철강 없이 AI 인프라도 없다! AI 시대, 제철소가 하는 일은?

AI가 일상이 되면서, 데이터센터와 발전소, 송배전망, 에너지저장장치(ESS), 로봇 같은 대규모의 고도화된 물리적 인프라에 대한 수요가 늘어나고 있습니다. 이 거대한 AI 전환의 현장을 지탱하는 핵심 소재가 바로 철강입니다. 타일러 라쉬와 경희대 경영대학원 김상윤 교수, 포스코 미래수요개발실 윤주성 대리가 나누는 대화를 통해 포스맥, 전기강판, POCEL, Hyper NO 등 포스코의 철강 솔루션이 데이터센터부터 휴머노이드까지 AI 생태계의 변화를 어떻게 뒷받침하는지 살펴봅니다.

AI가 우리 일상과 산업을 빠르게 바꾸고 있습니다. 여행 계획을 세우고, 문서를 작성하고, 상품을 비교∙구매하는 일까지 AI가 대신하는 시대입니다. 기업 역시 AI를 단순한 도구가 아니라 업무를 수행하는 주체로 받아들이고 있습니다.

실제로 해외 기업들은 AI 에이전트를 업무에 적용하기 위한 다양한 실험을 진행하고 있습니다. AI는 이제 단순히 ‘AI 기능이 들어간 제품’을 만드는 수준을 넘어, 기업의 일하는 방식 자체를 바꾸고 있습니다.

이러한 변화를 ‘AI 전환(AX, AI Transformation)’이라고 부릅니다. 그런데 AI 전환은 소프트웨어와 반도체만으로 완성되지 않습니다. AI가 실제로 작동하려면 데이터센터와 발전소, 송배전망, 에너지저장장치(ESS), 로봇 같은 대규모의 고도화된 물리적 인프라가 필요합니다. AI에 투자되는 막대한 자금은 바로 이런 인프라를 구축하는 데 사용되고 있습니다. 그리고 이 변화에 가장 큰 역할을 하는 것이 바로 ‘철강’입니다. AI 관련 인프라 건설에 있어 철강의 역할이 무엇이고, 포스코의 핵심 제품들이 어떤 혁신을 이끌고 있는지 알아봅니다.

AI를 학습시키고 서비스를 운영하려면 막대한 컴퓨팅 자원이 필요합니다. 특히 고성능 GPU가 탑재된 AI 데이터센터는 기존 클라우드 데이터센터와는 규모와 운영 방식이 다릅니다. AI용 서버 랙 하나가 시간 당 100kW 이상의 전력을 사용할 정도로 전력 소모가 큽니다. 가정에서 에어컨 여러 대를 동시에 가동하는 것과 비교하면 그 규모를 짐작할 수 있습니다. 게다가 서버가 사용하는 전력만 문제가 아닙니다. 서버에서 발생하는 열을 식히는 데에도 상당한 전력이 필요합니다. 결국 AI 데이터센터의 핵심 과제는 ‘더 많은 전력을 어떻게 확보할 것인가’와 ‘발생한 열을 어떻게 효율적으로 식힐 것인가’입니다.

대표적인 기술이 액침냉각(Immersion Cooling)입니다. 서버를 전기가 통하지 않는 비전도성 냉각액에 직접 담가 열을 식히는 방식입니다. 냉각 효율을 높일 수 있다는 장점이 있지만, 새로운 문제가 생깁니다. 냉각액과 습기에 노출되는 서버 랙과 관련 구조물이 부식되지 않아야 합니다.

이때 포스코의 고내식 도금강판 ‘포스맥(PosMAC)’이 활용될 수 있습니다. 포스맥은 일반 아연도금강판보다 5배에서 10배 정도 높은 내식성을 갖춰 부식에 강하며, 강판 표면에 흠집이 생겨도 아연∙마그네슘∙알루미늄 성분이 보호막을 만들어 부식을 억제합니다.

데이터센터의 서버 랙은 칸막이와 뼈대, 냉각수가 흐르는 배관으로 구성됩니다. 포스맥은 랙의 칸막이에, 스테인리스강은 배관에, 냉연강판은 랙의 뼈대에 적용될 수 있습니다. 포스코가 데이터센터에 필요한 다양한 소재를 하나의 패키지로 공급할 수 있는 이유입니다.

데이터센터의 냉각 문제를 해결하기 위해 바다에 데이터센터를 설치하는 아이디어도 현실이 되고 있습니다. 마이크로소프트는 ‘프로젝트 네이틱(Project Natick)’을 통해 해저 데이터센터를 실제 바다에 설치하는 실험을 진행했습니다. 해저 데이터센터는 바닷물을 활용해 냉각할 수 있고, 도심의 부지와 전력 문제를 완화할 수 있다는 기대를 받고 있습니다. 하지만 바닷속은 부식이 심한 환경으로, 장기간 운영하려면 외부 구조물과 내부 설비를 보호할 수 있는 내식성 강재가 필요합니다.

포스코는 해저 데이터센터의 확산에 대비해 관련 설계와 실험을 진행하고 있습니다. 최근 한국해양과학기술원(KIOST)은 울산 앞바다에 해저 데이터센터를 구축하는 계획을 추진하고 있는데, 포스코도 협력 기업으로서 참여하고 있습니다.

데이터센터가 도심에 들어설 때는 또 다른 문제들이 발생합니다. 높은 전력 사용량과 전자파에 대한 지역 주민의 우려, 님비현상, 높은 토지 비용 등이 대표적입니다. 특히 전자파로 인한 민원은 중요한 과제입니다. 포스코는 그 해결책으로 전자파 차폐강판을 제시했습니다. 전자파 차폐강판은 데이터센터에서 발생하는 전자파를 줄이는 동시에 전자기파를 통한 정보 유출 가능성을 낮추는 데 도움을 줄 수 있습니다.

비싼 ‘땅값’ 역시 AI 데이터센터의 중요한 과제 중 하나입니다. 포스코의 고강도 형강 ‘Pos-H’를 사용하면 적은 수의 기둥으로도 더 큰 하중을 지탱할 수 있어, 같은 부지에서 더 넓은 공간을 활용해 토지 비용 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. AI 데이터센터는 GPU와 서버만 설치한다고 완성되는 시설이 아닙니다. 건축물의 골조부터 서버 랙, 배관, 냉각 설비, 전자파 차폐시설까지 다양한 요소가 결합된 복합 인프라입니다. 철강은 이 전체 시스템을 구성하는 핵심 소재입니다.

데이터센터가 늘어나면 전력 수요도 함께 증가합니다. AI가 ‘전기 먹는 하마’로 불리는 이유이기도 합니다. 태양광과 풍력 같은 재생에너지는 중요한 에너지원이지만, 날씨의 영향을 받는다는 한계가 있습니다. 안정적인 전력 공급을 위해서는 다양한 발전원을 함께 활용해야 합니다.

이 과정에서 소형모듈원자로(SMR, Small Modular Reactor)가 주목받고 있습니다. SMR은 원자로를 모듈화해 공장에서 제작한 뒤 현장에서 조립하는 방식으로, 대형 원자력발전소보다 유연하게 구축할 수 있어 급증하는 전력 수요에 대응할 대안으로 거론되고 있습니다. 물론 SMR이라고 해서 건설이 쉬운 것은 아닙니다. 원자로 내부는 초고온·초고압 환경이기 때문에 이를 견딜 수 있는 특수 스테인리스강이 필요합니다. 포스코는 극한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는 고기능 스테인리스 소재를 개발하고 공급하고 있습니다.

전기를 생산하는 것만큼 중요한 일이 있습니다. 바로 전기를 필요한 곳까지 손실을 최소화해 전달하는 일입니다. 전기를 먼 거리로 보낼 때는 전압을 높여 전류를 낮추는 방식으로 송전 손실을 줄입니다. 이때 전압을 올리고 내리는 변압기가 필요한데, 이 변압기의 핵심 소재가 바로 전기강판입니다.

세계적인 전기강판 회사인 포스코는 전자기가 특정 방향으로 흐르도록 설계돼 변압기의 전력 손실을 줄이는 방향성 전기강판(GO, Grain Oriented Electrical Steel)을 생산하고 있습니다. AI 시대에는 데이터센터뿐 아니라 발전소와 변압기, 송전망이 함께 확장돼야 하므로 전기강판의 중요성도 더욱 커지고 있습니다.

송전선 역시 진화하고 있습니다. 포스코가 개발한 송전선은 알루미늄을 사다리꼴 형태로 배치해 더 많은 전류를 전달할 수 있도록 설계됐습니다. 증가한 하중을 견디기 위해 고강도 강심을 적용한 것도 특징입니다.

송전탑은 기능만큼 주변 환경과의 조화도 중요합니다. 포스코는 고강도 강재를 활용해 송전탑을 경량화하고 주변 경관과 어울리는 형태로 설계함으로써 전력 인프라에 대한 사회적 수용성을 높이고 있습니다.

AI에 대한 의존도가 높아질수록 정전의 영향도 커집니다. 데이터센터의 전력 공급이 중단되면 메신저부터 자율주행, 금융, 물류 서비스까지 사회 전반이 영향을 받을 수 있습니다.이러한 위험에 대비하기 위해 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)가 필요합니다. ESS는 전력을 저장해두었다가 필요할 때 공급하는 장치입니다. 하지만 배터리를 대규모로 저장하는 만큼 발열과 화재, 습기와 부식에 대한 관리가 중요합니다.

포스코의 POCEL은 배터리를 감싸는 철강 소재로, 배터리 케이스에 적용돼 외부 충격과 열로부터 배터리를 보호합니다. 또, ESS의 배터리 랙에는 내식성이 뛰어난 포스맥을 적용할 수 있으며, 랙을 담는 컨테이너에도 특수 강재를 사용할 수 있습니다. 배터리 케이스용 POCEL부터 랙용 포스맥, 컨테이너용 소재까지 포스코는 ESS에 필요한 철강 솔루션을 종합적으로 제공할 수 있습니다. 포스코는 이러한 역량을 인정받아 L사의 미국 대형 프로젝트에 ESS용 강재를 납품하게 되었습니다.

AI의 다음 무대는 로봇과 결합해 물리적 세계에서 직접 움직이는 ‘피지컬 AI’입니다. 휴머노이드는 제조 현장에서 작업을 수행하고, 물류센터에서 상품을 분류하며, 앞으로는 서비스와 일상생활에서도 사람을 도울 수 있습니다. 이를 위해서는 인간의 섬세한 동작을 학습할 수 있는 데이터와 정교한 관절 제어 기술이 필요합니다. 동시에 배터리 사용시간과 모터 효율도 해결해야 합니다.

로봇이 오랫동안 움직이려면 같은 전력으로 더 큰 힘을 내고, 에너지 손실을 줄이는 모터가 필요합니다. 이런 휴머노이드의 관절 역할을 하는 액추에이터에는 무방향성 전기강판(NO, Non-Oriented Electrical Steel)이 사용됩니다. 모터는 회전하면서 전자기의 방향이 계속 바뀌기 때문에, 어느 방향으로도 전자기 특성을 발휘할 수 있는 소재가 필요합니다.

포스코의 ‘Hyper NO’는 전기자동차 구동모터 등에 적용되며 성능을 입증한 고성능 무방향성 전기강판입니다. 휴머노이드에 적용하면 모터 효율을 높이고 배터리 사용시간과 로봇의 가동시간을 늘리는 데 기여할 수 있습니다. 또 배터리 안전성 측면에서는 POCEL도 활용될 수 있습니다. 포스코는 이처럼 휴머노이드의 구동부와 배터리를 아우르는 소재 솔루션을 개발, 제공하고 있습니다.

19세기 골드러시 때, 금을 캐는 사람뿐 아니라 금을 캐는 데 필요한 곡괭이와 청바지를 만든 기업도 큰 기회를 얻었다고 합니다. AI 시대의 곡괭이는 무엇일까요? 데이터센터를 짓는 강재, 냉각 환경을 견디는 포스맥, 전력을 효율적으로 전달하는 전기강판, 배터리를 보호하는 POCEL, 로봇의 효율을 높이는 Hyper NO가 그 역할을 할 수 있습니다.

AI를 생각하면 반도체와 소프트웨어를 먼저 떠올리기 쉽습니다. 반도체가 AI의 뇌라면 철강은 AI가 움직이도록 만드는 몸이라고 할 수 있습니다. AI가 현실에서 작동하려면 몸을 구성하는 소재가 반드시 필요합니다.

포스코는 데이터센터와 발전소, 송배전망, ESS, 휴머노이드로 이어지는 AI 생태계 전반에서 철강의 새로운 가능성을 만들어가고 있습니다. AI의 미래는 보이지 않는 알고리즘만으로 완성되지 않습니다. 그 기술이 현실에서 작동하도록 지탱하는 철강과 함께 완성됩니다.

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