AI 전력난 해법, '우주 데이터센터'...전력·냉각·토지 문제 돌파구

생성형 AI 확산으로 데이터센터의 전력 수요가 급증하면서 전력 공급, 냉각 시스템, 토지 부족 문제가 심화하는 가운데, 지상 인프라의 물리적 한계를 극복할 대안으로 우주 데이터센터가 떠오르고 있다.

31일 정보통신기획평가원(IITP)이 최근 발간한 'AI·ICT 브리프(2025-30호)' 보고서에 따르면, AI 연산 수요 폭증으로 인해 2026년 데이터센터의 전력 소비량은 일본 전체 전력 사용량과 맞먹는 1000테라와트시(TWh) 수준에 이를 것으로 전망되며, 오는 2030년까지는 연간 19~22% 늘 것으로 예상된다.

보고서는 "고성능 AI 연산을 위한 냉각 시스템 가동으로 일반 데이터센터 대비 전력 소모량이 50% 이상 증가해 운영 비용이 급증하고, 데이터센터 확장에 필요한 적절한 부지 확보에 난항을 겪은 글로벌 기업들이 우주 데이터센터 개발 경쟁을 가속하고 있다"고 분석했다.

우주 데이터센터는 지상과 달리 24시간 연속 태양광 발전이 가능해 에너지 효율이 우수하다. 대기와 구름이 햇빛을 차단하지 않아 지상 대비 5배 높은 발전 효율을 달성할 수 있으며, 우주의 극저온 진공 환경을 활용한 자연 냉각 시스템을 통해 전력효율지수(PUE) 1.05 수준의 초고효율 냉각도 가능하다.

아울러 400㎞ 저궤도에서 빛의 전송 속도가 광섬유보다 50% 빨라 장거리 통신 지연 시간을 크게 줄일 수 있으며, 토지 사용에 제한이 없는 만큼 확장성 또한 무궁무진하다. 지역 주민 반대나 환경 규제와 같은 사회적 갈등을 일으킬 여지도 적다.

현재 미국과 유럽, 일본 등에서는 민간 스타트업과 정부 기관이 앞다퉈 우주 데이터센터 개발에 뛰어들고 있다. 미국 중앙정보국(CIA) 산하 벤처 투자기관인 인큐텔(In-Q-Tel)은 우주 데이터센터 스타트업인 스타클라우드에 전략적 투자를 단행했고, 유럽연합(EU) 집행위원회는 프랑스 위성 제작 기업 탈레스 알레니아 스페이스의 타당성 연구 프로젝트에 200만 유로(약 32억5270만원)를 지원하며 정부 주도로 우주 데이터센터 개발을 추진 중이다.

중국 청두궈싱항공우주기술은 지난 5월 12개 AI 위성을 발사하며, 2800개 위성 규모의 우주 컴퓨팅 네트워크 구축에 착수했다.

IITP는 "우주 데이터센터가 이론적 연구 단계에서 실제 발사와 운영을 통한 실증 단계로 전환되는 가운데, 미국과 유럽 등의 사례는 정부 차원의 전략적 투자와 제도적 지원의 중요성을 시사한다"며 "중국 저장연구소와 청두궈싱항공우주기술의 협력은 공공 연구 역량과 민간 실행력을 결합한 사례로, 한국도 민·관·학 협력 체계를 구축하고 글로벌 기업과의 전략적 파트너십 기회를 모색할 필요가 있다"고 강조했다.

이어 "현재 우주 데이터센터는 발사 비용, 우주 환경에서의 냉각 시스템, 유지 보수의 복잡성, 우주 쓰레기 충돌 위험 등 기술적 과제를 여전히 안고 있어 단기적 성과보다는 중장기적 관점의 체계적 접근이 요구된다"고 제언했다.