[NIE] AI 시대, 그 많은 물과 에너지는 어디에서 구하지?

1. 주제 다가서기

인공지능(AI)은 이미 우리의 삶 곳곳에 스며들어 있다. 검색창에 질문을 입력하면 순식간에 답을 주고, 스마트 스피커는 우리 목소리에 반응하며 집 안의 조명을 끄기도 한다. 학교에서는 AI 튜터가 학습을 도와주고, 병원에서는 AI가 질병을 진단한다. 이처럼 AI 기술은 사람의 일을 대신하거나 도와주는 ‘똑똑한 도구’로 여겨지며 빠르게 확산되고 있다.

하지만 AI가 더 많이 쓰일수록, 눈에 보이지 않는 거대한 자원이 필요해진다. AI가 정보를 처리하고 판단하기 위해서는 수많은 데이터를 저장하고 계산하는 과정이 필요한데, 그 모든 작업은 거대한 ‘데이터센터’에서 이루어진다. 문제는 이 데이터센터들이 엄청난 전기와 냉각수(물)를 필요로 한다는 것이다.

국제에너지기구(IEA)는 2030년까지 미국에서 AI를 포함한 전체 데이터센터에 사용되는 전력은 철강과 시멘트, 화학 등 에너지 집약적 산업에서 사용되는 전력을 모두 합친 규모를 추월할 것이라고 내다볼 정도로 에너지를 쓴다고 전망하고 있다.

또한 구글, 마이크로소프트 같은 글로벌 IT기업들은 AI 서비스를 위해 하루에도 어마어마한 물을 사용한다는 사실이 알려지며, AI 시대의 그림자가 드러나고 있다.

편리함 뒤에 숨겨진 물과 전기 문제. 우리는 AI를 계속 발전시키기만 하면 되는 걸까? AI 시대에 인간과 지구가 함께 공존하려면 어떤 준비가 필요할까?

2. 교과 관련 성취 수준 및 핵심 아이디어

[6사12-02] 지구촌을 위협하는 다양한 문제들을 파악하고, 지속가능한 미래를 위한 해결 방안을 탐색한다.

[핵심 아이디어] 인공지능 기술이 우리 삶을 변화시키고 있지만, 이로 인해 많은 에너지와 자원이 소비됨/ 기술의 편리함과 함께, 그로 인해 발생하는 자원 소비 및 환경 문제도 함께 고려해야 함

3. 신문 읽기(자료 기사)

<읽기 자료1>

“‘물 먹는 하마’ 챗GPT…하루만 지구에 양보하세요”

챗GPT로 대표되는 생성형 인공지능(AI)은 등장과 동시에 빠르게 일상을 파고들었다. 간단한 정보 검색부터 각종 문서 작성, 고민 상담에 이르기까지 이제 AI 없는 생활을 상상하기 어려울 정도다. 하지만 AI를 쓰면 쓸수록 지구는 빠르게 메말라가고 있다. 지난해 9월 미국 UC리버사이드가 발표한 자료를 보면, 챗GPT로 100개 단어로 구성된 e메일 한 통을 쓸 때마다 물 519㎖가 사용된다. e메일 한 통에 질문 몇 개면 일일 섭취 권장량(2ℓ)만큼의 물이 순식간에 증발하는 셈이다.

55번째 ‘세계 지구의 날’(4월22일)을 맞아 ‘AI 디톡스’ 캠페인이 벌어지고 있다. 이 캠페인은 지구의 날 하루만이라도 AI 서비스 사용을 자제하고 AI가 지구에 미치는 영향을 돌아보자는 취지로, 시민활동 플랫폼 ‘빠띠’가 제안했다.

빠띠 측은 21일 “AI를 하루 안 쓴다고 지구에 획기적인 도움을 주는 것은 아니지만 당장 AI를 배워서 활용하지 않으면 뒤처질 것만 같은 요즘 분위기 속에서 우리가 쓰는 기술이 어떤 관계를 맺고 있는지 한 번 돌아보는 것만으로 큰 의미가 있다”고 설명했다. 엑스 등 소셜미디어에는 캠페인 동참 의사를 밝히는 이용자들의 게시물이 잇따라 게재되고 있다. 하루에도 몇 번씩 챗GPT를 쓴다는 직장인 A씨는 “챗GPT 의존도가 높은 편이지만 이날 하루만큼은 지구를 생각해 최대한 덜 써보려 한다”고 말했다.

기후위기 시대 AI는 역설적인 존재다. 구글을 비롯한 실리콘밸리 빅테크 기업들은 AI로 기후 변화를 예측하고 탄소 배출 감축안 등 대응 방안을 마련하겠다는 포부를 밝혀왔다. 하지만 기업 및 국가 간 AI 개발 경쟁이 치열해지면서 AI는 오히려 기후위기, 환경 파괴의 주범이라는 비판에 직면해 있다. AI 학습이나 서비스에 필수적인 데이터센터가 대규모의 물과 전력을 소모하기 때문이다. 데이터센터는 일정한 온도(20~25도)를 유지해야 하는데, 수많은 컴퓨터가 뿜어내는 열을 물과 전기로 식힌다.

이른바 ‘지브리 스타일 열풍’ 속에 오픈AI의 챗GPT가 일주일 동안 내놓은 이미지만 7억장에 달하며, 여기에 미국 6만7000가구가 하루에 쓸 전력량이 소모된 것으로 계산됐다. 지난해 영국 파이낸셜타임스(FT)는 미국 버지니아주에 몰린 데이터센터들이 2023년 한 해에만 최소 18억5000만갤런(70억ℓ)의 물을 썼다고 보도했다.

하지만 빅테크 기업의 AI 주도권 경쟁이 격화하면서 기후위기 시계는 한층 빨라지고 있다. 빅테크들은 이제 신재생에너지 대신 화력 에너지로 눈을 돌린다. 마이크로소프트(MS)는 위스콘신주에 천연가스 전력으로 운영되는 33억달러(약 4조7000억원) 규모의 데이터센터 건설을 추진 중이고, 구글은 지난해 미국 소형모듈원전(SMR) 스타트업 카이로스파워와 전력 공급 계약을 체결했다. 구글의 탄소 배출량이 5년 새 48% 증가했다는 보고(구글 ‘2024년 환경 보고서’)도 나왔다.

도널드 트럼프 2기 행정부 들어 AI를 중심으로 한 미·중 갈등이 격화하면서 기후위기가 심화할 수 있다는 분석도 나온다. 기술 전문 매체 MIT테크놀로지리뷰는 “미국과 중국의 AI 경쟁에는 승자가 없다”며 “양국은 기후위기, 교육, 의료를 비롯한 전 지구적 과제 해결에 집중해야 한다”고 지적했다.

<출처 : 경향신문 2025.4.22>

<읽기 자료2>

“국가 AI 전략에 탄소중립 DNA를 심자(정수종 서울대 환경대학원 교수)”

인공지능(AI)의 열기가 뜨겁다. 새로운 정부가 들어서고 가장 주목을 받고 있는 키워드인 것은 의심할 여지가 없다. 과학자로서 국가의 미래 성장을 위한 최우선 가치로 과학기술이 전면에 등장한 것은 매우 반가운 일이다. 하지만 지난달 내 칼럼에서도 강조했듯이, 인공지능이 국가혁신과 경제성장을 이끌 핵심 기술인 것은 사실이지만, 에너지 소비 및 탄소 배출량 측면에서 보면 기후위기 대응에 또 하나의 리스크가 될 수 있다는 점이다. 해외 굴지의 연구기관들이 내놓는 보고서를 보면 그 어느 하나 빠짐없이 인공지능 확산에 따라 에너지 소비가 폭발적으로 늘어나리라 전망하고 있다. 그게 바로 기후변화를 일으키는 탄소 배출이 늘어난다는 뜻이다.

물론 재생에너지와 같은 100% 무탄소 에너지원을 활용하면 되겠지만, 현재 기술 및 기반 시설 수준에서는 어려운 얘기다.

그래서 우리는 지금이 중요하다. 국가가 본격적으로 새로운 판을 짜는 지금, 이 순간, 인공지능 기술 개발, 인프라 구축(데이터센터)과 활용 정책 전반에 기후위기 대응을 위한 ‘탄소중립’ 목표를 기본값(DNA)으로 내장해야 한다. 그래야 국가의 탄소중립 목표 달성과 인공지능 기술 주권 확보를 동시에 달성할 수 있다. 오늘도 저녁 뉴스에 대기업의 데이터센터 개소식에 많은 사람이 참석했고, 국가의 발전 방향에 대해 정부 및 다양한 기업이 참석해서 의견을 냈다는 얘기가 나왔다. 하지만 그 어디에도 탄소중립과 기후위기 이야기는 없었다. 이래서는 안 된다. 이렇게 하면 인공지능 기술이 지속 가능성을 확보할 수 없다.

기후가 변하지 않았다면, 이상기후가 빈번히 발생하지 않는다면, 기후변화로 인한 피해가 인간의 삶에 치명적인 영향을 끼치고 국가 간 분쟁을 유발하고 식량위기를 촉발하고 극단적인 빈부 격차를 가속하지 않는다면, 그런 세상이라면, 우리는 지금 인공지능에만 집중하면 된다. 하지만 지금 우리는 한 번도 경험하지 못한 기후재난을 경험하고 그 재난으로 인한 피해는 우리가 감당하기 힘들 정도로 커지고 있다.

이러한 현실을 마주하게 된 이유는 바로 막대한 탄소 배출로 인해 대기 중 탄소 농도가 진해지고 있기 때문이다. 그런데 지금 우리가 인공지능 굴기를 통해 더 많은 에너지 소비를 유발하여 더 많은 탄소 배출을 한다면 우리의 미래는 어떻게 될 것인가. 당연히 대기 중 탄소의 농도는 더 진해져 더 극단적인 기후변화를 맞이하게 될 것이다. 기후변화가 위기를 더 가속할 것이라는 뜻이다.

여기서 우리가 명심해야 할 부분이 하나 있다. 현재 우리가 경험하는 기후변화의 수준이다. 현재 우리가 직면한 기후변화의 양상은 과학자들이 제시한 가장 나쁜 미래 시나리오보다 더 빠르고 강력하다. 2030년대 중반쯤에야 도달할 것이라는 전 지구 평균기온 1.5도 상승은 이미 작년에 넘어섰다. 즉 이미 우리가 예상하는 변화의 속도보다 약 10년은 빠르다는 뜻이다.

이뿐만이 아니다. 현재 인류가 배출하는 연간 탄소 배출량은 그동안 과학자들이 제시했던 가장 나쁜 기후변화 시나리오보다 많은 양이다. 이 가장 나쁜 시나리오는 몇년 전 전 세계를 강타했던 베스트셀러, 마크 라이너스의 <6도의 멸종>이라는 책의 바탕이 된 시나리오다. 과학자들이 만든 최악의 시나리오는 이런 미래가 올지도 모르기 때문에 반드시 탄소를 줄여야 한다는 강력한 경고를 담은 것인데, 우리는 지금 그 시나리오를 정확히 따라가고 있다. 게다가 인공지능 확산에 따른 추가적인 탄소 배출은 이 극단적인 시나리오에는 포함되어 있지 않다. 그게 무엇을 의미하냐면 탄소 배출에 대한 문제 해결 없이 인공지능의 확산만 고집하면 과학자들이 얘기한 가장 나쁜 시나리오의 탄소 배출량보다 더 많은 탄소를 배출할 것이기에 그 나쁜 시나리오보다 더 극단적인 미래 기후변화가 등장할 것이라는 뜻이다.

결국 이러한 이슈는 최근 활발히 논의되고 있는 가칭 기후에너지부라는 새로운 정부 조직의 역할에 대한 논의와 맥을 같이할 것으로 본다. 국가의 기후위기 대응을 위한 핵심 부처로 기후라는 이름을 전면에 내세운 것은 매우 고무적인 일이다. 기후변화 대응의 핵심인 탄소 배출 저감을 위해서는 반드시 에너지 전환이 필요하고 그 어려운 임무를 수행해야 할 것이다. 앞서 얘기한 것처럼 기후변화가 우리 삶에 위협이 되지 않는다면 이런 논의도 필요 없겠지만 이대로 가다가는 우리가 통제할 수 없는 수준의 변화를 맞이할 것이 분명하기에 새로운 조직이 탄생하는 것으로 생각한다. 앞으로 이 부처가 어떤 업무를 담당할지는 모르겠으나, 반드시 인공지능과 관련한 에너지 문제는 새로운 부처의 핵심 업무 중 하나가 되어야 할 것이다. 게다가 지금 우리가 풀어야 할 숙제 중 하나인 국가 온실가스 감축목표(NDC·Nationally Determined Contribution) 달성에 어떻게 이바지할지에 대한 진지한 고민이 수반되어야 한다.

NDC 달성을 고민하면, 인공지능과 에너지 문제는 더욱 복잡하다. 사실 인공지능은 우리가 선택할 수 있는 영역이지만 NDC 목표 달성은 더 이상 선택의 문제가 아니다. 심지어 지난해 헌법재판소는 현행 탄소중립기본법에 대한 일부 헌법불합치 결론을 내리고 2031년 이후의 국가 감축목표에 대한 구체적인 계획을 제시하도록 했다. 그래서 지금 정부, 전문가, 시민 등이 참여해 다양한 논의를 진행하는 것으로 알고 있다. 지금 당장 2030 NDC 달성도 어려워 보이는 상황에 인공지능과 관련한 에너지 수급은 2035 NDC 수립에 큰 복병이 될 것으로 보인다. NDC의 핵심 중 하나인 에너지 부문의 감축목표 달성을 위해서는 인공지능 확산에 따른 에너지 문제를 반드시 해결해야 한다. 그래서 결국 인공지능은 기후위기, 에너지, 경제성장이라는 3가지 키워드와 반드시 함께 가야 한다.

하나를 제대로 해내기도 버거운 현실에서 기후위기, 인공지능, 에너지, 경제성장을 동시에 고민하라는 것은 분명 무모해 보일 수도 있다. 하지만 지금 우리가 발 딛고 살아가는 이 시대야말로 복잡성과 불확실성이 일상이 된 시대이며, 이를 두려워하기보다 통찰과 혁신으로 돌파해 나가야 할 순간이다. 기후위기로 인한 지구 생태계의 근본적 변화, 인공지능의 폭발적 진화와 일자리·산업구조의 재편, 에너지 수급의 전환과 탄소중립의 시급함, 그리고 이러한 흐름 속에서도 멈추지 않는 경제성장에 대한 열망까지 이 모든 과제가 우리에게 한꺼번에 던져져 있다.

그래서 이 거대한 퍼즐을 풀어내는 국가야말로 미래 세대를 위한 희망의 답을 제시하며 새로운 세계 질서를 이끌어갈 주인공이 될 것이다. 위기를 기회로 전환하고, 파편화된 기술과 정책을 하나의 방향으로 통합해 지속 가능한 번영을 실현할 수 있는 도전 정신과 역량이 지금 요구된다.

나이가 들고 세계라는 큰 무대를 점점 알아가면서 한국의 저력은 매우 크다는 점을 깨닫고 있다. 자원 하나 없는 국가가 이렇게 작은 땅덩어리에서 사람과 기술에 투자해 반도체, 통신, 자동차, 조선 등 핵심 산업을 세계 최정상 수준으로 키워냈고 독자 로켓 발사 성공, 세계 최초의 5G 상용화, 차세대 배터리 시장 선도 등 최첨단 과학기술 분야에서 글로벌 혁신의 선두에 서게 됐다. 전쟁으로 인한 폐허를 딛고 기적을 만들어낸 한국의 저력은 이제 더 큰 도전, 기후위기와 인공지능 시대의 변화를 주도할 강력한 원동력이 될 수 있을 것이다.

어쩌면 그렇게 어렵지 않을 수 있다. 인공지능의 긍정적 기능을 극대화하고, 현재와 같은 에너지 집약적 구조를 벗어나 인공지능 자체의 탄소 배출을 줄이는 방향으로 기술과 인프라를 설계해서 인공지능의 탄소발자국 자체를 줄이는 노력이 선행되면 좋을 것이다. 그러기 위해서 지금 우리는 국가 인공지능 전략에 탄소중립이라는 DNA를 반드시 심어야 한다.

<출처 : 경향신문 2025.6.24>

4. 생각 열기

▶ <읽기 자료1>을 읽고, AI 기술이 발전하면서 지구 환경에는 어떤 영향을 주고 있는지 가족(또는 친구)과 이야기를 나눠봅시다.

▶ <읽기 자료2>에서 ‘국가 인공지능 전략에 탄소중립 DNA를 심어야 한다’는 말에 동의하나요? 그 이유는 무엇인가요?

5. 생각 키우기

▶ “AI 기술의 발전은 환경 파괴를 감수하더라도 계속되어야 한다.”라는 주장에 대해 찬성 또는 반대하는 입장을 정하고 근거를 들어 가족(또는 친구)과 토론해 봅시다.

6. 개념기반 탐구학습을 위한 일반화 문장 써 보기(예시)

• AI 기술은 새로운 가능성을 열지만, 환경 문제를 함께 고려하지 않으면 미래 세대의 삶이 위협받을 수 있다.

• 기술이 발달하면 편리해지지만, 기술을 똑똑하게 쓰는 방법을 함께 생각해야 한다.

7. 학생 글

AI기술발전에 따른 문제점

AI 기술을 계속해서 발전시키는 것이 필요하지만 발생하는 문제점도 살펴보아야 합니다. 우리 인간은 계속해서 환경을 오염시키고 있고 지구는 점점 뜨거워지며 비정상적으로 바뀌고 있습니다. 이런 상황에서 인간은 미래를 위해 AI를 발전시키는 것에 고민해야 합니다. 우리는 친환경적으로 인공지능을 발전시키는 방향을 추구해야 합니다. 또한 AI는 편리하지만 AI가 발전할수록 인간이 위협받을 가능성도 높아질 수 있으므로 AI 기능 중 통제할 수 있는 기능을 만들어 활성화시킴으로써 꼭 필요한 기능만 개발하는 것이 필요합니다.

무심코 AI를 쓰다간…

요즘 사람들이 AI나 챗GPT를 많이 사용하고 있습니다. AI나 챗GPT가 도움이 많이 되고 꼭 필요하다고 생각하는 사람들이 점점 더 많아지고 있습니다. 그런데 이를 사용할 때 엄청난 양의 전기와 물이 필요합니다. 지난 4월 22일, 55번째 세계 지구의 날을 맞아 ‘AI 디톡스 캠페인’을 통해 지구의 날 단 하루만이라도 AI 서비스 사용을 줄이는 운동을 하였습니다. AI 서비스를 하루 이틀 사용하지 않는다고 해서 지구에 획기적인 도움이 되는 것은 아니지만, 단 하루만이라도 AI 기술과 지구가 어떤 관계를 맺고 있는지 돌아보는 시간이었다고 생각합니다. 저는 AI 서비스 사용을 줄였으면 어떨까 하는 의견입니다. 이런 제 의견에 찬성하시나요, 아니면 반대하시나요? 함께 의견을 나누어 보아요.

/전주삼천남초 김주영 교사