MS, 노틸러스, 네이버 등 친환경 설계
문제는 데이터센터가 '전기먹는 하마'라는 점이다. 전력발전소나 항공산업과 맞먹는 양의 탄소를 배출하는 데이터센터. 전문가들은 2030년에 이르면 전세계 데이터센터에서 소모하는 전력량이 3000TWh로 늘어날 것으로 예상했다. 그렇다고 데이터센터를 안 지을 수도 없다. 앞으로 5세대(5G) 이동통신, 사물인터넷(IoT), 엣지컴퓨팅 등 우리 사회가 첨단화될수록 온라인 사용량은 기하급수적으로 늘어날 것이기 때문에 이 수요에 대비해야 한다.
아마존과 구글, 마이크로소프트(MS), 페이스북, 애플 등 글로벌 5대 IT기업들의 데이터센터가 소모하는 전력량은 45TWh로, 뉴질랜드 전체의 전력소모량과 맞먹는다. 매년 6%씩 탄소배출량이 증가하고 있다. 탄소중립에 대한 전세계 압박이 가해지고 있음은 물론이다. 이에 해당기업들은 탄소중립에 대한 특단의 조치를 취하지 않으면 안되는 시점이 됐다.
그래서 MS 등 일부 기업들은 데이터센터의 에너지효율을 높이기 위한 기발한 온갖 방법을 다 동원하고 있다. 물위에 데이터센터를 지어 에너지효율화를 꾀하는가 하면, 지형지물을 이용해 냉방효과를 높이는 곳도 있다. 탄소를 저감하는 전세계 데이터센터 사례를 살펴봤다.
◇ 노틸러스···물위에 떠있는 데이터센터
미국 '노틸러스 데이터 테크놀로지스'(Nautilus Data Technologies)는 바지선 위에 데이터센터를 건립했다. 미국 메어 아일랜드 해군조선소에서 700톤급 바지선을 개조해 캘리포니아주 스톡턴시로 견인했다.
스톡턴은 미국 내 거주조건 최악의 도시 1위로 꼽힌다. 도시를 가로지르는 칼라베라스 강은 더럽다. 노틸러스 데이터테크놀로지스는 바로 이곳에서 기술을 통해 환경을 논하고 고용을 창출해 자사의 사회적 가치를 높였다.
노틸러스 데이터테크놀로지스는 총자원사용효율(Total Resource Usage Effectiveness·TRUE) 냉각시스템 특허를 갖고 있다. TRUE 냉각시스템은 기존 해양 및 산업용으로 활용되던 냉각기술을 데이터센터 기반시설에 적용한 것이다.
TRUE 냉각 시스템은 인근 강가에서 찬물을 끌어들여 새지 않도록 폐쇄된 진공관에 투입한다. 물은 진공관을 통과하면서 서버 장비가 진열된 랙의 열을 흡수해 다시 강으로 돌려보낸다. 냉매, 화학물질을 일절 쓰지 않아 식수나 야생동물에 끼치는 피해가 없고, 탄소배출량과 대기오염을 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있다.
노틸러스 데이터테크놀로지스는 여기에 그치지 않고, 미국 메인주의 제지공장을 데이터센터로 개조하겠다고 지난 5일 발표했다. 데이터센터의 전력소모도 문제지만 건물을 짓기 위해 들어가는 철근과 콘크리트같은 자재와 각종 장비를 사용하면서 발생하는 탄소배출도 문제로 꼽힌다. 노후된 건물을 데이터센터로 개조할 경우 데이터센터를 새로 짓는 것에 비해 탄소배출을 8배가량 절감할 수 있다. 노틸러스는 바로 이 점에 착안해 노후된 건물을 데이터센터로 개조하는 사업을 진행하기 시작한 것이다.
◇ MS '미국 서부3'···100% 태양광 사용
MS는 지난 15일 미국 애리조나주 엘미라지시의 '미국 서부3' 데이터센터를 가동했다. 건조한 사막 기후에서 오는 풍부한 태양열 에너지와 숙련된 노동력, 높은 토지 가용성 등을 데이터센터 운용자원으로 삼았다는 것이 특징이다.
MS는 2030년까지 탄소 네거티브를 실현하는 '지속가능성 목표'를 위해 재생에너지 기업 롱로드에너지와 협업했다. '미국 서부3' 데이터센터는 롱로드에너지의 인근 태양광 발전소 '썬 스트림2'에서 100% 친환경 전력을 공급받는다. 또 MS는 지역 물부족 문제를 최소화하기 위해 단열냉각 시스템을 도입했다. 단열냉각은 공기의 부피가 팽창함에 따라 기압이 변하면 열이 줄어드는 현상을 말한다.
'미국 서부3' 데이터센터는 냉각수로 공기를 식혀 온도를 유지한다. 공기를 식히느라 온도가 올라간 냉각수는 송수관을 타고 외부 냉각실로 이동한다. 냉각수는 이곳에서 증발하도록 방치된다. 증발한 냉각수는 상단 수분 필터로 걸러 재사용되고, 오직 열만 외부로 방출된다.
이밖에도 MS는 '에너지 및 환경 디자인 리더십'(Leadership in Energy and Environmental Design·LEED) 평가에서 60~79점인 '골드 등급'을 받기 위해 최소 90%의 폐기물을 매립하는 일 없이 재활용하고 재사용할 예정이다. LEED는 국제적으로 공인된 친환경 건축물 인증제도로 미국그린빌딩협의회(USGBC)가 주관한다.
◇네이버 '각'···자원순환과 폐열활용
국내기업 네이버는 춘천에 친환경 데이터센터 '각 춘천'을 설립했다. 팔만대장경을 보관한 합천 해인사의 '장경각'을 계승한다는 의미에서 명칭도 '각 춘천'이라 붙였다. 2022년에는 세종시에 '각 세종'을 완공할 예정이다.
기존 데이터센터는 전력소모를 줄이기 위해 외기냉각 방식이나 데이터처리 기기의 에너지효율을 높이는데만 초점을 맞췄다. 그러나 외부공기를 유입시켜 데이터센터 내부 기기를 식히는 외기냉방 방식은 계절과 대기질 상태에 따라 그때그때 달라지기 때문에 한계가 있다. 데이터처리 기기 효율개선 역시 절대적인 탄소배출 양을 줄이지 못한다.
반면 네이버의 '각'은 '친환경' 방식에 초점을 맞췄다. 절수형 위생기구를 사용하고 오염이 적은 물을 정수해 소변기와 양변기 물로 재사용한다. 또 빗물을 정수해 저장했다가 조경·소방 용수로 활용한다.
또 2020년 기준 태양광 발전을 통해 연간 총 212.86㎿h의 전력을 절감했고, 이산화탄소 배출량은 약 99.2톤 줄었다. 옥상의 녹지는 여름에는 뜨거운 태양열을 차단하고 겨울에는 내부의 열을 지켜 냉난방 전력소비를 줄이고 열섬 현상을 막는다.
서버를 식히고 난 뒤 따뜻해진 공기의 열은 '폐열 회수 시스템'을 통해 재활용한다. 폐열로 데이터센터 내부 도로에 쌓인 눈을 녹이는데 활용하거나 본관 온실동에서 재배하는 식물을 위해 사용한다. 폐열과 태양열을 함께 사용하면서 전력 소모량을 크게 절감시켰다.
'각'은 LEED 평가에서 세계 최고 점수인 95점을 기록해 '플래티넘 등급'을 받았다.
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