유상근 변리사(인텔런트 특허법인)

2016년, 구글 딥마인드의 알파고가 이세돌 9단을 이긴 이후 인공지능(AI) 기술은 비약적인 발전을 이루어왔다. AI는 의료, 금융, 제조업 등 다양한 산업에서 혁신을 주도하며 우리의 삶을 편리하게 만들고 있지만, 그 이면에는 간과할 수 없는 문제가 존재한다. 바로 대형 AI 모델의 학습과 운영 과정에서 발생하는 막대한 에너지 소비와 탄소 배출이다.


최근 연구에 따르면, 대형언어모델(LLM) 하나를 훈련하는 데 소비되는 전력은 수천 가구의 연간 전력 소비량에 맞먹을 정도다. 2019년 연구에서는 GPT-3 수준의 모델을 학습시키는 데 약 500톤 이상의 이산화탄소(CO2)가 배출된다고 추정했으며, 이는 자동차 100대가 1년 동안 배출하는 양과 맞먹는다. AI 산업이 지속적으로 성장하는 만큼, 탄소 배출량도 기하급수적으로 증가할 가능성이 크다.
이러한 문제를 인식한 AI 업계는 탄소 배출을 줄이기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. 마이크로소프트, 구글, 메타(구 페이스북) 등 주요 AI 기업들은 데이터센터를 보다 친환경적으로 운영하기 위해 재생 가능 에너지를 활용하는 방안을 적극 도입하고 있다. 특히 구글은 2030년까지 자사의 모든 데이터센터를 탄소 무배출 방식으로 운영하겠다는 목표를 설정했다. 또한, AI 모델의 연산 효율성을 높여 동일한 작업을 수행하는 데 필요한 에너지를 줄이는 연구도 활발하게 진행되고 있다.

그러나 이러한 노력만으로는 충분하지 않다. AI 기술의 활용도가 높아질수록 에너지 소비량은 지속적으로 증가할 것이며, 탄소 배출 감축 속도는 이를 따라잡기 어려울 가능성이 크다. 따라서, AI 업계는 보다 근본적인 해결책을 고민해야 한다.

첫째, 친환경적인 AI 모델 설계 및 최적화에 나서야 한다. 대형 AI 모델을 개발하고 운영할 때, 탄소 배출을 최소화할 수 있는 방법을 적용하는 것이 필수적이다. 이를 위해 연산을 최적화하는 알고리즘 연구가 더욱 활발히 이루어져야 한다. 최근에는 경량화된 AI 모델을 개발하는 연구도 주목받고 있으며, 필요 이상으로 크고 복잡한 모델을 학습시키는 관행을 줄이는 것이 에너지 절감에 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI 모델을 운영하는 하드웨어 인프라의 효율성을 높이는 것도 중요한 과제다. 고효율 프로세서와 냉각 기술을 도입하여 전력 소비를 줄이는 방안이 점점 더 많은 관심을 받고 있다.

특히, 국내 AI 반도체 스타트업인 딥엑스(DEEPX)는 저전력 신경망처리장치(NPU) 개발에 주력하며, 관련 분야에서 269건의 특허를 국내외에서 출원한 것으로 확인되고 있다. 이를 통해 딥엑스는 고성능·저전력 AI 반도체 개발을 통해 탄소 배출을 줄이는 데 기여하고 있다.


둘째, AI의 환경 보호 활용을 확대해야 한다. AI 기술은 단순히 탄소 배출을 줄이는 것뿐만 아니라, 환경 보호와 지속 가능성 문제 해결에도 적극적으로 활용될 수 있다. 예를 들어, AI를 활용하여 에너지 사용 패턴을 분석하고 최적화하는 스마트 그리드 기술을 발전시키거나, 기후 변화 예측 모델을 더욱 정교하게 개발하는 데 기여할 수 있다.

또한, AI 기반의 폐기물 관리 시스템을 도입하여 재활용률을 높이고 자원의 낭비를 줄이는 방안도 연구되고 있다. 특히, AI를 활용한 농업 기술은 온실가스 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있다. AI 기반의 스마트 농업 시스템은 최적의 물과 비료 사용량을 예측하여 과잉 소비를 방지하고, 농업 부문의 탄소 배출을 줄이는 데 기여할 수 있다.

셋째, 정책과 규제 마련이 시급하다. 정부와 산업계가 협력하여 AI 기술의 지속 가능한 발전을 위한 정책과 규제를 마련하는 것도 필수적이다. 현재 일부 국가에서는 탄소 중립 목표를 달성하기 위해 AI 및 데이터센터 운영에 대한 환경 규제를 도입하고 있으며, 우리나라 또한 이에 대한 논의를 본격적으로 시작해야 할 시점이다. AI 기업들이 환경 규제를 준수할 뿐만 아니라, 탄소 배출 감축을 위한 적극적인 노력을 기울이도록 유도하는 인센티브 제도도 고려될 수 있다. 예를 들어, 탄소 절감에 기여하는 AI 기업에게 세금 혜택을 제공하거나 친환경 기술 개발을 지원하는 연구 기금을 조성하는 등의 정책이 필요하다.


넷째, AI 기술 발전과 지속 가능성의 조화에 힘써야 한다. AI 기술은 앞으로도 혁신을 이끌어갈 중요한 동력이다. 그러나 기술의 발전이 환경 문제를 악화시키는 방향으로 나아가서는 안 된다. AI 업계가 친환경적인 기술 개발과 지속 가능한 운영 방안을 적극적으로 모색해야만, 우리가 직면한 기후 변화 문제 해결에도 기여할 수 있을 것이다. 따라서 AI 기업들은 지속 가능한 경영 전략을 수립하고, 친환경 기술 도입을 위한 투자 확대를 고려해야 한다. 기업뿐만 아니라 연구기관, 정부, 시민사회가 협력하여 AI 기술의 발전과 환경 보호가 조화를 이룰 수 있도록 노력해야 한다.
결국, AI 업계의 지속 가능한 발전은 기술 혁신과 환경 보호가 공존하는 방향으로 나아가야 한다. 이를 위해 업계, 정부, 연구기관이 긴밀히 협력하여 탄소 배출을 줄이고 지속 가능한 AI 기술을 개발하는 것이 중요하다. AI 기술이 우리의 삶을 더욱 편리하게 만드는 동시에, 지구 환경을 보호하는 데에도 기여할 수 있도록 노력해야 할 때다.



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