반도체에 '국운' 걸겠다는 후보들... 그런데, 이건 아십니까

양당 대선 후보의 공통된 핵심공약, 반도체산업 확장

민주당 이재명 후보는 k-엔비디아를 이야기하며 대선 후보 첫 행보로 AI 스타트업을 찾았고, 1호 공약으로 압도적 초격차, 초기술로 세계 1등 반도체 국가를 만들겠다며 반도체 특별법의 신속한 제정을 약속했다. 국민의힘 김문수 후보는 AI 3대 강국 진입을 주요 공약으로 내걸었을 뿐 아니라 국민의힘이 지속적으로 강조하고 있는 반도체 R&D 인력의 주 52시간 예외 정책을 추진한 고용노동부 장관 당사자였다. 반도체 및 AI 산업에 대한민국의 국운을 걸겠다는 건 거대 양당 후보 모두 동일한 셈이다. 하지만, 이대로 쭉 진행되어도 괜찮은 걸까?

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소위 '지브리풍' 프사가 타임라인을 뒤덮었다. 그런데 우리는 정보를 얻기 위해, 그냥 재미로 등등 말 그대로 '일상적으로' 쓰게 된 AI가 공짜가 아니라는 걸 인식하기 어렵다. 무료 AI도 많다고 받아치는 사람들이 많겠지만, 여기서 이야기하는 비용은 AI 구독료가 아니다. 너무나 당연하지만 AI는 물적 기반을 바탕으로 돌아가고 있다. 가깝게는 내가 쓰는 휴대전화나 컴퓨터부터, AI 서버, 서버가 돌아가게 하는 전기, 냉각하는 데 쓰이는 물은 당연하고, AI가 학습하는 데 필요한 데이터를 저장/제공하기 위한 하드/소프트웨어, 연계되어 있는 다양한 인프라까지 여러 가지가 있다.

그러나 이러한 시스템은 우리 눈에 보이지 않으며, 얼만큼의 자원을 소모하고 있는지 가늠하기도 어렵다. ChatGPT의 아버지라 불리는 샘 알트먼은 최근 x.com에서 "사람들이 자신이 사용하는 오픈 AI에게 요청형 문구나 고맙다는 말을 덧붙임으로서 허비한 전기 비용이 얼마나 되는지 궁금하다"는 다른 사용자의 글에 "수천만 달러쯤 된다"는 답변을 남기기도 했다. 한 연구에 따르면 반도체 칩(32MB DRAM) 2g을 만드는 데 원유 1.6kg, 물 32kg이 소모된다고 한다(Semiconductor Review, 2020). 뿐만 아니다. 반도체 산업이 확장되기 위해서는 여러 가지 위험과 오염이 수반된다. 그 과정에서 발생되는 사회적 비용까지 고려해도 과연 반도체 산업이 우리의 미래를 올인 해도 될만한 산업이라고 얘기할 수 있을까?

한국에 한 해 데이터센터의 약 12배의 전기를 소비하는 반도체산업

샘 알트먼은 공손한 표현이 수천만 달러의 전기요금을 허비하게 한다고 답했지만 반도체 생산 및 AI 사용 과정 전반에 소요되는 전기 에너지 전체의 양에 비하면 그 양은 세 발의 피에 불과하다. 특히 한국의 경우 데이터센터보다 반도체 공장에서 훨씬 많은 양의 전기를 소모하고 있다. 데이터센터 갯수 150개(2023년 12월 기준)에 산업통상자원부가 밝힌 데이터센터 1기당 평균 전력사용량(연간 25GWh)을 적용하면 약 3.75TWh인데, 2023년 삼성전자와 SK하이닉스가 반도체 생산 사업에 쓴 전력량을 합하면 44.39TWh로 데이터센터 사용량의 12배에 달하는 양이다(한국일보, 2024.9.20).

여기에 정부가 용인에 추진하고 있는 '반도체 메가클러스터(아래 메가클러스터)'가 계획대로 완공되었을 때의 전력수요량은 13GW에 달할 것으로 예상하고 있다. 13GW는 얼마나 큰 양일까? 우리나라 전체 월별평균최대전력량은 매년 전반적으로 증가하는 추세에 있으며 2024년 기준 64GW(5월)에서 88GW(8월) 수준이다. 반도체 메가클러스터의 전력수요량만으로 월별평균최대전력량이 제일 높은 8월 전력량의 약 1/7에 달하는 양이며, 전력수급 비상단계 중 가장 높은 등급인 '심각'단계의 공급예비력인 1.5GW-이는 대정전을 일으키기 않기 위해 사수해야 하는 최소한의 예비전력-의 약 9배에 달하는 양에 해당한다.

실제로 황주호 한국수력원자력 사장 스스로 "반도체 클러스터와 데이터센터 등 전력 수요가 폭증할 전망인데 이를 가만히 둘 경우 대정전이 우려된다"고 발언한 바 있다. 용인에는 메가클러스터의 전력수요량을 감당하기 위해 기후위기시대에 맞지 않는 LNG 발전소 6기 건설이 추진되고 있지만 이 용량을 훌쩍 뛰어넘는 전력수요로 인해 타 지역에서 생산된 전기를 끌어오기 위한 송전선로 건설이 추진되고 있으며, 안전성이 검증되지 않은 SMR 발전소 건설의 필요성까지 제기되고 있다. 이러한 상황은 수도권 전력수요 집중 논란과 재벌 특혜 논란으로 이어지고 있다.

서울 시민 위한 수돗물 생산량의 절반이 넘는 메가 반도체 클러스터 공업용수 수요량

그럼 반도체 산업의 물 소비량은 얼마나 될까? 2023년 서울시의 발표에 따르면 1-8월 평균 매일 305만 톤의 아리수를 생산했다. 가장 많이 생산한 날이 331만 톤으로 편차가 크지 않은 편이다. 반도체 메가클러스터의 최종 공업용수 수요량(2030년 후반 기준)은 하루 167만 2천 톤으로 서울의 생활/공업용수 전체 소비량의 절반이 넘는 양에 달한다.

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한강 유역에 존재하는 총 10개의 댐 중 수도권에 물을 공급할 수 있는 다목적 댐은 충주댐과 소양강 댐 두 개에 불과하다. 두 댐의 댐용수 계약량은 공급능력 대비 96% 수준으로 여유가 거의 없어 어마어마한 공업용수가 필요한 반도체 산업단지의 수요량을 감당할 수 없다. 정부는 이러한 문제를 해결하기 위해 '수입천댐'을 포함한 기후대응댐 건설 사업을 발표했으나 지역주민들의 반발과 두타연 계곡 수몰 등 생태계 파괴 문제로 큰 반대에 부딪혀 1차 추진 대상지에서조차 누락되어 사실상 백지화 된 것으로 평가되고 있다.

하천법상 하천시설에도 포함되지 않아 의무방류량 규정 자체가 없는 발전용댐인 화천댐의 다목적화가 실현되어 하루 60만 톤의 공업용수를 확보한다고 해도, 적어도 30만 톤의 용수공급량이 부족하다. 이러한 예측도 순수하게 메가클러스터 자체의 공업용수량일 뿐, 배수산업단지나 생활용수 수요까지 포함하면 부족량은 더욱 늘어날 수 밖에 없다.

더 큰 문제는 메가급의 용수사용량 증가가 수도권 전체의 물공급 안정성을 위협할 수 밖에 없다는 것이다. 비교적 물이 충분했던 한강유역이기에 2030년대 중반까지의 용수수요량 77만톤/일까지는 팔당에서 추가적으로 취수가 가능하다고 예측하고 있지만, 우리는 이 취수량이 없을 때에도 이미 위기를 겪은 적이 있다. 2015년 벌어진 수도권 최악의 가뭄에서 서울/경기 강수량은 평년 대비 절반수준(53%)에 불과했고, 소양감댐과 충주댐의 저수율은 25.8%, 22.7%까지 떨어졌었다. 그나마 그 가뭄이 실질적인 물공급 위기로 이어지지 않은 이유는 단순히 운이 좋았기 때문이다.

만일 2016년에도 가뭄이 지속되었다면 우리는 꼼짝 없이 2021년의 대만과 같은 상황에 처했을 것이다. 기후변화로 인한 태풍의 감소로 대만의 강수량이 급감했고, 이러한 상황이 몇 년간 이어지며 2021년 100년만의 최악의 가뭄이 찾아왔다. 반도체 파운드리(위탁생산) 대표기업인 TSMC에 국운을 걸고 있는 대만은 반도체용 공업용수 조달을 위해 100만 가구에 물 배급제를 실시하고, 이로도 모자라 농업용수를 반도체 공장으로 보내기 위해 농민들에게는 쌀을 재배하지 않도록 장려하며 보조금을 지급하기 했다. 그럼에도 불구하고 이 여파로 전세계는 반도체 수급에 어려움을 겪었다(최동진, 2024).

용수공급 계획의 기준에서 벗어난 극한의 가뭄은 기후위기가 가속화되며 앞으로 더욱 늘어날 수 밖에 없다. 실제로 우리가 겪는 물부족 위기는 대부분 극한의 가뭄이나 과도한 취수로 인해 발생하는 3차 물부족이다(최동진, 2024). 그런 상황에서 지금의 여유량과 수력발전댐의 다목적화 등 가능한 수단을 모조리 끌어다 쓰는 계획으로도 감당되지 않는 용수사용량을 허가하는 것은 우리의 생명을 거는 것이나 마찬가지이다. 반도체는 엄청난 양의 물을 소비하지만, 정말 물이 필요할 때 반도체가 물을 대신할 수 없기 때문이다.

반도체산업이 남기는 것

반도체 산업에서 전기와 물, 광물 등 자원의 추출만 문제가 되는 것도 아니다. 반도체 산업에 필수적인 다양한 물질들은 이후 연재에서 다루게 될 반도체 노동자의 건강은 물론 산단이 자리잡은 지역사회에도 큰 위협이 된다. 반도체 생산 과정에서 발생하는 폐수에는 황산, 질산, 불화수소, 아르신, 포스핀 등 유해화학물질이 잔존할 위험이 있으며, 특히 극미량으로도 심각한 생태계/인체 악영향을 미칠 수 있는 과불화화합물(PFAS)은 자연에서 분해가 전혀 되지 않아 영원한 화학물질이라 불리기도 한다. 한 번 배출되면 그 영향은 비가역적이라는 의미이기도 하다.

뿐만 아니다. 반도체 산단이 유지되기 위해 함께 건설되는 6기의 LNG 발전소, 1만3천 평 규모의 고형폐기물 매립장, 도로확장 공사 등은 지역사회에 환경오염 및 건강영향에 대한 우려를 일으키며 끊임 없이 큰 갈등이 재생산되고 있는 상황이다.

정부는 이러한 반도체 산업의 문제점들에도 불구하고 온갖 규제완화, 편법적용을 통해 반도체 산업을 전폭적으로 지원하고 있다. 메가클러스터 계획을 위해 정부는 2024년 12월 송탄상수원보호구역을 해제한 바 있으며, 반도체특별법 패스트트랙이 통과될 경우 예비타당성 조사 면제, 인허가 등의 신속처리가 보장된다.

이미 지금까지의 추진 과정에서도 유해물질 배출에 대한 지역주민들의 불안은 더욱 가중되며 정부에 대한 불신이 극대화되어 왔고, 정부가 밀어붙이는 국책사업은 진행될 수 밖에 없다는 패배감과 함께 지역공동체가 파괴되는 과정을 겪고 있다. 벼랑으로 내몰리는 지역주민들을 보호해야 할 정부가 오히려 그들의 삶을 파괴하는 주체가 되고 있는 것이다.

이제 다시 한 번 물어야 한다. 반도체 산업이 이렇게 모든 걸 다 쏟아부어 물과 전기를 공급하고, 규제를 완화하고, 혜택을 몰아주고, 지역주민들을 몰아내고, 위험과 오염을 감수할만한 가치가 있을까? 반도체 산업은 우리가 바라는 풍요로운 미래를 보장할까? 다음 글에서 알아보자.

[참고 자료]
- [국가산업단지의 물과 전력사용 폐해-용인반도체클러스터를 중심으로]-2024 한국환경회의 7차 환경포럼 자료집, 2024.11.26., 한국환경회의&환경운동연합 생명의강특별위원회 공동주최.
- [정의로운 반도체 산업은 가능한가] 토론회 자료집, 2025.1.22., 기후정의동맹, 청소년기후행동, 반도체노동자의 간강과 인권 지킴이 반올림, 용인환경정의, 민주노총 기후위기대응특별위원회, 전국금속노조 공동주최.
- 경기연구원, 2024, 한강에 이용가능한 물이 없다.
-전력통계정보시스템 월별평균 최대전력
https://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/selectEkgeEpsAepChart.do?menuId=030200
- 최동진, 2024, 반도체 산업과 기후위기(1): 반도체 산업과 물공급,
https://climateaction.re.kr/news01/1730253.
- 한국일보 2024.9.20. 기사, 데이터센터가 전기먹는 하마? 한국에서는 반도체 공장이 더 많이 빨아들인다 –https://www.hankookilbo.com/News/Read/A2024080620180000838.
- Semiconductor Review 2020.10.12. 기사, How Can the Semiconductor Industry Achieve Sustainability, https://www.semiconductorreview.com.