AI는 왜 원전을 다시 불렀을까

1부정부, 원전 공론화 전격 착수

요즘 챗지피티나 생성형 인공지능 서비스 많이들 써보셨죠. 그런데 이 인공지능이 상상을 초월할 만큼 전기를 쓴다는 사실, 알고 계셨나요.¹ 결국 우리 정부가 원전을 더 지을지 국민들에게 직접 묻기로 결정했습니다.² 오늘은 인공지능이 왜 멈춰 섰던 원전까지 다시 불러냈는지 자세히 풀어 볼게요.

지난 9월 22일 정부가 국무회의에서 매우 중대한 보고를 하나 올렸습니다.² 바로 향후 3개월 동안 원전의 역할을 논의하는 공론화를 시작하겠다는 건데요. 인공지능과 첨단 반도체 때문에 전기가 너무 많이 필요해진 탓입니다.

위기의 진원지는 바로 인공지능 데이터센터와 첨단 반도체 공장입니다.² 우리나라 미래 경제를 책임질 핵심 산업들이 전부 전기를 쏟아붓고 있거든요. 탄소 배출은 줄여야 하는데 필요한 전기는 폭발적으로 늘어나니 비상이 걸린 겁니다.

원래 정부는 국가 전력 계획을 10월 중에 최종 확정하려고 계획했어요.² 하지만 공론화 절차를 밟기로 결정하면서 발표 시점을 12월로 두 달 미뤘습니다. 그만큼 원자력 발전을 둘러싼 사회적 합의가 다급하고 중요하다고 판단한 거죠.

국민 의견을 모아갈 공론화위원회는 총 11명 이내의 규모로 꾸려집니다.³ 원전 찬성이나 반대 측 이해관계자를 철저히 배제하고 중립 인사들로 채운대요. 어느 한쪽으로 치우치지 않는 공정한 토론의 장을 마련하겠다는 의도입니다.

여기서 자주 나오는 전력수급기본계획이란 단어, 조금 낯설게 느껴지시죠. 쉽게 말해 향후 15년 동안 전기를 어떻게 만들고 공급할지 정하는 국가 설계도입니다.² 가정과 산업 현장에 전기가 모자라지 않게 발전소 비중을 정하는 가장 중대한 작업이에요.

이번 공론화 과정은 크게 세 갈래의 방식으로 꼼꼼하게 진행됩니다.³ 무작위로 선발된 일반 국민 시민참여단이 에너지 현실을 깊이 공부하고 토론하고요. 각계 전문가들의 공개 토론회와 국민 설문 조사를 모아 최종 권고안을 완성합니다.

우리가 눈여겨볼 대목은 이번 공론화가 과거와는 성격이 사뭇 다르다는 점입니다.² 단순히 원전을 더 지을 것이냐 말 것이냐 이분법적인 찬반을 묻지 않거든요. 폭증하는 전력 수요 속에서 원전이 감당해야 할 현실적인 몫을 찾는 과정입니다.

그렇다면 정부는 왜 이 시점에 서둘러 공론화 카드를 꺼내 들었을까요. 기존에 예상했던 전망치보다 미래 전력 수요가 훨씬 가파르게 치솟고 있기 때문입니다.² 지금 발전 설비를 준비해 두지 않으면 몇 년 뒤 국가 산업이 멈춰 설 수도 있대요.

지금까지 살펴본 앞선 내용을 한눈에 알기 쉽게 정리해 보겠습니다. 인공지능 산업의 팽창으로 전력 부족이 가시화되자 정부가 긴급 공론화에 나섰고요.² 석 달간의 숙의를 거쳐 올 연말 국가 전력망 계획에 곧바로 반영할 방침입니다.

2부전기 먹는 하마가 된 인공지능

그렇다면 인공지능 기술은 실제로 전기를 대체 얼마나 많이 먹어 치우는 걸까요. 우리가 스마트폰 화면에 질문 한 줄을 던질 때마다 거대한 데이터센터가 작동합니다. 그 안의 수많은 반도체 칩들이 밤낮없이 쉬지 않고 엄청난 열과 전기를 뿜어내고 있죠.

실제 전력 소비 숫자로 비교해 보면 차이가 훨씬 더 또렷하게 보입니다. 일반적인 구글 검색 한 번에는 겨우 0.3와트시 안팎의 전기가 들어가는데요.¹ 챗지피티에 질문 하나를 물어보면 약 2.9와트시로 거의 열 배에 달하는 전기가 든대요.

국제에너지기구가 내놓은 공식 보고서 전망치를 살펴보면 그야말로 입이 떡 벌어집니다.⁴ 2026년 전 세계 데이터센터의 전력 소비량이 무려 천 테라와트시를 훌쩍 넘길 거래요. 전 세계 곳곳에 지어지는 컴퓨터 서버들이 거대한 에너지 흡수 공간이 되고 있는 셈입니다.

지난 2022년 전 세계 데이터센터의 연간 전력 소비량은 460테라와트시 수준이었습니다.⁴ 불과 4년이라는 짧은 시간 만에 전력 소모량이 두 배 이상으로 가파르게 치솟는 건데요. 인류 역사상 등장한 그 어떤 첨단 기술도 에너지를 이렇게 빠르게 빨아들인 적이 없었죠.

천 테라와트시라는 숫자가 대체 어느 정도의 크기인지 선뜻 와닿지 않으실 텐데요. 국제에너지기구는 일본 전체가 한 해 동안 소비하는 총 전력량과 맞먹는 수준이라고 밝혔어요.⁴ 인구 1억 2천만 명의 거대한 선진국 전체가 쓸 전기를 데이터센터 혼자 다 쓰는 셈입니다.

전력 사정이 이렇게 급박하게 돌아가자 글로벌 빅테크 기업들이 파격적인 선택을 내렸습니다. 마이크로소프트가 가동을 멈추고 닫혀 있던 대형 원자력 발전소를 통째로 확보했거든요.⁵ 향후 20년 동안 그 원전에서 생산되는 전기를 전부 독점으로 쓰겠다는 장기 계약을 맺었습니다.

그 원전이 바로 역사 속 원전 사고로 널리 알려졌던 미국 스리마일 섬의 1호기입니다.⁵ 발전 용량만 835메가와트에 달해 통상적인 80만 가구가 동시에 쓸 수 있는 엄청난 규모래요. 수지타산이 맞지 않아 지난 2019년에 문을 닫았던 발전소가 인공지능 덕분에 되살아난 겁니다.

폐쇄된 원전을 다시 손보고 가동하는 데 들어가는 총비용만 약 16억 달러, 2조 원이 넘습니다.⁶ 미국 연방 정부 역시 10억 달러 규모의 정책 대출을 지원하며 사업에 적극적으로 힘을 보탰어요.⁷ 빅테크와 정부가 손을 잡고 멈춰 선 원전까지 되살려낼 정도로 안정적 전력 확보가 절실했던 거죠.

원전 확보에 사활을 걸고 있는 기업은 비단 마이크로소프트 하나만이 아닙니다. 세계 최대 클라우드 기업 아마존은 가동 중인 대형 원전과 계약해 1,920메가와트를 확보했고요.⁸ 구글 역시 차세대 소형 원전 개발사와 대규모 공급 계약을 체결하며 원전 쟁탈전에 뛰어들었습니다.⁹

빅테크 기업들이 줄지어 원자력 발전으로 달려가는 핵심 이유를 일목요연하게 짚어보겠습니다. 인공지능 서버는 날씨에 따라 발전량이 출렁이는 신재생에너지만으로는 감당할 수가 없거든요. 결국 탄소를 배출하지 않으면서도 밤낮없이 대량의 전기를 쏟아내는 원전을 필연적으로 택한 겁니다.

3부한국의 현실, 용인 반도체 클러스터

해외 빅테크들의 상황을 보았으니 이제 우리나라가 마주한 현실로 눈을 돌려볼까요. 현재 대한민국에는 전 세계 반도체 산업 역사상 가장 거대한 생산 단지가 들어서고 있습니다. 바로 경기도 용인 일대에 수백조 원을 투입해 조성 중인 초대형 반도체 메가 클러스터인데요.¹⁰

이 거대한 용인 반도체 공장들이 향후 모두 완공되어 가동되면 전기가 얼마나 필요할까요.¹⁰ 정부 추산에 따르면 최소 10기가와트에서 많게는 16기가와트의 막대한 전력이 소모된대요. 천만 인구가 거주하는 서울시 전체가 소비하는 전력보다도 훨씬 더 많은 전기가 한곳에 필요한 겁니다.

우리가 흔히 짓는 대형 원자력 발전소 1기의 발전 용량이 대략 1기가와트 수준입니다.¹⁰ 결국 용인 반도체 생산 라인을 안정적으로 돌리기 위해 원전 열 기가 통째로 필요한 셈이죠. 그렇다고 인구가 조밀한 수도권 한복판에 대형 원전을 새로 짓는 것은 현실적으로 불가능하잖아요.

그렇다면 지방 발전소에서 전기를 대량으로 생산해 수도권으로 끌고 오면 되지 않을까요? 문제는 2030년까지 완공해야 할 핵심 초고압 송전선로 사업의 70%가 착공조차 못 했다는 사실입니다.¹¹ 지방에서 전기를 아무리 많이 만들어내도 수도권으로 실어 나를 고속도로가 꽉 막혀 있는 겁니다.

가장 대표적인 병목 현상이 일어난 현장이 바로 동해안과 신가평을 잇는 송전선로입니다.¹² 동해안에 원전 설비들을 다 지어 놓고도 송전탑 건설이 수년 동안 하염없이 미뤄졌거든요. 초고압 전력선이 지나가는 경유지 주민들의 거센 반발과 복잡한 인허가 갈등 때문이었습니다.¹¹

송전망이 막히다 보니 발전 현장에서는 참으로 난감하고 역설적인 일들이 벌어졌습니다.¹² 원전에서 만든 싼 전기를 보낼 길이 없어 발전소 가동을 강제로 줄이는 출력 제어가 발생했고요. 수도권 공장을 돌리기 위해 비싼 천연가스 발전을 돌리느라 국가적 전기 생산 비용만 치솟았습니다.

송전망 부족이 국가적 위기로 번지자 정부와 국회는 전력망 확충 특별법을 제정해 시행했습니다.¹³ 국무총리 산하에 전담 위원회를 설치해 지자체 인허가를 신속하게 일괄 처리하도록 길을 텄고요. 송전선로가 지나는 지역 주민들에게 주어지는 실질적인 보상 혜택도 대폭 늘리기로 약속했습니다.

특별법 속에는 송전탑을 둘러싼 오랜 주민 갈등을 풀기 위한 다각도의 해법이 담겼습니다.¹³ 토지 소유주와 주민들에게 제공되는 지원 규모를 과거보다 최대 네 배 이상으로 파격 확대했고요. 복잡하게 얽혀 있던 각종 행정 승인 절차를 간소화해 전체 공사 기간을 앞당기기로 했습니다.

나아가 지상 송전탑 대신 아예 도로 지하 깊숙이 전선을 묻는 특단의 방안까지 등장했습니다.¹⁰ 경기도와 한국전력이 용인으로 이어지는 신설 도로 밑 공간에 전력망을 매설하기로 합의했거든요. 공사비는 훨씬 더 많이 들지만 극심한 민원 갈등을 피하고 일정을 맞추려는 고육지책이었습니다.

여기까지 살펴본 한국 전력망의 딜레마를 한 장의 표로 명확하게 정리해 볼까요. 용인 반도체 단지를 완전히 돌리기 위해서는 원전 열 기에 맞먹는 전력이 절실히 필요하지만요.¹⁰ 송전망 건설 지연과 사회적 갈등 때문에 생산된 전기를 끌어올 길이 막혀 있는 것이 현실입니다.¹¹

4부차세대 대안으로 떠오른 SMR

이러한 장거리 송전선로의 물리적 한계를 극복할 대안으로 급부상한 기술이 바로 에스엠알입니다. 기존 거대 원전의 백 분의 일 크기 모듈을 공장에서 규격화해 제작하는 차세대 소형 원전인데요. 전기를 필요로 하는 공장 인근에 분산 배치할 수 있어 송전탑을 길게 세우지 않아도 된대요.

실제로 세계 1위 검색 기업 구글도 이 소형 모듈 원전에 선제적으로 과감한 베팅을 단행했습니다.⁹ 미국의 카이로스 파워와 손잡고 총 500메가와트 규모의 원전 전력을 단계적으로 구매하기로 했거든요. 오는 2030년부터 소형 원자로를 본격 가동해 자사 인공지능 데이터센터를 돌릴 방침입니다.

하지만 소형 모듈 원전 역시 모든 에너지 고민을 단번에 해결해 주는 마법의 열쇠는 아닙니다. 대형 원전에 비해 부지 제약은 적지만 여전히 기술 상용화 초기 단계라 경제성 검증이 더 필요하고요. 핵폐기물 처리와 도심 인근 배치에 따른 안전성 논란은 앞으로 풀어나가야 할 무거운 숙제입니다.

그런데 이번 원전 공론화 과정에서 반드시 냉정하게 짚고 넘어가야 할 지점이 하나 더 있습니다. 국내에 접수된 데이터센터 전력 신청 물량의 67% 이상이 허수일 가능성이 제기되었거든요.⁴ 부동산 개발 이익을 노리고 미리 전력을 확보하려는 가수요가 상당수 섞여 있다는 분석입니다.

이렇다 보니 정부 공론화를 바라보는 양대 진영의 입장 차이는 매우 첨예하게 엇갈립니다. 산업계는 글로벌 인공지능 패권 경쟁에서 뒤처지지 않으려면 원전 건설이 불가피하다고 강조하고요.² 시민사회는 부풀려진 전력 수요 거품을 먼저 걷어내고 재생에너지 확대에 집중해야 한다고 맞섭니다.

앞으로 3개월 동안 공론화위원회가 국민과 함께 지혜롭게 풀어내야 할 핵심 과제는 뚜렷합니다.³ 진짜 산업 현장에서 필요한 전력 수요가 정확히 얼마인지 투명하게 거품을 걷어내야 하고요.⁴ 원전과 신재생에너지의 균형, 그리고 송전선로 주민 갈등까지 포괄적인 상생안을 도출해야 합니다.

정부는 이번 3개월 공론화에서 도출된 국민 권고안을 바탕으로 올 12월 전력 계획을 확정합니다.² 대한민국에 신규 원전을 추가로 건설할 것인지, 그 규모는 몇 기가 될지가 판가름 나는 셈이죠. 이 중대한 결정에 따라 향후 우리나라 인공지능과 첨단 제조업의 성패가 갈리게 됩니다.

화려하게 질주하는 인공지능 기술의 눈부신 혁신 뒤편에는 상상 이상의 전력 소모가 숨어 있습니다. 우리가 공짜처럼 누리는 편리한 기술 이면에는 발전소와 송전탑이라는 무거운 비용이 따르는 법이죠. 새로운 기술의 도약만큼이나 그 기술을 뒷받침할 에너지를 어떻게 마련할지 지혜를 모을 때입니다.

오늘 우리가 함께 살펴본 전력 대란과 에너지 전쟁의 핵심을 마지막으로 정리해 보겠습니다. 인공지능이 촉발한 전력 부족은 이미 전 세계 주요국을 사상 유례없는 원전 경쟁으로 이끌었고요. 우리나라 역시 첨단 산업의 생존과 갈등 해결을 위해 3개월간의 중대한 시험대에 올라섰습니다.²

결국 인공지능의 미래는 뛰어난 알고리즘뿐 아니라 이를 뒷받침할 전력을 어떻게 세우느냐에 달려 있습니다. 과연 우리는 다가오는 전력 대란의 파고를 넘어 지속 가능한 에너지의 길을 열어갈 수 있을까요.