[UN] AI가 기후 환경에 미치는 영향 경고

인공지능은 지구 온난화를 유발하는 온실가스를 심각하게 배출할 뿐만 아니라, 지구의 천연자원에 부담을 줄 정도로 빠른 속도로 환경에 영향을 주고 있다.

유엔에 따르면, 인공지능(AI)의 기반 시설인 데이터 센터는 2030년까지 연간 945테라와트시의 전력을 소비할 수 있는데, 이는 인구 6억 5천만 명 이상이 거주하는 파키스탄, 방글라데시, 나이지리아의 연간 전력 소비량을 합친 것보다 거의 세 배에 달하는 양이라고 한다. 

하지만 이는 빙산의 일각에 불과하다.

탄소 발자국(carbon footprint) 외에도 데이터 센터에서 사용하는 모든 전력 단위에는 냉각 및 에너지 생산에 필요한 “물 발자국(water footprint)”과 발전 및 공급망과 관련된 “토지 발자국(land footprint)”이 수반된다. 

지속가능성을 측정하는 방식에 대한 재고찰

유엔대학교(UNU)의 새로운 연구에 따르면, 인공지능 관련 물 소비량은 2020년대 말까지 13억 명의 연간 가정용수 사용량과 맞먹을 수 있으며, 인공지능 관련 시설에 필요한 토지 면적은 14,500제곱킬로미터를 넘어 자카르타 수도권의 약 두 배에 달할 수 있다고 한다. 

이 보고서에서는 인공지능이 환경에 미치는 영향을 측정하는 방식에 있어 중요한 격차가 있음을 지적하고 있다. 특히 대규모 모델 학습과 관련된 온실가스 배출량이 우선적으로 측정되는 경향이 있지만, 이러한 접근 방식은 다른 환경적 비용을 간과하고 있다는 것이다. 

또한 한 측면에서 “친환경적”으로 여겨지는 해결책의 경우에도 다른 측면에서는 이미 자원 부족에 직면한 지역의 문제를 악화시킬 수 있다고 한다. 예를 들어, 특정 재생 에너지원으로 전환하면 탄소 배출량은 줄어들지만 물 소비량과 토지 사용량은 크게 증가할 수 있다.

인공지능의 일상적인 사용이 주된 원인

주로 대중적인 논쟁은 첨단 AI 모델을 훈련하는 데 필요한 에너지에 집중되어 왔지만, 이번 연구는 일상적인 사용량이 전체 에너지 수요의 약 80~90%를 차지한다는 사실을 밝혀냈다.  

그 규모는 놀라울 정도다. 많이 사용하고 있는 한 AI 서비스는 하루에 약 25억 건의 요청을 처리하며, 매년 수백 기가와트시의 전력을 소비하는 것으로 추산된다. 

그런데 에너지 사용량은 작업의 유형에 따라 크게 달라진다. AI 이미지 하나를 생성하는 데는 간단한 텍스트 분류보다 천 배 이상 많은 에너지가 필요할 수 있으며, 비디오 생성에는 훨씬 더 많은 자원이 요구된다. 

이처럼 효율성 개선만으로는 증가하는 수요를 상쇄하기 어려울 것으로 보인다. 보고서에서는 이른바 반등 효과(rebound effect)를 지적하고 있는데, 이는 비용 절감과 성능 향상이 사용량 증가를 유발하여 궁극적으로 전체 자원 소비량을 증가시키는 현상을 의미한다.

전 세계적 혜택과 지역적 부담

인공지능 인프라가 환경에 미치는 영향은 고르게 분포되어 있지 않다. 인공지능 기술의 이점은 전 세계적이지만, 그 비용은 특정 지역에 집중되어 있는 경우가 많다.

이미 일부 국가에서는 데이터 센터가 국가 전력 소비량의 상당 부분을 차지하여 에너지 시스템에 부담을 주고 있다. 또 다른 국가에서는 시설 확장으로 인해 물 공급량이 급증하고 있으며, 때로는 가뭄까지 겹쳐 어려움을 겪고 있다.

동시에 이번 보고서에서는 전자 폐기물 문제가 점점 심각해지고 있다고 경고하며, AI 인프라로 인해 2030년까지 연간 최대 250만 톤의 전자 폐기물이 발생할 것으로 예상하고 있다. 문제는 이러한 부담의 상당 부분이 안전한 처리 시설이 부족한 저소득 국가에게 전가될 가능성이 높다는 것이다. 

또한 인공지능 하드웨어에 필요한 핵심 광물 생산은 채굴 지역의 환경 파괴와 사회적 불평등 우려를 불러일으키고 있다.

디지털 격차, 환경 격차 심화

인공지능 인프라의 확장은 접근성과 영향력 측면에서 새로운 불균형을 초래하고 있다.

보고서에 따르면 인공지능 전문 컴퓨팅 역량의 90% 이상이 미국과 중국 두 나라에 집중되어 있는 반면, 150개국 이상은 국내에 제대로 된 인공지능 인프라가 부족한 상황이다. 

이러한 불균형은 경제적 기회를 제한할 뿐만 아니라 환경 정의에 대한 문제도 제기한다. 일부 국가는 인공지능 기반 성장의 혜택을 공유하지 못하고 환경적 비용만 부담하고 있기 때문이다.  

책임 있는 AI를 향하여

이러한 충격적인 결과에도 불구하고, 유엔대학교 연구진은 이 보고서가 인공지능 자체에 반대하는 주장은 아니라고 강조한다.

오히려 이 보고서는 인공지능 기술이 지구 환경에 미치는 영향 범위 내에서 발전하는 것이 바람직하며, 이를 위해 시급히 조치를 취해야 한다고 촉구하고 있다. 

이 연구에서는 투명성, 효율성, 형평성, 생애주기 책임, 글로벌 협력 및 지속 가능한 사용을 포함하는 원칙에 기반해 “책임성 있는 AI 생태계”를 위한 프레임워크를 제시한다. 

이에 따라 정부에게는 에너지, 물, 토지 이용계획에 인공지능 인프라를 통합하도록 권장하고 있으며, 기업에게는 자원 소비를 최소화하는 시스템을 설계하도록 장려하고 있다. 또한 사용자에게는 가능한 한 환경에 미치는 영향이 적은 애플리케이션을 선택함으로써 개인적 차원의 역할을 하도록 권고하고 있다.