◆저렴한 땅값‧전기요금 찾다보니...남‧중서부 물부족 지역에 몰려 수자원 압박
미국 전역의 AI 데이터센터 중 약 40%가 물 부족 지역에 밀집해 있습니다. 특히 애리조나, 텍사스, 캘리포니아, 일리노이, 버지니아 주 등지에 많은 AI 설비가 구축되고 있으며 이 중 상위 대형 센터의 43%가 고질적인 ‘물 스트레스 지역’에 위치하고 있답니다.
데이터센터 산업에 특화된 글로벌 정보제공 기업 ‘데이터센터 다이나믹스(Datacenter Dynamics)’에 따르면 ‘데이터센터 앨리’로 불리는 북부 버지니아에서 전 세계 AI 데이터센터의 70%를 처리하고, 일부 센터 한 곳이 하루 최대 500만 갤런(약 190만 리터)의 물을 소비한답니다.
미 중서부 일리노이, 아이오와의 데이터센터들이 수도권 외곽 지역 물 사용량의 약 20% 수준을 차지하고 있습니다. 아이오와주의 도시 알투나에서는 데이터센터 하나가 도시 전체 상수도 사용량의 상당 부분을 끌어쓰고 있다는 조사 결과도 있답니다.
텍사스주 역시 AI 데이터센터들이 들어선 이후 전기와 물이 함께 부족해지고 있답니다. AI 데이터센터의 냉각수 수요가 전력 수요와 더불어 지역 수자원 위기에 직면하고 있습니다. 단가가 낮고 넓은 부지가 확보되지만 지하수 고갈 및 규제 압력 증가 우려가 제기되고 있다네요.
◆AI 데이터센터 냉각수…‘식수’라서 더 문제
문제는 AI 데이터센터에서 사용하는 물이 식수라는 점입니다. 재활용수를 활용하는 법을 배운 농민이나 골프장과는 달리 냉각을 위해 물을 사용하는 대부분의 데이터센터는 여전히 신선한 물(freshwater)에 거의 전적으로 의존하고 있는 실정입니다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면 100MW급 데이터센터가 하루 최대 530만 갤런(약 200만 리터)의 물을 사용할 수 있는데 이는 약 6500 가구가 사용하는 식수 용량과 맞먹는답니다. 북부 버지니아 일부 센터에서 하루 사용하는 물의 양은 약 6132 가구가 사용하는 식수가 되는 거죠. 더구나 해당 지역은 최근 몇 년간 한 달 이상 이어지는 가뭄과 열파를 경험해 온 지역이라네요.
미국의 디지털 경제‧비즈니스 전문 미디어 비즈니스 인사이더(Business Insider)는 2025년 기준 미국 데이터센터 인프라 확장으로 인해 일부 시설이 수백만 갤런씩 일일 냉각수로 사용하고 있으며 이는 도시 규모의 물 소비와 유사하다고 지적했습니다.
미국의 콜로라도강은 7개 주를 가로지르며 약 1450 마일(약 2334km)을 흐르는 큰 강입니다. 이 강은 멕시코 국경을 넘기 전까지 약 4000만명에게 식수를 공급해 생존을 지탱할뿐 아니라 세계에서 가장 생산성이 높은 농업지대 중 하나인 캘리포니아 임페리얼 밸리, 애리조나 유마 지역 농작물에도 물을 공급하는 역할을 합니다.
이 중요한 미국 ‘서부의 물 동맥’이 최근 인근 지역에 들어선 AI 데이터센터의 과도한 물 사용으로 인해 고갈 위기에 처해 있다네요. 이미 그 영향은 여러 영역으로 파급되고 있습니다. 애리조나에서는 일부 주택 건설업자들이 개발 지역에 충분한 물이 공급되지 않을 가능성을 우려해 건설을 중단했고 피닉스 남쪽 지역의 목화 재배 농민들은 물 부족 우려로 수천 에이커 규모의 농지를 방치하고 있답니다.
로스앤젤레스 시민들이 잔디에 물 주는 것을 중단해야 할 상황에 이르자 미국 서부의 여러 주는 103년 된 ‘콜로라도강 협약(Colorado River Compact)’을 바탕으로 물 배분 재협상에 나선 상황이랍니다. 이 협약은 1922년 체결된 물 자원 분배 협약으로, 콜로라도강의 물을 미국 서부 7개 주에 어떻게 나눌지를 정한 협정인데 기후 변화와 인구 증가로 수요는 많아지고 공급은 줄어 이 협약을 재조정하려는 움직임에 나선 겁니다.
◆기술 기업들의 물 관리 전략 한계로 지역 갈등, 규제 유발
구글, 마이크로소프트, 메타, AWS 등 글로벌 기술 기업들은 2030년까지 ‘물 순 소비량 플러스(water-positive)', 즉 물 사용량이 공급을 초과하지 않는 것을 목표로 설정하고 있습니다. 하지만 현지에서의 물 부족 문제는 여전히 심각한 실정이라네요.
아직 대다수 데이터센터는 물 재활용보다 신선한 담수를 냉각용으로 직접 소비하고 있어 지역 주민 및 농업용수와의 갈등을 유발합니다.
최근 아리조나주 구디어(Goodyear)에서는 마이크로소프트 데이터센터 개발로 지역 지하수 스트레인과 주민 반발이 이어졌고 일부 지역은 지하수 고갈과 토지 사용 제한을 경험하고 있습니다.
데이터센터는 역사적으로 수많은 고성능 컴퓨터 칩을 냉각시키기 위해 막대한 양의 물을 필요로 해 왔고 최근에는 물 사용에 덜 의존하는 냉각 기술이 확산되고 있지만 아직 일반적이라고 보기는 어렵다네요.
아마존은 여전히 물 사용량이 많은 증발 냉각(evaporative cooling) 기술을 선호하고 있지만 모든 데이터센터가 이 방식을 사용하는 것은 아니랍니다.
텍사스와 애리조나 등 일부 주에서는 AI 데이터센터의 물 사용이 지역 수자원에 미치는 영향을 우려해 규제와 공공 감시를 강화하려는 움직임을 보이고 있습니다.
텍사스주에서는 급격히 늘어난 데이터센터로 인해 전력 수급뿐 아니라 냉각용 물 부족까지 겹치면서 지역 전력 당국과 수자원국이 함께 데이터센터 운영기준 개선 논의에 착수했습니다.
애리조나주 피닉스 인근의 마리코파 카운티에서는 신규 데이터센터 허가 과정에서 ‘지하수 보존계획’ 제출을 요구하고 있으며, 일부 지역은 지하수 사용량 상한제도를 검토 중이랍니다.
한편 버지니아주에서는 100MW 이상의 대형 데이터센터에 대해 에너지와 물 사용량을 분기별로 보고하도록 하는 법안이 발의됐지만, 투자 위축 우려로 현재는 보류 상태입니다.
미국 전역의 AI 데이터센터가 직면한 물 부족 문제는 단순한 환경 이슈를 넘어, 기업의 지속가능성 전략과 지역 사회 신뢰에까지 영향을 미치고 있습니다. 이에 따라 글로벌 기술 기업들과 일부 지방 정부는 해결책 마련에 나서고 있답니다.
기술적 측면에서는 물을 거의 사용하지 않거나 획기적으로 줄일 수 있는 냉각 방식이 점차 확산 중이라네요. 예를 들어 마이크로소프트는 일부 지역 데이터센터에서 침수 냉각(Immersion Cooling) 기술을 시험 중이며, 구글은 유럽 네덜란드 지역 센터에 100% 공기 냉각 방식을 도입해 '물 없는 데이터센터' 운영에 도전하고 있습니다.
아마존은 여전히 물 사용량이 많은 증발 냉각(evaporative cooling) 기술을 일부 센터에서 선호하고 있지만 일부 리전에서는 재처리된 폐수나 빗물 저장 시스템을 활용해 냉각수를 보충하는 방식도 시도하고 있습니다.
'리전(region)'이란 클라우드 기업들이 특정 국가나 도시 단위로 구분한 데이터센터 운영 권역을 의미하며, 한 리전에는 여러 개의 데이터센터가 묶여 운영됩니다.
정책적으로는 버지니아, 캘리포니아 등 일부 주에서 데이터센터의 물 사용량 공개 의무화를 추진하고 있고, 지속 가능성 기준에 따라 입지를 제한하려는 움직임도 일고 있다네요. 이러한 접근은 데이터센터 산업에 대한 지역사회의 불신을 줄이고 장기적으로는 공공 자원과의 조화를 이끄는 데 기여할 수 있을 거랍니다.
무엇보다 중요한 것은 ESG 경영이 선언에 그치지 않고 기술적 실행과 투명한 정보 공개, 지역사회와의 파트너십으로 연결돼야 한다는 점입니다. AI가 바꿀 미래가 진정으로 지속 가능하려면 데이터센터는 기술만큼이나 환경과 이웃을 고려하는 공간이 돼야 할 것입니다. 우리나라도 마찬가지일 테지요!
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