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새로운 시대정신이자 미래의 침로인 'ESG'가 거대한 전환을 만들고 있다. ESG는 환경(E), 사회(S), 거버넌스(G)의 앞자를 딴 말로, 더 나은 세상을 향한 세계 시민의 분투를 대표하는 가치 담론이다. 삶에서, 현장에서 변화를 만들어내고 실천하는 사람과 조직을 만나 그들이 여는 미래를 탐방한다.[편집자말]
하루라도 인터넷 없이 살기는 현대인에게 무척이나 어려운 일이다. 2022년 1월 현재 전 세계 인구의 62.5%에 해당하는 49억 5000만 명이 아침에 눈을 뜨고 잠들기까지 인터넷을 통해 정보를 접하는 동시에 어마어마한 데이터를 만들어낸다.[1]

1분마다, 전 세계에서는 570만 건을 구글에서 검색하고 유튜브 69만 4000시간과 넷플릭스 45만 2000시간이 스트리밍 된다. 인스타그램에서는 6만 5000개의 사진이 공유되고 28만 3000 달러가 아마존에서 소비되며 600만 명의 사람이 온라인 쇼핑을 즐긴다.[2]

스마트기기의 일상화가 인터넷 사용의 증가로 이어지면서 2016년 약 20ZB(제타바이트, 10의 21승 바이트)였던 전 세계 데이터 총량이 2022년 80ZB가 되었고 3년 뒤인 2025년에는 175ZB로 2배 증가할 것으로 보인다.
 
 1분마다 생성되는 데이터 양
  1분마다 생성되는 데이터 양
ⓒ DOMO

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특히 코로나19로 비대면 산업의 성장이 가속화하였고 앞으로 4차 산업혁명을 선도할 인공지능(AI), 빅데이터, 자율주행 차량과 같은 데이터 집약 기술은 정보를 실시간으로 처리하는 데이터센터를 기반으로 하여 경제 발전을 선도할 전망이다.

이런 가운데 미래 산업의 필수 인프라이자 데이터 안보의 중추적 역할을 담당할 데이터센터가 북극과 해저 같은 극지를 찾아가고 있다.[3]

데이터센터란

데이터센터는 ICT(정보통신기술, Information and Communications Technology) 서비스 제공에 필요한 장비인 컴퓨터 시스템과 통신장비, 저장장치인 스토리지 등이 설치된 시설물이다.[4] 매일 24시간, 1년 365일 인터넷 검색과 이메일, 온라인 쇼핑 등의 각종 데이터 작업을 처리하는 서버(server)가 설치되고 관리되는 공간이라 서버 호텔(Server Hotel)이라고도 부른다.[5] [6]

인터넷의 보급과 함께 데이터센터는 폭발적으로 성장했다. 방대한 정보의 저장과 출력을 위해 수천, 수만 대의 서버가 필요하게 되면서 이 서버를 한 곳에 모아 안정적으로 관리하기 위해 건설되었다.[7]

서버와 스토리지 같은 하드웨어를 효율적이고 안정적으로 운영하기 위해, 고도화한 전원 관리 시스템이나 고대역 네트워크 환경은 물론 백업·보안·공조 시스템을 비롯해 화재, 폭우나 태풍 같은 환경 재해를 극복할 수 있는 시설을 갖추고 있다.[8] 데이터센터를 통신업체의 인터넷 데이터 센터(IDC, Internet data center)와 클라우드 서비스를 위한 클라우드 데이터 센터(CDC Cloud data center)로 구분하기도 하지만 최근에는 데이터센터 하나의 용어로 쓰인다.[9]

데이터센터의 수요는 ICT 분야의 기술 발전과 축적되는 데이터양의 기하급수적인 증가로 인해 더욱 빠르게 증가하고 있다.[10] 4차 산업혁명을 이끌 핵심 요소 기술인 자율주행 차량, AI, 클라우드 등의 최신 ICT기술은 모두 데이터를 기반으로 한다.

이에 따라 수년 전까지 ICT의 핵심 기술로 간주된 빅데이터 기술은 이제는 핵심 기술을 넘어서 다른 ICT기술들과 융합해 더 큰 가치를 선사할 근간이자 기반 기술로 인식되고 있다.[11] 코로나19의 영향으로 클라우드 기반 서비스인 넷플릭스, 유튜브 등 OTT(Over the Top) 서비스가 급성장하면서 글로벌 데이터센터는 2016년 1252개에서 2021년 1851개로 5년간 50% 가까이 증가했다.[12] [13]
 
문제는 냉각에 들어가는 에너지


데이터센터가 한순간의 끊어짐 없이 운영되려면 만일의 사태에 대비한 비상전력이 필요하다. 무엇보다 과열을 막기 위해 장비를 냉각해야 한다. 냉각용 전력 소비량이 무시할 수 없을 만큼 늘어난다.[14]

데이터센터의 서버는 온도와 습도에 민감하다. 사용량 증가에 따라 온도가 상승하기 때문에 안정적인 서버 유지에는 일정 기준 이하로 온도를 유지할 수 있는 설비가 필수적이다. 서버실 적정 운영 온도와 습도는 16∼24°C와 40∼55%. 서버에서 열이 지속해서 발생하기에 데이터센터 사용 전력의 약 50%가 서버 냉각에만 사용된다.[15]
  
데이터센터
 데이터센터
ⓒ pixabay

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'중단 없는 서비스 제공'이 가장 중요한 만큼 24시간 안정적인 전력공급이 필수적인 데이터센터는 에너지 집약적 건물로서 엄청난 전력을 소비한다.[16] [17]

국제에너지기구에 따르면 2020년 전 세계 데이터센터의 전력 소비량은 200~250TWh(세계 전체 전력 소비량의 1%)로 세계 16위 전력 소비국인 남아프리카공화국을 웃도는 수준이다.[18]

직접적인 오염물질을 배출하지는 않지만, 화력발전에 기반한 전력 사용량이 과다해지면서 데이터센터 산업은 글로벌 탄소 배출량의 0.8%를 차지할 정도로 탄소 다(多)배출 업종이 되었다. 철강(7.2%)과 석유화학(3.6%)을 제외한 다른 대부분 업종의 탄소 배출량 비중(0.5~0.7%)보다 높아지면서 일부에서는 데이터센터를 굴뚝산업으로 보기도 한다.[19] [20]

이렇게 막대한 에너지를 사용하는데도 미래 산업의 성장 동력이라는 이유로 데이터센터는 국가 에너지 정책 및 관리 대상에서 자유로운 편이었다. 그러나 2050 탄소중립의 선언과 전 세계적인 규제 강화로 데이터센터의 에너지 효율화는 불가피하게 되었다. [21] [22]

글로벌 IT기업은 데이터센터 유지에 따른 탄소배출을 저감하고 에너지 효율 개선을 위해 다양한 방법을 시도하고 있으며 그중 일부는 외부 환경의 냉기를 활용하는 북극이나 해저로 눈을 돌리고 있다.

북극에서 해저까지

데이터센터를 설계할 때 가장 많이 고려하는 것은 기계에서 나오는 엄청난 열기를 어떻게 냉각하고 냉각 효율을 어떤 방법으로 높일 것인가이다. 지역과 환경에 따라 냉각 방식이 많이 달라지기 때문에 각 지역의 특성과 장점을 이용한 데이터센터가 늘어나는 추세이다.[23] 

대표적으로 북극. 북유럽 지역에서 자연 상태의 외부 냉기를 적극적으로 활용함으로써 기존 냉각장치의 가동률을 낮추어 사용 전력과 운영비를 절감할 수 있다. 메타(페이스북), 구글, 콜로스(Kolos, 미국-노르웨이 합작 데이터센터 전문 운영사)는 각각 스웨덴, 핀란드, 노르웨이에 데이터센터를 구축했다.[24]
 
메타 룰레아 데이터센터
 메타 룰레아 데이터센터
ⓒ 메타

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특히 메타는 북극에서 100km밖에 안 떨어진 스웨덴의 룰레오(Luleå) 데이터센터에서 수력과 풍력 등 100% 재생에너지를 활용해 업계 표준보다 32% 적게 에너지를 사용했다.[25] [26]

IT 기업의 데이터센터 발열 관리를 위한 노력은 깊은 바닷속으로까지 이어졌다. 2021년 기준 1917억 달러 규모의 세계 클라우드 서비스 시장에서 22%의 점유율로 2위를 달리는 마이크로소프트(MS)는 해저에서 데이터센터를 운영하는 나틱(Natick) 프로젝트를 추진했다.[27] [28]

나틱 프로젝트는 수중 데이터센터 구축을 위한 연구 프로젝트로 전 세계 클라우드 사용자를 위한 해저 데이터센터를 목표로 2단계에 걸쳐 진행되었다.[29] 전 세계 인구의 절반 이상이 바다와 인접한 도시에 사는 만큼 해저 데이터센터는 데이터 전송 경로를 단축할 수 있고 인근 지역에서 조력, 풍력 발전으로 생산된 전기를 이용할 수 있는 장점이 있다.

해저에 위치하기에, 육지 데이터센터에 있는 보안 문제에서 자유롭고 일정하게 낮은 바다 온도를 활용하여 서버 온도 유지의 효율성을 높일 수 있다는 점에서 많은 관심을 받았다.[30]

마이크로소프트의 시도   

물론 해저에 데이터센터를 넣는 이 프로젝트에 걱정이 없었던 것은 아니다. 사실상 데이터센터를 바다에 침몰시키는 이 프로젝트에 대해 MS의 AI 앤 리서치 부사장도 "일종의 미친 생각(That is kind of a crazy set of demands to make)"이라고 말했다.

나틱 프로젝트가 구상한 해저 데이터센터는 서버를 거대한 강철 용기에 넣어 밀봉한 후 담수로 구성된 열교환기가 열을 흡수하고 외부 열교환기가 바닷물로 그 열을 식히는 간단한 원리이다.[31]

그러나 바다에 무엇인가를 설치하고 유지하는 일은 간단하지 않다. 수리나 부품 교체를 위해 깊은 수중에 밀봉된 포드(강철로 만들어 서버를 탑재한 원통)에 기술자가 접근하는 게 쉽지 않고 따개비나 조류 같은 생물이 달라붙으면서 열전달의 효율성이 떨어지게 된다. [32]
  
 데이터센터를 해저에 설치하는 MS의 '나틱 프로젝트'
  데이터센터를 해저에 설치하는 MS의 "나틱 프로젝트"
ⓒ MS

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그러나 이러한 걱정에도 불구하고 2단계에 걸친 해저 데이터센터는 매우 안정적으로 운영되었다. 2015년 8월부터 11월까지 진행된 1단계의 데이터센터는 미국 태평양 연안에서 약 1km 떨어진 해저에서 운영되었고 해저 환경에서 대규모 전자 장치 냉각과 생물 오염의 영향을 견딜 수 있음을 보여주었다. 생물학적 오염에 저항이 있는 구리-니켈 합금으로 열 교환기 표면을 만들어 제기된 우려를 해소하고 해저 데이터센터의 성공 가능성을 확인했다.[33] [34]

2018년 6월 돌입한 2단계는 영국 오크니 제도 해저 35.7m(117피트)에 설치한 데이터센터를 2020년 7월 9일 임무를 완료하고 분석을 위해 회수하며 종료되었다. 결과는 고무적이었다. 나틱 프로젝트의 864개의 서버는 지상 데이터센터의 서버에 비해 1/8에 불과한 고장률을 보였다. 사람의 부재로 서버가 부딪히거나 밀쳐지는 일이 없고 산소보다 부식성이 약하고 안정적인 질소로 내부를 채운 것이 주요 원인으로 분석됐다.

더불어 물리적으로 지리적으로 격리된 해저 데이터센터는 소등 데이터센터(A lights out data center)로서 환경 변동과 사람의 접근이 제한되어 조명이나 문(門)의 사용 등 일상적인 환경 유지에 사용되는 불필요한 에너지를 절약할 수 있다. 회수된 나틱 프로젝트의 데이터센터는 강철 압력 용기부터 열교환기까지 모든 구성 요소를 재활용할 수 있으며 해저 환경도 데이터센터가 놓이기 전의 상태로 복원되고 있다. [35]

MS는 "최근 대형 데이터센터 대신, 고객에게 더 가까운 곳에 데이터센터를 배치해야 한다는 근접성에 대한 중요성이 점점 강조되고 있다"라며 "세계 인구 절반이 해안 인근에 거주한다는 점을 감안했을 때 해저 데이터센터 확장을 통한 클라우드 서비스 지원 가능성에 대한 기대가 크다"라고 밝혔다.
 
 MS 나틱 데이터센터 내부
  MS 나틱 데이터센터 내부
ⓒ MS

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그린 데이터센터 피할 수 없다면

기술의 발전과 함께 앞으로 생성될 엄청난 데이터를 처리하기 위해서 데이터센터는 필수적인 미래 자산으로서 향후 지속해서 늘어날 것이다.[36] 2021년 1851개인 세계 데이터센터는 2025년 총 2300여 개로 늘어날 전망이며 국내에서도 2020년 156개에서 2024년까지 19개 이상이 신축될 예정이다.

더불어 2050 탄소중립 이행과 세계적인 ESG 규제 강화는 북극과 해저 외에도 탄소배출 저감을 위한 새로운 기술을 개발하고 신재생에너지 비중을 늘리도록 업계를 압박하고 있다. 이에 따라 부지와 에너지 문제를 해결하기 위해 하수처리장에 데이터센터를 건립하는 발상의 전환 등 다양한 시도가 이어질 전망이다.

부강테크는 서울 중랑물재생센터 시설 현대화 사업에서 기존 부지를 절반만 사용해 하수처리장을 지하화한 데에 이어 남은 부지에 데이터센터를 지어 계절·온도에 따라 서버에서 발생된 열을 다양한 방식으로 회수해 하수처리에 활용하는 기술을 개발했다. 데이터센터의 열관리 다양화와 효율 및 경제성을 높이는 기술개발 경쟁이 불붙은 셈이다.[37]

친환경 요소를 강화한 '그린 데이터센터'는 데이터 산업의 트렌드로 자리 잡으며 빠르게 늘어나는 추세이다.[38] [39]
  
네이버 '각' 춘천
 네이버 "각" 춘천
ⓒ 네이버

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국내에서도 자연 냉기를 이용하거나 신재생에너지 발전을 활용하는 그린 데이터센터에 대한 투자가 이루어지고 있다.[40] 네이버의 '각 춘천'은 연평균 기온이 11.1°C로 수도권보다 1~2°C 낮은 춘천에 지은 데이터센터로 낮은 기온을 활용해 서버의 냉각 비용을 5~10% 절감하였다.

수력 발전으로 전체 전력량의 70%를 공급받아 이산화탄소 발생을 줄이고 옥상에 녹지를 가꾸어 여름엔 뜨거운 태양열을 차단하고 겨울에는 내부 열을 지켜 냉난방 전력 소비를 줄이고 열섬 현상을 막는다.[41]

카카오가 2023년 준공 예정인 안산 데이터센터는 설계 단계에서부터 친환경 요소를 적용하였다. 재생에너지 인프라의 구축과 냉각 전력 효율 향상을 통한 친환경 설계로 약 14% 탄소 배출량 감소와 연간 약 31억 원의 에너지 비용 절감이 예상된다.[42]
                                                     
한국은 전기료가 경제협력개발기구(OECD) 평균보다도 낮고 인터넷 접속 속도가 세계 3위로 통신망의 안전성도 높아 최근 글로벌 IT 기업의 한국 내 데이터센터 운영 사례가 증가하고 있다.

2019년 이후 오라클이 서울과 춘천에, 마이크로소프트가 부산에, 구글과 SAP는 서울에 데이터센터를 열었다. 중국과 일본 사이에 놓인 것이 지리적 이점으로 작용하였고 지진 리스크가 큰 일본과 신축 부지가 부족한 홍콩, 싱가포르를 대신하여 한국이 관심을 받고 있다.[43]

2022년 3월 3일에는 AWS, 시스코, 구글, 마이크로소프트 등 클라우드 사업자를 대상으로 디지털 인프라를 제공하는 기업 에퀴닉스(Equinix)가 한국 최초의 '엑스스케일(xScale)' 데이터센터를 착공하겠다고 밝히기도 했다.[44] [45] 미래 산업의 기반 시설이자, 국가적으로는 데이터 주권과 관련한 데이터센터가 기후위기 시대에 어떻게 적응하며 발전할지 주목된다.

글: 안치용 ESG코리아철학대표, 장가연 바람저널리스트, 이윤진 ESG연구소 연구위원

덧붙이는 글 | 참고자료

[1] datareportal. (연도미상). DIGITAL AROUND THE WORLD. DATAREPORTAL. https://datareportal.com/global-digital-overview.

[2] DOMO. (연도미상). Data Never Sleeps 9.0. DOMO.  https://www.domo.com/learn/infographic/data-never-sleeps-9.

[3] 조진균. (2021). 에너지이용 효율화를 위한 데이터센터 에너지소비 구조 분석 - S 데이터센터 사례분석을 중심으로 -. 대한건축학회논문집, 37(8). 153.

[4] 김광민. (2022). 탄소중립 시대 데이터센터의 열관리. Weekly KDB Report 이슈브리프. 1.

[5] 이철호 외 3인. (2019). 해외 지하 데이터센터의 현황과 동향 분석. 터널과 지하공간, 29(1), 52.

[6] 박성훈. (2015). IDC(Internet Data Center)에서 CDC(Cloud Data Center)로 전환을 위한 네트워크 적용 방안. [국내석사학위논문, 전남대학교]. 3.

[7] 위키백과. (2022.02.27). 데이터 센터. 위키백과. https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0_%EC%84%BC%ED%84%B0.

[8] 박성훈. (2015). IDC(Internet Data Center)에서 CDC(Cloud Data Center)로 전환을 위한 네트워크 적용 방안. [국내석사학위논문, 전남대학교]. 3.

[9] 위키백과. (2022.02.27). 데이터 센터. 위키백과. https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0_%EC%84%BC%ED%84%B0.

[10] 이철호 외 3인. (2019). 해외 지하 데이터센터의 현황과 동향 분석. 터널과 지하공간, 29(1), 52-53.

[11] 김대엽, 김영배. (2019). 4차 산업혁명 시대의 핵심 ICT 기술: 빅데이터, 인공지능, 클라우드 기술 동향. 정보처리학회지, 26(1). 7.

[12] 김승현 외 3인. (2020). ETF 투자 11대 테마에 주목하라!. 미래에셋투자와연금센터 투자 연구 총서. 23.

[13] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 1.

[14] 조진균. (2021). 에너지이용 효율화를 위한 데이터센터 에너지소비 구조 분석 - S 데이터센터 사례분석을 중심으로 -. 대한건축학회논문집, 37(8). 153.

[15] 이철호 외 3인. (2019). 해외 지하 데이터센터의 현황과 동향 분석. 터널과 지하공간, 29(1), 52-53.

[16] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 2.

[17] 조진균. (2021). 에너지이용 효율화를 위한 데이터센터 에너지소비 구조 분석 - S 데이터센터 사례분석을 중심으로 -. 대한건축학회논문집, 37(8). 153.

[18] 김광민. (2022). 탄소중립 시대 데이터센터의 열관리. Weekly KDB Report 이슈브리프. 1.

[19] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 2.

[20] 이철호 외 3인. (2019). 해외 지하 데이터센터의 현황과 동향 분석. 터널과 지하공간, 29(1), 52-53.

[21] 조진균. (2021). 에너지이용 효율화를 위한 데이터센터 에너지소비 구조 분석 - S 데이터센터 사례분석을 중심으로 -. 대한건축학회논문집, 37(8). 154.

[22] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 1.

[23] 오원진. (2019). DATA CENTER REPORT. 이지스자산운용(IGIS) 보고서. 19.

[24] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 3.

[25] 김광민. (2022). 탄소중립 시대 데이터센터의 열관리. Weekly KDB Report 이슈브리프. 3.

[26] META. (2021). Meta Data Centers – LULEÅ. 1-2. (https://datacenters.fb.com/) 

[27] canalys. (2022.02.03). Global cloud services spend exceeds US$50 billion in Q4 2021. canalys. https://www.canalys.com/newsroom/global-cloud-services-Q4-2021.

[28] 김광민. (2022). 탄소중립 시대 데이터센터의 열관리. Weekly KDB Report 이슈브리프. 3.

[29] Microsoft. (2020). Project Natick. Microsoft. https://natick.azurewebsites.net/.

[30] 오원진. (2019). DATA CENTER REPORT. 이지스자산운용(IGIS) 보고서. 19.

[31] John Roach. (2018). Under the sea, Microsoft tests a datacenter that's quick to deploy, could provide internet connectivity for years. Microsoft. https://news.microsoft.com/features/under-the-sea-microsoft-tests-a-datacenter-thats-quick-to-deploy-could-provide-internet-connectivity-for-years/.

[32] David Hume. (2017.10.24). UNDERWATER DATA CENTERS. the liquid grid. http://theliquidgrid.com/2017/10/24/underwater-data-centers/.

[33] Microsoft. (2020). Project Natick. Microsoft. https://natick.azurewebsites.net/.

[34] David Hume. (2017.10.24). UNDERWATER DATA CENTERS. the liquid grid. http://theliquidgrid.com/2017/10/24/underwater-data-centers/.

[35] Microsoft. (2020). Project Natick. Microsoft. https://natick.azurewebsites.net/.

[36] 오원진. (2019). DATA CENTER REPORT. 이지스자산운용(IGIS) 보고서. 21.

[37] BKT 부강테크. 친환경 데이터 센터 -하수처리장, 데이터 센터를 품다-. BKT 부강테크. https://www.bkt21.co.kr/applications-10/#material.

[38] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 4.

[39] 김광민. (2022). 탄소중립 시대 데이터센터의 열관리. Weekly KDB Report 이슈브리프. 3.

[40] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 3.

[41] 네이버. (연도미상). GAK CHUNCHEON. 데이터센터 각. https://datacenter.navercorp.com/tech/gak-chuncheon.

[42] 카카오. (연도미상). 친환경성을 고려한 데이터센터. 카카오. https://www.kakaocorp.com/page/detail/9385 .

[43] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 1.

[44] 성지영. (2021). 글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점. 우리금융경영연구소 연구보고서. 8.

[45] 정종길. (2022.03.03.). 에퀴닉스코리아, 국내 첫 '엑스스케일' 데이터센터 설립 발표. itdaily. http://www.itdaily.kr/news/articleView.html?idxno=206716.


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영화와 춤 등 예술을 평론하고, 다음 세상을 사유한다. 활자에도 익숙해 틈나는 대로 책을 읽고 이런저런 글을 쓴다. 다양한 연령대 사람들과 문학과 인문학 고전을 함께 읽고 대화한다. 사회적으로는 지속가능성과 사회책임 의제화에 힘을 보태고 있다. ESG연구소장.


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