대한민국 데이터센터 산업 현황 및 신재생에너지 도입 분석

1. 요약

• 이 리포트는 대한민국 데이터센터 산업의 현황을 분석하고 RE100 캠페인 및 저탄소 신재생에너지 도입에 대한 상황을 평가합니다. 데이터센터의 규모, 분포, 전력 사용량 및 에너지 효율성 문제를 다루고 있으며, 수도권 집중 문제와 전력 수급 불균형 등의 주요 이슈를 제시합니다. 주요 발견으로는 데이터센터의 60%가 수도권에 집중되어 있고, 전력 사용량이 막대하여 전력 공급에 어려움을 겪고 있으며, 신재생에너지 도입이 중요하다는 점이 강조됩니다. 이 리포트는 데이터센터의 지속 가능한 성장을 위해 신재생에너지 및 에너지 효율성 향상이 필요함을 시사합니다.

2. 데이터센터의 규모와 현황

• 2-1. 대한민국 데이터센터의 분포 및 규모

• 대한민국의 데이터센터는 과거에는 국내 통신사와 대기업의 주도로 발전해왔으나, 현재는 글로벌 데이터센터 사업자가 한국에 진출하고 있습니다. 데이터센터의 60%가 수도권에 집중되어 있으며, 신설 계획을 포함하면 2029년까지 이 비율은 86%에 이를 것으로 예상됩니다. 한 개의 데이터센터가 평균 25GWh/yr의 전력을 사용하며, 이는 4인 가구 6,000세대가 사용하는 전력에 해당합니다. 산업통상자원부는 수도권에 데이터센터가 집중되는 문제를 해결하기 위해 '데이터센터 수도권 집중 완화방안' 등을 논의하고 있으며, 지방에 신설되는 데이터센터에 대해 전기 시설 부담금을 50% 할인해주는 등의 혜택을 마련하고 있습니다. 또한, 2020년 1월부터 2023년 2월까지 한국전력공사에 접수된 데이터센터 전기 사용 예정 통지 중 67.7%가 실수요가 아닌 부동산 개발 목적의 허수 신청으로 밝혀졌습니다. 이는 데이터센터 산업이 지속 가능한 발전을 위해 효율적인 투자와 균형적인 지역 분산이 필요함을 시사합니다.

• 2-2. 데이터센터의 전력 사용량

• 데이터센터는 막대한 전력을 사용하며, 전력 사용은 글로벌 데이터센터 시장 성장의 주요 저해 요인으로 지목되고 있습니다. CBRE 그룹의 분석에 따르면, 세계 최대 데이터센터 시장인 미국의 노던 버지니아는 2,132MW의 총 IT 사용 전력을 보유하고 있으며, 싱가포르는 데이터센터당 가용 용량이 4MW 미만으로 전력 제약이 심한 것으로 알려져 있습니다. 국내 데이터센터의 평균 연간 전력 사용량은 25GWh로, 이는 수도권의 공급 부족 문제와 연결됩니다. 따라서 데이터센터의 전력 사용 효율성을 높이는 방안이 필요합니다. 현재 데이터센터는 RE100 캠페인을 통해 100% 재생에너지를 사용할 계획을 세우고 있으며, 효율적인 냉방 시스템을 위한 프리쿨링 기술 도입이 늘어나고 있습니다. 서울시는 프리쿨링이 가능한 시간은 연중 작동시간의 84%에 달한다고 보고하고 있습니다.

3. 데이터센터 산업의 성장 전망

• 3-1. 글로벌 데이터센터 시장 전망

• CBRE 그룹의 분석에 따르면, 글로벌 데이터센터 시장의 성장에는 막대한 전력 사용과 가용 전력 부족이 저해 요인으로 작용하고 있습니다. 북미, 유럽, 라틴 아메리카, 아시아 태평양 지역에서는 새로운 데이터센터 사업이 활발히 진행되고 있지만, 특히 미국의 노던 버지니아 지역은 2,132MW의 IT 사용전력을 보유하여 세계 최대의 데이터센터 시장으로 알려져 있습니다. 반면, 싱가포르는 데이터센터당 가용 용량이 4MW 미만으로 가장 큰 전력 제약을 받고 있습니다. 아시아 지역에서 싱가포르의 데이터센터 시장은 매력이 감소하고 있으며, 한국의 데이터센터 산업은 글로벌 데이터센터 사업자들이 파트너십을 통해 확장하려는 시도로 인해 변화가 일어나고 있습니다.

• 3-2. 국내 데이터센터 사업자의 동향

• 한국의 데이터센터 산업은 과거에는 국내 통신사와 대기업이 주도하였으나, 현재는 글로벌 데이터센터 사업자가 진출하여 경쟁이 심화되고 있습니다. 최근 진출한 글로벌 사업자로는 Actis(UK), Digital Edge(Singapore), SC Zeus(Singapore), STT GDC(Singapore), Stack Infrastructure(USA) 등이 있습니다. 현재 전국에 구축된 데이터센터의 약 60%가 수도권에 위치하고 있으며, 신설 계획을 포함하면 2029년까지 이 비율은 약 86%까지 증가할 것으로 예상됩니다. 데이터센터 1곳의 평균 연간 전력 사용량은 25GWh/yr으로, 이는 4인 가구 6,000세대가 사용하는 전력량과 같습니다. 이러한 수도권 집중 현상은 전력 소요 증가로 이어져 지역적 전력불균형을 초래할 가능성이 높습니다. 산업통상자원부는 이에 대한 해결책으로 '데이터센터 수도권 집중 완화방안'을 마련하고, 비수도권에 신설되는 데이터센터에 전기 시설부담금을 50% 할인해주는 등의 혜택을 제공하고 있습니다. 또한, 데이터센터 전기 사용 예정 통지 건수 중 67.7%가 부동산 개발을 목적으로 한 허수 신청으로 드러났습니다.

4. RE100 및 저탄소 신재생에너지 현황

• 4-1. RE100 캠페인의 개요와 목적

• RE100 캠페인은 기업들이 2050년까지 전력 사용량의 100%를 재생에너지로 충당하겠다는 약속입니다. 이는 기후 변화에 대응하기 위한 글로벌 동향의 일환으로, 많은 글로벌 IT 기업들이 이에 참여하고 있습니다. 특히, 이러한 추세는 무역장벽으로 작용할 가능성이 있어 데이터센터의 운영에 있어서 재생에너지 기반의 전력 공급이 중요시되고 있습니다.

• 4-2. 대한민국의 신재생에너지 공급 현황

• 현재 대한민국의 신재생에너지 발전용량은 0.4GW입니다. 이 중 태양광이 0.35GW, 풍력이 0.05GW를 차지하고 있습니다. 데이터센터의 전력 수요가 증가함에 따라, 2025년에는 국내 하이퍼스케일 데이터센터의 전력을 100% 신재생에너지로 충당하기 위해서는 신재생에너지 설비 용량이 현재보다 5배 이상 확대될 필요가 있습니다. 이는 전력 수급의 안정성과 환경 보호를 위해 필수적인 요소입니다.

• 4-3. 신재생에너지의 공급 능력과 필요성

• 대한민국의 전력 수요는 AI, 데이터센터, 반도체 클러스터 등 여러 산업의 발전으로 증가할 전망입니다. 2038년까지 16.7GW의 전력이 추가로 필요할 것으로 예상되며, 이에 따라 무탄소 청정 에너지를 확대하고 공급해야 할 필요성이 높아지고 있습니다. 현재의 경우, 한국전력공사의 재정 상황과 전력망 확충에 대한 투자 부족 등 다양한 문제로 인해 신재생에너지의 공급 능력 확대에 한계가 있습니다.

5. 데이터센터의 에너지 효율 향상 방안

• 5-1. 프리쿨링 기술의 적용과 효과

• 프리쿨링은 데이터센터에서 에너지를 절약하고 냉각효율을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. RE100은 모든 전력을 신재생에너지로 사용하겠다는 글로벌 캠페인으로, 데이터센터의 에너지 소비에 대한 사회적 책임이 강조되고 있습니다. 이를 위해 데이터센터는 고효율, 고집적 시스템으로 발전해야 하며, 냉각시스템의 효율을 극대화하기 위해 최근에는 냉각 온도를 25℃ 이상으로 높게 유지하는 경향이 나타나고 있습니다. 서울시의 경우, 데이터센터의 설계조건에서 프리쿨링이 가능한 시간은 연중 작동시간의 84%에 달한다고 합니다. 이는 데이터센터 설계 단계에서 프리쿨링의 적용이 필수적임을 의미합니다. 또한, 신뢰할 수 있는 프리쿨링 운전 변환이 가능한 프리쿨링 냉동기가 필요하며, 프리쿨링을 극대화하기 위해 Adiabatic cooling 기술도 접목되고 있습니다.

• 5-2. 데이터센터의 고효율, 고집적 시스템 구축

• 데이터센터는 기후위기에 대응하기 위해 고효율, 고집적 시스템을 구축해야 합니다. 이는 전력 사용과 온실가스 배출을 줄이고, ESg 등 기업의 사회적 책임을 다하는 방향으로 나아가야 함을 의미합니다. 데이터센터의 설계 시, 효율적인 냉각 시스템과 에너지 관리 시스템의 도입이 필수적입니다. 이로 인해 데이터센터의 전력 소비를 줄이고 운영 효율성을 높이는 것이 가능합니다.

6. 현재 데이터센터 산업의 문제점

• 6-1. 전력 수급의 어려움과 해결책

• 대한민국의 데이터센터 산업은 전력 수급에 어려움을 겪고 있으며, 이는 AI 관련 산업의 발전과 함께 증가된 전력 수요에 기인합니다. 제11차 전력수급기본계획에 따르면, 2038년까지 AI, 데이터센터, 반도체 클러스터 및 전기차 산업으로 인해 16.7GW의 추가 전력이 필요하다고 합니다. 그러나 현재의 전력 공급 대비 전력망 확충 계획이 미흡하다는 것이 지적되고 있습니다. 특히 한국전력공사의 재정 상황 또한 전력망 확충에 걸림돌이 되고 있으며, 전력망 투자 비용은 56조5000억 원에 달하나, 한전의 누적 부채는 202조 원에 이릅니다. 이에 따라 데이터센터가 자체적으로 배출하는 탄소를 줄이는 방안도 연구해야 한다는 목소리가 커지고 있습니다.

• 6-2. 지역적 전력 불균형 문제

• 현재 대한민국에 구축된 데이터센터의 약 60%는 수도권에 위치하고 있으며, 이 비율은 2029년까지 86%로 증가할 것으로 예상됩니다. 데이터센터 1곳의 평균 연간 전력 사용량은 25GWh로, 이는 4인 가구 6,000세대가 사용하는 전력에 해당합니다. 수도권의 집중 현상이 지속될 경우 전력 수요는 감당하기 어려운 수준에 이를 가능성이 높습니다. 이를 해결하기 위해 산업통상자원부는 데이터센터의 수도권 집중 완화 방안에 집중하고 있으며, 전기 시설 부담금을 할인하는 등의 인센티브를 제공하고 있습니다. 또한, 2020년 1월부터 2023년 2월까지 접수된 데이터센터 전기 사용 예정 통지 중 67.7%가 불필요한 부동산 개발 목적의 신청으로 판명되어, 데이터센터 산업의 신뢰성을 높이기 위한 조치가 필요하다는 논의도 있습니다.

7. 결론

• 대한민국 데이터센터 산업은 전력 수급 문제와 지역적 전력 불균형, 그리고 효율적인 에너지 사용이라는 과제를 마주하고 있습니다. RE100 캠페인을 통해 재생에너지 도입을 확대하는 것은 데이터센터 산업의 지속 가능한 발전에 중요합니다. 주요 발견으로는 수도권에 과도하게 집중된 데이터센터의 전력 수요 문제와 이에 따른 지역적 불균형이 있으며, 부족한 신재생에너지 공급 능력이 문제로 지적됩니다. 프리쿨링 기술과 같은 에너지 효율 향상 방안이 필요하며, 전력망 확충과 균형 발전을 위한 정책적 지원도 필수적입니다. 향후 데이터센터 산업은 신재생에너지 설비 용량을 증가시키고 효율적인 에너지 관리 시스템을 도입하여 지속 가능한 성장을 도모해야 합니다. 또한, 데이터센터의 고효율, 고집적 시스템 구축을 통해 온실가스 배출을 줄이는 방향으로 나아가야 합니다.

8. 용어집

• 8-1. RE100 [캠페인]

• RE100은 기업이 사용하는 모든 전력을 신재생에너지로 충당하겠다는 자발적인 글로벌 캠페인으로, 데이터센터에서도 지속적인 에너지 관리 및 저탄소 전환이 필수적입니다. RE100 캠페인은 데이터센터의 에너지 효율성과 친환경성을 높이는 주요 요소로 작용하고 있습니다.

• 8-2. 프리쿨링 [기술]

• 프리쿨링 기술은 데이터센터의 냉각 시스템에서 전력을 절약하는 방법 중 하나로, 냉각 효율을 높이기 위해 외부 공기를 활용하는 기술입니다. 이 기술은 데이터센터의 에너지 효율성을 극대화하고, 운영 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 합니다.

• 8-3. 데이터센터 [시설]

• 데이터센터는 IT 서비스 제공에 필요한 장비를 통합 및 관리하여 안정적으로 운영되는 시설입니다. 데이터센터는 높은 전력 소모와 함께 신재생에너지 도입과 에너지 효율성 문제를 해결하는 주요 과제로 부상하고 있습니다.

9. 출처 문서

• ‘AI發 전력난’ 에 주요국들 재생에너지 전환 앞당겨...국내 상황은?  < 산업 < 경제 < 기사본문 - 이코리아https://www.ekoreanews.co.kr/news/articleView.html?idxno=75044
• WIN CLASS - IBK WEBZINEhttp://ibkmagazine.co.kr/wm/data/202312/sub10.html
• 데이터센터 에너지효율 향상 ‘프리쿨링’ 확대 공감대 형성http://www.kharn.kr/mobile/article.html?no=21641
• “글로벌 데이터센터 산업 전망과 시사점”http://m.bikorea.net/news/articleView.html?idxno=32146
• 데이터센터 에너지효율 향상 ‘프리쿨링’ 확대 공감대 형성http://www.kharn.kr/news/article.html?no=21641