있어 초저지연(Ultralow latency)이 덜 중요한 요소가 되고 있다. 이러한 변화는 데이터 센터 운영사들이 비용이나 지속가능성과 같은 다른 요소를 사용자와의 근접성보다 우선시할 수 있도록 하며, 결과적으로 데이터 센터 위치를 선택하는 데 더 큰 유연성을 제공한다.
BCG의 모델은 공개적으로 발표된 데이터 센터 건설 계획만을 반영하고 있다. 앞서 언급된 변수들과 아직 발표되지 않은 데이터 센터 프로젝트를 고려하면 미국 외 지역에서 예상보다 빠른 성장과 다른 형태의 성장 경로가 나타날 수도 있다. 이번 분석에서는 데이터 한계상 깊이 다루지 않았지만, 중국은 계속해서 주요 AI 강국으로 떠오를 가능성이 높다. 중국은 인재, 자본, 전력 자원에 대한 강력한 접근성을 보유하고 있기 때문이다. 예를 들어, 알리바바(Alibaba)의 Qwen 대형 언어 모델(LLM)은 미국의 모델과 유사한 성능을 보이고 있으며, 이는 미국의 수출 규제로 인해 첨단 칩 접근성이 제한된 상황에서도 이뤄진 성과다.9
[5] 이 예측은 BCG의 ‘글로벌 데이터 센터 모델’에서 데이터 센터 인프라 제약 시나리오에 해당한다.
[6] 여기서 언급된 지역 구분은 미국연방에너지규제위원회(FERC)의 구분을 따르며, 지역 송전 기구(예: PJM)와 독립 시스템 운영 기관(예: MISO)가 관할하는 지역을 포함한다.
[7] 출처: 유럽연합 집행위원회(European Commission).
[8] 출처: Bloomberg, Bulk Infrastructure Group AS, Data Center Dynamics.
[9] 현재 미국의 수출 규제는 미국 기업 및 미국 기술을 사용하는 외국 기업에 적용되며, 이 규제에 따라 미국 반도체 및 첨단 기술을 중국 소유 기업에 판매하는 것이 금지된다. 생성형 AI의 지정학적 영향에 대한 자세한 내용은 “생성형 AI 시대의 새로운 지정학: CEO가 준비해야 할 핵심 전략“을 참조.
데이터 센터 기회를 포착하기 위한 과제와 해법
전 세계적으로 국가 및 비즈니스 리더들은 AI 혁신을 중요한 우선 과제로 삼고 있다. 그러나 데이터 센터 생태계 전반의 참여자들은 새로운 대형 시설을 구축하는 과정에서 상당한 난관에 직면하고 있다. 이 문제들을 면밀히 살펴보면 해결 방안을 찾을 수 있다.
전력 확보
데이터 센터의 수와 규모가 증가함에 따라 전력망에 미치는 영향은 매우 클 전망이다. 2028년까지 전 세계 데이터 센터의 전력 소비량은 약 130GW에 이를 것으로 예상되며, 이는 2023년부터 2028년까지 연평균 16%의 성장률을 반영한 수치다. 이는 2020년부터 2023년까지의 연평균 성장률 12%보다 증가한 것이다. 미국의 경우, 데이터 센터의 전력 수요가 2023년부터 2030년까지 전체 부하 증가의 최대 60%를 차지할 것으로 예상되며, 이는 교통 부문의 전기화 등 다른 분야보다 더 빠른 속도로 늘어날 것으로 보인다.
이러한 상황에서 대규모 데이터 센터 운영에 필요한 전력 확보는 점점 더 중요한 병목현상으로 떠오르고 있다. 특히, 이는 일반적인 그린필드(greenfield) 데이터 센터 개발이 2~3년 정도 소요되는 반면, 이에 필요한 전력망 연계 연구 및 인프라 업그레이드는 4~8년이 걸리는 타임라인의 불일치에서 비롯된다.10
이 문제를 해결하기 위해 데이터 센터 운영사는 전력망 인프라 개발을 가속화하기 위해 에너지 공급업체와 적극적으로 협력할 수 있다. 특히 다음 두 가지 조치가 중요하다.
• 입지 선정 및 계획 단계에서 협력. 데이터 센터 운영업체와 전력회사는 협력하여 데이터 센터를 ‘지능적으로 배치’함으로써 개발자의 요구(예: 도시 중심지와의 근접성)와 전력회사의 요구(예: 시스템 경제성과 안정성 최적화)를 균형 있게 조정할 수 있다. 이를 위해서는 전력회사 계획 주기에 조기에 통합되고 데이터 공유가 필요하다. 또한, 공공 부문 기관(예: 규제 당국)이 허가 절차 간소화와 같은 메커니즘을 통해 데이터 센터 개발을 선호하는 지역으로 유도할 수도 있다.
• 전력망 확장의 리스크 완화. 전력망 확장 과정에서 가장 큰 문제는 계획 주기의 불일치다. 전력회사와 규제 당국은 25~30년에 이르는 투자 회수 기간을 감안해 장기적인 전력 구매 계약을 필요로 한다. 반면, 데이터 센터는 수요의 불확실성, 지역별 패턴, 변화하는 워크로드(특히 생성형 AI와 관련된 변화)로 인해 상대적으로 짧은 주기로 운영된다. 데이터 센터 운영업체는 ‘테이크 오어 페이(Take-or-Pay)’ 계약이나 금융 보증을 제공함으로써 전력회사가 전력망 업그레이드에 선제적으로 투자하도록 유도할 수 있다. 이러한 계약은 수요 증가 예측이 실제보다 과대평가될 경우 대규모 전력망 자본 지출의 리스크를 완화하는 역할을 한다. 또한, 새로운 전력 인프라 또는 업그레이드된 전력망을 전력회사와 공동 소유하는 모델을 탐색하여 금융적 리스크와 보상을 공유할 수도 있다. 나아가, 대형 전력 소비자들과 협력하여 지역별 수요를 통합하고, 이를 통해 대규모 신규 투자에 대한 충분하고 안정적인 수요 신호를 보낼 수도 있다.
기업들은 컴퓨팅 전력 수요의 급증을 충족하기 위한 계획을 수립하면서, 새로운 접근 방식이 추가적인 전력망 연결 용량 확보의 필요성을 얼마나 줄일 수 있을지 평가하고 있다. 두 가지 주요 트렌드—자체 전력 자원의 개발 및 지속적인 기술 혁신—를 면밀히 살펴보면, 단기적으로 전력 수요 문제를 근본적으로 변화시킬 가능성은 낮아 보인다(관련 내용은 사이드 바 “데이터 센터 전력 수요, 간단한 해결책은 없다.” 참고).
[사이드 바] 데이터 센터 전력 수요, 간단한 해결책은 없다.
오늘날 데이터 센터 산업이 직면한 전력 문제를 논의할 때, 자가발전 시스템(Behind-the-Meter, BTM)과 지속적인 하드웨어 혁신이 향후 어떤 역할을 할 것인지에 대한 질문이 필연적으로 따라온다. 두 가지 모두 상당한 잠재력을 가지고 있지만, 궁극적인 영향은 아직 불확실하다.
자가발전 시스템 (Behind-the-Meter, BTM) 자원. 공동 배치된 에너지 자원은 최근 데이터 센터 프로젝트에서 전력망 병목 현상을 해소하고 전력 공급 속도를 높이는 방안으로 주목받고 있다. 아직 초기 단계이지만, 공동 배치된 가스 발전소, 수소 연료전지 농장, 백업 시스템이 갖춰진 태양광 발전소 등 BTM 자원은 데이터 센터 전력 공급에서 더욱 중요한 역할을 하게 될 것이다. 그러나 BTM 자원이 필요한 것은 분명하지만, 현재의 높은 관심은 2023년부터 2028년까지 추가적으로 요구되는 약 70GW의 데이터 센터 용량을 공급하는 데 기여할 가능성과 비교하면 과도한 측면이 있다. 이는 대규모 실행과 관련된 몇 가지 중요한 문제를 반영한다.
첫째, BTM 자원은 전력망과 독립적으로 운영되는 만큼, 계획 및 비계획 유지 보수, 정전 리스크 등 고유한 신뢰성 문제를 안고 있다. 이러한 이유로, 높은 수준의 전력 신뢰성과 이중화가 필수적인 데이터 센터 운영자들은 전통적으로 완전한 독립형(off-grid) 솔루션을 채택하는 데 신중한 태도를 보여왔다. 신뢰성 문제를 해결하기 위한 기술적 솔루션(예: 부하 브리지)이 존재하지만, 이를 실질적으로 적용하고 성숙시키는 데는 시간이 필요하다.
둘째, 멀티 메가와트(MW) 또는 기가와트(GW) 규모의 데이터 센터 수요를 충족하기 위해 BTM 자원을 확장하는 것은 상당한 기술적 난제를 초래한다. 개발업체들은 소규모 오프그리드 태양광 시스템에 대한 경험은 보유하고 있을 수 있지만, 천연가스, 태양광, 배터리 등 다양한 자원을 대규모로 통합하는 전문성은 부족한 경우가 많다. 데이터 센터 운영과 관련된 독특한 전력 흐름과 동적 부하를 관리하는 것도 복잡성을 더하며, 거의 즉각적인 반응성과 넓은 부하 변동을 조절해야 하는 점이 프로젝트 리스크를 높인다.
셋째, BTM 솔루션의 채택은 규제 불확실성으로 인해 지연될 가능성이 있다. 예를 들어, BTM 데이터 센터 부하의 계통 비용 분배 및 전력망 안정성에 미치는 영향에 대한 논의가 여전히 진행 중이며, 이는 최근 미국 연방에너지규제위원회(FERC)가 BTM 데이터 센터 부하에 대한 계통 연계 계약을 거부한 결정에서도 반영되었다.11
결과적으로, 데이터 센터 운영자들은 여전히 전력망에 연결된 방식을 선호할 가능성이 크다. 동시에, 이러한 전력망 연결을 원활하게 하기 위해 대규모 부하 계통 연계 절차에 대한 규제 개혁이 이루어지고, 신규 전력망 인프라에 대한 유틸리티 기업의 투자를 탈위험화(De-risk)하고 가속화하기 위한 계약 혁신이 등장할 것으로 예상된다. 이러한 변화 속에서, 특히 수직적으로 통합된 규제 유틸리티 기업들은 새로운 전력망 인프라 및 발전 설비 투자에서 데이터 센터 확장의 가치를 상당 부분 포착할 수 있는 유리한 입지를 갖게 될 것이다.
기술 혁신 고객들이 자주 묻는 질문 중 하나는, 최근 구글의 Willow와 같은 혁신적인 사례로 주목받고 있는 양자 컴퓨팅(Quantum Computing)이 컴퓨팅 워크로드를 보다 효율적으로 처리함으로써 데이터 센터의 에너지 수요를 줄이는 데 기여할 수 있을지에 대한 것이다. 그러나 현실적으로 양자 컴퓨팅은 향후 최소한 10년간 데이터 센터의 즉각적이고 증가하는 에너지 수요 문제를 해결할 실질적인 솔루션을 제공하지 못할 가능성이 높다. 양자 컴퓨터는 추론(Inferencing) 작업이나 대부분의 엔터프라이즈 워크로드에 적합하지 않을 가능성이 크며, 대규모 언어 모델(LLM) 학습에 대한 적용 가능성도 여전히 불확실하다. 설령 AI 학습에 기술적으로 적합하다고 하더라도, 확장 가능한 양자 솔루션이 등장하려면 아직 수년이 더 걸릴 것으로 예상된다.
하드웨어 측면에서 실질적인 발전은 엔비디아(Nvidia)와 같은 선도 기업 및 신생 도전 기업들이 개발하는 칩에서 점진적이지만 의미 있는 개선이 이루어지는 것과, 액체 냉각과 같은 핵심 지원 기술의 혁신을 통해 성능과 효율성이 지속적으로 향상되는 데서 기대할 수 있다. 또한, 소프트웨어 및 알고리즘 혁신 역시 데이터 센터의 에너지 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 할 것으로 보인다.
[10] 출처: BCG 분석, The Datacenter as a Computer: Design Warehouse-Scale Machines (제3판), 시장 참여자 인터뷰, Interconnection.fyi. 그린필드 데이터 센터 개발 기간은 토지 취득부터 시설 완공까지의 일정을 반영한다. 출처: 인터커넥션 연구 및 인프라 업그레이드 통계는 인터커넥션 프로젝트의 공개 데이터(미국의 ISO/RTO 및 비 ISO 유틸리티 기반)에서 추출된 제안된 완공 시점을 기준으로 한다.
[11] 2024년 11월 1일, 미국 연방에너지규제위원회(FERC)가 PJM 인터커넥션이 서스퀘해나 원자력 발전소에서 공동 위치된 데이터 센터 부하를 증가시키기 위해 제출한 수정된 계통 연계 서비스 계약을 거부함; ER24-2172 | PJM의 서스퀘해나 공동 위치 제안
공급망 이슈
급속한 성장 속에서 데이터 센터 운영사 및 개발자들은 필수 자원을 적시에 확보하는 것이 핵심 과제로 떠오르고 있다. 이에 따라 공급망 관리(Supply Chain Management, SCM)*의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 반도체 칩 부족은 잘 알려진 문제지만, 전력 및 냉각 시스템, 네트워크 인프라, 심지어 건설 인력까지 공급망의 거의 모든 요소에서 차질이 발생할 가능성이 있다. 예를 들어, 백업 발전기와 같은 핵심 장비의 조달 기간이 기존 몇 개월에서 몇 년으로 증가하고 있다.12
데이터 센터 운영사는 보다 탄력적인 공급망을 구축하고 용량 병목 현상을 완화하기 위해 다음과 같은 실질적인 전략을 고려할 수 있다.
• 리드 타임이 긴 구성 요소의 대량 구매. 리드 타임이 긴 장비를 엔지니어링·조달·건설(EPC, Engineering, Procurement, and Construction) 파트너와 협력해 미리 대량 확보한 후, 서드파티 물류 기업에 보관하면 데이터 센터 개발 및 건설 일정을 대폭 단축할 수 있다. BCG가 최근 데이터 센터 15곳의 프로젝트를 분석한 결과, 핵심 장비를 대량 구매해 중앙에 보관함으로써 공사 기간을 최대 6개월까지 단축할 수 있었다.13
• 파트너십 및 공동 개발 추진. 데이터 센터 운영사는 공급업체와의 전략적 협력을 강화하고, 공동 투자(Co-investment)를 포함한 파트너십을 구축함으로써 제조 역량을 확장할 수 있다. 이러한 파트너십을 통해 공급업체가 데이터 센터의 용량 요구 사항을 장기적으로 예측할 수 있도록 지원하면, 보다 효과적인 계획 수립 및 생산 프로세스를 구현할 수 있다.
• 인재 개발에 대한 투자. 전문 인력, 특히 원격지에서의 채용은 데이터 센터 운영사, 전력회사, 전문 시공업체에게 지속적인 도전 과제로 남아 있다. 기업들은 교육 기관과 협력한 인력 개발 프로그램을 운영하여 이러한 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 마이크로소프트(Microsoft)는 지역 커뮤니티 칼리지와 협력해 전 세계적으로 약 20개의 데이터 센터 아카데미를 운영하고 있다.14
[12] 출처: CBRE Research, 2024년 8월. Wall Street Journal, 2024년 4월.
[13] 출처: 데이터 센터 건설 벤치마킹, BCG 분석, 2024년 5월.
[14] 출처: “Microsoft in your community”, 기업 웹사이트.
지역 사회 참여
데이터 센터가 확장됨에 따라 토지 및 수자원과 같은 지역 자원에 미치는 영향에 대한 지역 사회의 감시가 강화되고 있다. 특히, 데이터 센터 성장을 지원하기 위한 전력망 업그레이드 비용 분담 규칙과 확장된 데이터 센터가 에너지 비용 부담에 미치는 영향이 많은 지역 사회에서 주요한 쟁점으로 떠오르고 있다.
데이터 센터 생태계의 주요 이해관계자는 이러한 우려를 해결하기 위해 다음과 같은 조치를 고려할 수 있다.
• 공정한 요금 설계. 규제 기관, 전력 회사, 데이터 센터 운영자는 상업 및 산업 고객을 위한 비용 회수 프레임워크를 공동으로 개정할 수 있다. 이러한 프레임워크는 영향을 받는 에너지 사용자 간에 비용이 공정하게 분배되도록 보장해야 하며, 전기 요금 인상이나 에너지 신뢰성 저하로부터 소비자를 보호해야 한다. 이러한 보호 조치에는 최소 용량 약정, 선불금 지급, ‘사용 여부와 관계없이 비용을 지불하는(take-or-pay)’ 조항 등이 포함될 수 있으며, 이는 예상보다 부하 증가가 적을 경우 발생할 수 있는 유휴 자산 위험으로부터 소비자를 보호하는 역할을 한다. 또한, 데이터 센터 운영자는 필요한 신규 용량을 직접 자금 조달하는 계약 메커니즘을 마련하여 운영에 필요한 높은 수준의 에너지 신뢰성을 확보할 수 있다. 동시에, 데이터 센터, 전력 회사, 규제 기관 간의 협력은 데이터 센터 연계와 관련된 대규모 전력망 업그레이드 비용을 공정하게 배분하는 데 필수적이다. 이러한 이해관계자들은 전력망 업그레이드나 확장을 완화할 수 있는 방법을 모색하도록 전력회사를 장려하는 인센티브를 개발할 수 있다. 이러한 방법에는 배선 및 케이블 교체, 배터리 저장 시스템, 가상 발전소, 전력망 강화 기술 등이 포함될 수 있다. 이러한 메커니즘이 도입되지 않으면 전체 소비자의 에너지 비용이 증가하고 에너지 공급의 신뢰성이 저하될 위험이 있다.
• 지역 사회와의 적극적인 협력. 데이터 센터는 저소득 및 중간 소득 가정을 위한 에너지 효율화 프로그램 지원, 교육 기관과의 협력을 통한 인력 양성 프로그램 운영, 전력 소비자의 직접적인 비용 부담 완화 등의 활동을 통해 지역 사회에 미치는 긍정적인 영향을 극대화할 수 있다. 또한, 데이터 센터가 일자리 창출 등 지역 경제에 기여하는 방식도 강조해야 한다. 예를 들어, 100MW 규모의 데이터 센터는 건설 기간(2~3년) 동안 약 500개의 정규직(FTE) 건설 일자리를 창출하며, 운영 기간(20년) 동안에는 약 50개의 정규직 일자리를 유지할 수 있다.15
[15] 출처: 전문가 인터뷰; datacenterHawk; Uptime Institute; Microsoft; 데이터 센터 운영업체 보도 자료; BCG 분석.
기후 변화 영향
향후 5년 동안 데이터 센터 산업의 급속한 성장으로 인해 에너지 수요가 폭증하면서, 역사상 가장 큰 규모의 5년간 에너지 용량 확장이 이루어질 것으로 예상된다. 이러한 성장을 뒷받침하려면 풍력, 태양광, 배터리 저장 장치, 기존 원자력을 포함한 다양한 에너지원의 확장이 필요하다. 에너지 확장 계획을 결정하는 핵심 요인은 데이터 센터의 연속적이고 중복된 전력 공급에 대한 필수적인 요구다. 저장 기능이 포함된 재생에너지는 안정적인 전력 공급이 가능하지만, 현재 저장 비용을 고려할 경우 화석 연료 기반 발전이 재생에너지보다 경제적 우위를 점하고 있다. 이로 인해, 에너지 공급업체들은 재생에너지 도입을 확대하면서도 단기적인 수요를 충족하기 위해 화석 연료 발전을 확장하거나 퇴출 속도를 늦추고 있다.
일부 데이터 센터 운영업체들은 이미 기후 변화 영향을 줄이기 위한 기초적인 조치를 취하고 있으며, 이에 재생에너지 인증서(REC) 구매와 재생에너지 발전업체와의 전력구매계약(PPA) 체결 등이 포함된다. 추가적으로, 운영업체들은 다음과 같은 조치를 통해 기후 변화 대응 노력을 더욱 강화할 수 있다.
• 화석 연료 발전소의 환경 영향 완화. 새롭게 건설되는 화석 연료 발전소는 25~40년의 수명을 가지며, 이는 장기적인 지속 가능성 목표 달성에 상당한 도전 과제가 될 수 있다. 데이터 센터 운영업체들은 전력 회사와 협력하여 이러한 발전소의 전환 로드맵을 수립할 수 있다. 예를 들어, 탄소 포집 및 저장(CCS, Carbon Capture and Storage) 기술을 도입하거나, 적절한 저장 공간이 있는 지역에 발전소를 전략적으로 배치하는 방안을 고려할 수 있다. 또한, 개발 초기 단계에서부터 수소 에너지 활용 가능성을 염두에 두는 것도 하나의 방법이다. 더 나아가, 운영업체들은 탄소세(Carbon Tax) 또는 **규제 인센티브(Regulatory Incentives)**와 같은 탄소 상쇄 시장 메커니즘을 설계하고 이를 적극적으로 지지함으로써, 발전소 개조에 필요한 자금을 조달하고 재생에너지로의 원활한 전환을 지원할 수 있다.
• 신기후 기술 도입 촉진. 기존의 성숙한 기술이 단기적으로 중요한 역할을 하겠지만, 데이터 센터 운영업체들은 신기후 기술 개발을 지원함으로써 장기적인 변화를 이끌어낼 수 있다. 소형 모듈 원자로(SMR, Small Modular Reactor)나 첨단 지열 발전과 같은 새로운 기술은 데이터 센터의 에너지 수요를 충족시키면서 지속 가능성 목표를 균형 있게 유지하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 그러나 이러한 기술들은 여전히 대규모 실증 프로젝트가 필요하며, 기존 발전 기술에 비해 높은 비용이 장애 요인으로 작용하고 있다. 데이터 센터 운영업체들이 초기 투자에 나선다면, 비용 절감을 촉진하고 대규모 상용화를 앞당기는 데 기여할 수 있다.
• 시스템 차원의 변화 촉진. 데이터 센터 운영업체들은 개별적인 계약 체결을 넘어, 재생에너지의 시스템 전반적 도입을 가속화할 수 있다. 지역별로 규제 요건, 천연자원 접근성, 금융 장벽 등 청정 에너지 도입을 저해하는 요소가 다르게 작용하지만, 데이터 센터 운영업체와 같은 대규모 에너지 소비자는 구매력과 시장 영향력을 활용해 변화를 유도할 수 있는 독특한 위치에 있다. 예를 들어, 운영업체들은 에너지 공급업체와 장기 계약을 체결하거나, 오프테이크(Offtake) 보증을 제공함으로써 안정적인 수요 신호를 보낼 수 있다. 또한, 정책 및 규제 변화를 촉진하는 연합체 형성을 지원하는 등 주요 이해관계자들을 한데 모으는 역할도 수행할 수 있다. 이러한 조율된 노력을 통해 데이터 센터 운영업체들은 필요로 하는 청정 에너지 확보뿐만 아니라, 다른 산업 전반에서 재생에너지 채택을 가속화하는 데 기여할 수 있다.
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데이터 센터 산업은 중대한 전환점에 놓여 있으며, 앞으로의 방향은 여전히 불확실하다. 운영업체들은 전력 병목 현상, 공급망 문제, 그리고 높아지는 지역 사회의 기대라는 복합적인 도전에 직면해 있다. 산업의 지속적인 성장은 생태계 전반에 걸친 창의적인 협력에 달려 있으며, 미래를 대비한 전략적 접근과 파트너십이 산업 변화를 주도할 것이다. 이러한 변화 속에서 선도 기업과 뒤처지는 기업 간의 격차는 더욱 뚜렷해질 것이며, 누가 업계를 이끌어갈 것인가를 결정짓는 핵심 요인이 될 것이다.
보스턴컨설팅그룹(Boston Consulting Group) 및 BCG 코리아
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