전 세계 데이터 센터의 4분의 1이 물 부족 지역에 위치해 있습니다.

요약:

인공지능 기술의 급속한 발전으로 인해 전 세계적으로 데이터 센터의 수가 계속 증가하고 있으며, 챗봇, 클라우드 컴퓨팅, 동영상 서비스 및 다양한 온라인 애플리케이션에 컴퓨팅 성능을 제공하고 있습니다. 그러나

새로운 연구에 따르면 전 세계 데이터 센터의 약 4분의 1이 물 공급과 수요가 불균형한 지역에 위치해 있는 것으로 나타났습니다. 매년 최소 한 달 동안 지역 물 수요는 가용 수자원을 초과합니다. 앞으로도 지구 온도가 계속해서 상승한다면 이 비율은 3분의 1까지 더 늘어날 수도 있습니다.

이 연구는 미국화학회 저널인 Environmental Science and Technology에 게재되었으며, 관련 연구 결과는 2026년 10월 19일 미국화학회 발행 보도자료를 통해 발표되었습니다. 연구팀은 글로벌 데이터센터 분포도를 구축하고 시설의 위치와 지역 상수도, 도시 용수, 농업 관개, 제조, 발전 등의 물 수요를 비교하여 기존 데이터센터가 직면하는 수압을 평가했습니다.

연구원들은 전 세계에서 운영 중인 데이터 센터 총 9,347개를 분석했습니다. 그 결과, 약 25%의 데이터센터가 매년 최소 1개월 이상 물 수급 격차가 있는 지역에 위치하고 있으며, 약 6%의 데이터센터가 일년 내내 물 부족에 직면하는 지역에 위치하고 있는 것으로 나타났다.

이 연구의 주저자이자 미국 카네기 과학 연구소의 연구원인 로렌조 로사(Lorenzo Rosa)는 데이터 센터가 다른 필요가 없는 개방된 공간에 건설되는 것이 아니라 도시와 농지가 원래 의존하는 수자원 위에 직접적으로 겹쳐진다고 지적했습니다. 데이터 센터의 규모가 확장됨에 따라 물 수요가 기존 지역 물 공급 압력을 더욱 악화시킬 수 있습니다.

데이터 센터에 많은 양의 물이 필요한 이유는 무엇인가요? 가장 큰 이유는 서버가 작동할 때 많은 열이 발생하기 때문입니다. 프로세서, 메모리 및 기타 하드웨어의 과열로 인해 성능이 저하되거나 심지어 오작동을 일으키는 것을 방지하려면 데이터 센터에서 계속해서 열을 방출해야 합니다. 일부 시설에서는 물 증발을 통해 열을 제거하기 위해 냉각탑과 증발 냉각 시스템을 사용합니다. 다른 곳에서는 다양한 형태의 액체 냉각 또는 공기 냉각 기술을 사용합니다.

증발식 냉각을 사용하는 시설의 경우 열 방출 과정에서 물의 일부가 직접 증발하므로 즉시 지역 급수 시스템으로 돌아갈 수 없습니다. 데이터 센터에서는 다른 냉각 방법을 통해 물 사용량을 줄일 수도 있지만 구체적인 요구 사항은 서버 밀도, 냉각 기술, 기후 조건 및 운영 부하에 따라 달라집니다.

전기와 달리 수자원은 일반적으로 장거리 송전망을 통해 유연하게 배치할 수 없습니다. 데이터 센터에는 인근 지역 사회, 농장 및 산업 시설에도 의존하는 인근 강, 호수, 저수지 또는 지하 대수층의 물 공급이 필요합니다. 데이터 센터에 충분한 자금이 있다고 해도 해당 지역에서 추가로 물을 무제한으로 제공할 수 있다는 의미는 아닙니다.

특히 연구팀은 전기 사용량이 전기 계량기를 통해 측정되고 기록되는 경우가 많았기 때문에 과거에는 데이터 센터 에너지 소비량이 많이 측정되었다는 점에 주목했습니다. 대조적으로, 여러 지역의 데이터 센터 물 사용에 대한 통계 방법은 균일하지 않으며 일부 지역에서는 완전한 데이터가 부족합니다. 따라서 연구원들은 글로벌 물 부족 지도를 구축함으로써 정부와 기업이 데이터 센터 확장으로 인해 발생할 수 있는 물 위험을 보다 명확하게 식별하는 데 도움이 될 수 있기를 바라고 있습니다.

글로벌 데이터센터 분포 측면에서 미국은 전체 연구 통계의 39%를 차지해 상당한 비중을 차지하고 있다. 이는 미국이 세계에서 데이터센터 밀집도가 가장 높은 국가 중 하나일 뿐만 아니라, 앞으로 데이터센터 수압이 더욱 높아질 수 있는 중요한 지역이라는 뜻이다.

이 연구에 따르면 미국에서는 약 21%의 데이터 센터가 물 부족 지역에 위치해 있습니다. 미국 동부에는 수많은 데이터 센터 클러스터가 있으며, 이들 지역 중 상당수는 현재 물 스트레스가 상대적으로 낮습니다. 그러나 미국 서부와 남부의 일부 지역에서는 물 공급과 수요의 격차가 수개월 동안 지속될 수 있으며 개별 지역은 일년 내내 압력을 받을 수도 있습니다.

유럽의 상황에는 분명한 지역적 차이가 있습니다. 데이터 센터는 주로 북유럽과 중부 유럽에 집중되어 있으며 일반적으로 물 스트레스가 상대적으로 적습니다. 그러나 스페인, 이탈리아, 그리스 등 남부 유럽 국가의 일부 지역에서는 물 스트레스가 더욱 심각하며, 일부 지역에서는 매년 6개월 이상 물 공급과 수요의 격차가 발생할 수 있습니다.

캐나다가 완전히 영향을 받지 않은 것은 아닙니다. 연구에 따르면 캐나다 데이터 센터의 약 35%가 매년 최소 한 달 동안 물 부족에 직면하고 있는 것으로 나타났습니다. 캐나다는 일반적으로 수자원이 풍부하지만 수자원의 분포는 균일하지 않습니다. 인구, 산업시설, 데이터센터가 밀집된 지역의 지역 용수 공급 상황은 전국 평균과 크게 다를 수 있습니다.

또한 연구원들은 데이터 센터 주변의 주요 물 사용 분야를 분석하여 이러한 시설이 경쟁할 수 있는 산업을 파악했습니다. 전 세계적으로 데이터 센터의 약 41%는 도시 및 도시 물 사용이 지배적인 지역에 위치하고 있으며, 약 28%는 농업용 관개수가 지배적인 지역에 위치하고 있습니다.

또한 데이터센터 면적의 약 18%는 제조업 용수 수요가 주요 수요인 지역에 위치하고 있으며, 약 8%는 발전산업의 용수 수요와 중복됩니다. 나머지는 주로 축산, 광업 등의 활동에 종사하고 있습니다.

이러한 데이터는 데이터센터 확장으로 인한 수자원 문제가 단순한 산업용수 문제가 아니라 도시 용수 공급, 농업 생산, 에너지 공급, 생태계 등 포괄적인 문제임을 보여준다.

데이터 센터가 도시의 물 수요와 겹치면 주민, 공공 서비스, 상업 활동이 수자원을 두고 더욱 치열한 경쟁에 직면할 수 있습니다. 농업이 지배적인 지역에서는 추가적인 공업용수 수요가 관개용수와 충돌할 수 있습니다. 물 스트레스가 결국 주민의 물 제한, 농작물 수확량 감소 또는 데이터 센터 운영 제한으로 이어질지 여부에 대해서는 아직 이 연구만으로는 확고한 결론을 도출하는 것이 불가능합니다.

기후 변화의 가능한 영향을 평가하기 위해 연구자들은 여러 지구 기후 모델을 사용하여 지구 평균 기온이 1900년보다 섭씨 3도 더 높을 때 기존 데이터 센터가 위치한 지역의 수질 상태를 분석했습니다. 이 시나리오는 향후 약 10~40년 동안 가능한 기후 조건을 나타내며, 연구에서 지구 온도가 특정 연도에 확실히 이 수준에 도달할 것이라고 예측한다는 의미는 아닙니다.

모델 결과에 따르면 이러한 미래 기후 시나리오에서는 전 세계 현재 데이터 센터의 약 33%가 물 수요가 공급을 초과하는 지역에 위치할 수 있음을 보여줍니다. 즉, 기후 조건이 연구에서 설정한 방향으로 발전하면 물 부족에 직면한 데이터 센터의 비율이 현재 1/4에서 1/3로 증가할 수 있습니다.

미국이 특히 영향을 받을 것으로 예상됩니다. 전 세계 데이터센터의 39%가 미국에 위치해 있기 때문에 앞으로 발생하는 신규 수압의 상당 부분도 미국에 집중될 것이다. 연구원들은 이 결과가 데이터 센터 위치 선택의 중요성을 강조한다고 믿습니다. 즉, 기업이 어디에 건설할지 결정할 때 토지 가격, 전력 공급, 네트워크 연결 및 세금 인센티브를 고려할 뿐만 아니라 지역 수자원의 장기적인 지속 가능성도 평가해야 합니다.

본 연구는 다양한 수문학적 및 기후 조건에서 현재 운영 중인 데이터 센터가 직면한 수자원 위험을 분석한 것이며 향후 데이터 센터의 수나 특정 건설 ​​위치를 예측하는 것이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 또한 물 부족 지역에 위치한 모든 데이터 센터가 단수를 겪게 될 것이라는 사실을 증명하지도 않으며 이러한 시설이 주변 주민들에게 실제로 얼마나 많은 피해를 입혔는지 직접적으로 수량화하지도 않습니다.

연구원들은 물 공급과 수요의 격차로 인해 반드시 데이터 센터 운영이 중단되는 것은 아니라고 강조했습니다. 기업이 물 권리를 구매하거나 물 저장 시설을 건설하거나 대체 수원을 사용하거나 냉각 방법을 조정하여 운영을 유지할 수 있기 때문입니다. 그러나 이러한 조치가 실제로 전반적인 지역 물 스트레스를 줄일 수 있는지 여부는 특정 물 공급 시스템, 규제 규칙 및 기타 물 사용자의 요구 사항에 따라 달라집니다.

연구팀은 데이터 센터의 장기 계획을 세울 때 지역 물 관리 및 인프라 상태에 더 많은 주의를 기울여야 한다고 생각합니다. 상대적으로 수자원이 충분한 지역의 경우 새로운 데이터 센터가 안정적인 물 공급을 확보하는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 이미 가뭄이 발생하기 쉬운 지역, 지하수 함양 부족, 농업용수 수요가 높은 지역의 경우 신규 대규모 시설 건설에 더욱 신중할 필요가 있습니다.

또한 기업은 효율적인 냉각 시스템을 채택하고, 물 재활용률을 높이고, 요구 사항을 충족하는 재활용수를 사용하고, 계절별 물 상태에 따라 운영을 조정함으로써 담수에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 그러나 모든 데이터 센터에 적용되는 이러한 기술 솔루션에 대한 일률적인 답변은 없습니다. 다양한 기후 조건, 서버 부하 및 인프라 설계는 다양한 냉각 기술로 달성되는 실제 물 절약에 영향을 미칩니다.

인공지능 모델이 점점 더 복잡해짐에 따라 모델을 훈련하고 실행하는 데 필요한 컴퓨팅 리소스가 계속 증가하고 있으며, 데이터 센터의 에너지 및 물 소비는 점차 기술 산업의 확장에서 무시할 수 없는 환경 문제가 되었습니다. AI 서비스 자체는 디지털 형식으로 제공되지만 이를 뒷받침하는 서버, 냉각 장비 및 전력 시스템은 모두 실제 천연 자원에 의존합니다.

본 연구는 인공지능의 발달이 필연적으로 세계적인 물 부족을 초래할 것이라고 주장하지는 않지만, 데이터 센터의 지리적 위치가 환경 비용에 영향을 미칠 것이라는 점을 지적합니다. 같은 규모의 데이터센터가 수자원이 충분한 지역과 장기적인 물 부족 지역에 구축된다면 지역 사회에 가해지는 잠재적인 압력은 완전히 달라질 수 있습니다.

연구원들은 미래의 데이터 센터 부지 선택 및 거버넌스가 컴퓨팅 성능, 에너지 가격 및 네트워크 대기 시간에만 초점을 맞추는 것이 아니라 수자원 제약을 장기적인 결정에 반영해야 한다고 믿습니다. 지역 주민, 농업, 산업 및 생태계의 물 수요를 고려해야만 데이터 센터 확장이 장기적으로 지속 가능한지 더 정확하게 판단할 수 있습니다.

전 세계적으로 데이터센터 수가 계속 증가함에 따라 물 관리는 점차 인공지능 인프라 구축의 핵심 요소가 될 수 있습니다. 연구에서 밝혀진 전 세계적 분포 차이는 향후 데이터 센터 경쟁이 컴퓨팅 성능, 칩 및 전기를 위한 경쟁일 뿐 아니라 물 상태와 지역 거버넌스 역량의 영향도 점점 더 많이 받게 될 것임을 의미합니다.