재생에너지 전력망 균형, 건물 에너지 절감, 물류 효율화, 지속가능 농업…. 인공지능(AI)은 다양한 분야에서 탄소 배출 감축을 앞당길 수 있는 기술로 주목받고 있다. 하지만 AI 자체의 전력 소모와 탄소 배출 역시 무시할 수 없는 수준이다.

'탈탄소화를 위한 AI(AI for decarbonisation)' 보고서에 따르면 2050년 넷제로 목표 달성을 전개하고 있는 영국 정부는 "330여 개 영국 기업이 ‘지속가능성 연계 AI 솔루션’을 개발 중에 있으며 특히 데이터 분석과 인사이트 플랫폼이 가장 활발히 상용화되고 있다"고 소개했다.

현재 영국 정부는 농업·건설·에너지·제조업 등 탄소 배출 비중이 큰 네 개 분야를 중심으로 AI 도입을 확대하는 '탈탄소화를 위한 AI’ 프로그램을 전개하고 있다.

넷제로 전환의 핵심 도구로 부상하는 AI

에너지 다소비 산업 부문인 제조업은 예지 정비(Predictive Maintenance: 설비나 기계가 고장 나기 전에 AI나 센서 데이터를 통해 미리 고장을 ‘예측’하고 대비하는 것)와 AI 로보틱스를 통해 공정 효율과 에너지 사용을 최적화할 수 있다.

AI 기반 생산계획·공급망 관리로 낭비를 줄이는 효과도 크다. 특히 영국 내 다수 기업은 탄소배출량 보고와 규제 준수를 위한 AI 기반 모니터링 시스템을 도입하고 있다. 제조업 전반으로 AI를 확산하려면 숙련 인력 양성과 함께 데이터 보안 문제를 풀어야 한다.

태양광·풍력 등 간헐성이 큰 특성 때문에 전력망 운영의 안정성이 가장 큰 과제 가운데 하나인 에너지 분야는 AI를 활용, 전력 수요 예측과 스마트그리드 운영 지원을 통해 순간적인 전력 수급 불균형을 보완하는 등 재생에너지 활용을 높이는 것이 핵심 목표다.

발전소 설비 운영 최적화와 분산 에너지 자원 관리에도 AI가 도입되는 추세다. AI 자체의 전력 수요를 줄이지 못하면, 재생에너지 확대 효과가 상쇄될 수 있다.

세계 배출 40% 차지하는 건설 분야...스마트 빌딩 전환

건설 분야는 전 세계 온실가스 배출의 약 40%를 차지한다. AI는 센서 데이터와 3D 모델링을 활용해 건물 내 탄소 추적과 스마트 빌딩 관리를 가능케 한다. 건물별 에너지 사용 패턴을 분석해 냉난방·조명 효율을 높이고, 자재 수명 주기까지 관리한다.

보고서는 다만 "AI 솔루션의 표준화가 부족하고 초기 투자비 부담과 데이터 관리의 신뢰성 확보가 필요한 상황"이라고 진단했다.

메탄 등 비CO₂ 온실가스의 주요 배출원인 농업 부문은 AI를 통해 정밀농업(Precision Agriculture), 작물 모니터링, 스마트 관개 기술 확산을 목표로 한다. 정밀농업으로 비료·농약 사용량을 줄이고, 드론·센서를 활용해 작물 생육 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

AI는 가축 관리·토양 분석에도 활용할 수 있는데, 이는 곧 탄소배출 최소화와 식량안보 강화로 이어진다. 관건은 농민·소규모 농가의 AI 접근성을 높이는 것이다. 비용과 기술 장벽을 낮추는 정책적 지원이 필요하다.

대형 모델 학습, 비행기 300편과 맞먹는 탄소 배출

이렇게 산업별로 AI 활용이 점점 확대되고 있지만 AI는 전 세계 전력 사용량의 약 1.5%를 차지할 정도로 에너지를 많이 쓴다.

대규모 AI 모델 하나를 학습시키는 데서 나오는 탄소 배출량은 뉴욕-샌프란시스코 간 비행기 300편에 해당한다는 분석도 나온다. 이는 AI가 만능 해결사가 아니라는 것을 보여준다.

AI와 탈탄소 정책을 결합해 국제 경쟁력을 강화하고 있는 영국 정부의 전략은 결국 혁신과 규제의 균형을 모색하는 쪽으로 초점을 맞췄다.

영국은 2021년 ‘넷제로 전략’, 2023년 ‘Powering Up Britain’을 통해 에너지·산업·농업·건축 등 고탄소 부문 감축 로드맵을 제시한 바 있다. 또 ‘넷제로 혁신 포트폴리오’를 통해 10억 파운드를 투입, 재생에너지·수소·탄소포집·디지털 기술 상용화를 지원하고 있다.

산업 협력·인재 육성·교차 기술 혁신이 관건

특히 영국은 'ADViCE(AI Innovation for Decarbonisation’s Virtual Centre of Excellence)를 설립, 기업·학계·투자자 간 협력체계를 구축하고 AI 기반 탈탄소 혁신을 촉진하고 있다.

2023년 ‘프로-이노베이션 AI 규제 프레임워크’도 마련했다. 안전성·공정성·설명가능성을 기반으로 AI 활용의 책임성과 신뢰를 확보하는 것이 핵심이다.

AI는 기후위기 대응의 ‘양날의 검’이다. 올바르게 활용된다면 탈탄소 혁신의 강력한 동력이 될 수 있지만, 잘못 관리된다면 새로운 탄소 위협으로 전락할 수 있다. 전문가들은 "AI의 폭발적 성장세를 기후 목표와 정합시킬 수 있는 결정적 시점"이라면서 "기술 혁신과 환경 목표를 동시에 달성할 수 있는 지혜로운 선택"을 주문한다.

보고서는 AI가 넷제로 달성에 기여하려면 "▲산업 간 협력과 지식 공유 확대 ▲대기업의 시스템 전환 및 인재 육성 ▲교차 기술 융합을 통한 혁신 ▲윤리와 신뢰에 기반한 책임 있는 AI 설계" 등의 과제를 풀어야 한다고 강조했다.