전기소비 대폭 증가하는 데이터센터, 탄소중립 정책과의 갈등의 실체

1. 요약

• 최근 데이터센터의 수가 급격히 증가하고 있으며, 이로 인한 전력 소비와 탄소 배출량 문제는 더욱 부각되고 있습니다. 데이터센터는 정보통신기술(ICT)를 기반으로 많은 데이터를 저장하고 처리하며, 현대 사회에서 필수적인 서비스 제공을 위해 24시간 운영됩니다. 특히, 인공지능(AI), 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅과 같은 첨단 기술의 발전은 데이터센터의 중요성을 더욱 높이고 있습니다. 따라서 데이터센터는 다양한 산업과의 연계를 통해 새로운 가치를 창출하는 중심지로 자리 잡았습니다.

• 데이터센터의 급증은 디지털화의 가속화와 다양한 서비스의 발전에 기인하고 있습니다. 특히 코로나19 팬데믹으로 인해 비대면 서비스의 수요가 급증하여 데이터 수요가 가파르게 증가했습니다. 현재 한국에는 약 160개의 데이터센터가 운영되고 있으며, 2027년까지 이 숫자는 74개가 더 늘어날 것으로 예상됩니다. 이와 함께 데이터센터의 전력 소비는 눈에 띄게 증가하여, 2023년 544MW에서 2027년에는 1,850MW로 증가할 것으로 예측됩니다.

• 그러나 전기 소비 증가에 따른 문제는 날로 심각해지고 있으며, 데이터센터는 일반 건축물에 비해 40배에서 100배 많은 전력을 소비합니다. 이로 인해 탄소 배출량 역시 증가하며, 수도권에 집중된 데이터센터들은 지역 전력망의 부담을 가중시키고 있습니다. 현재 정부의 '데이터센터 수도권 집중 완화 방안'이 추진되고 있으나, 전력 및 네트워크 인프라 확충이 동반되지 않는다면 그 효과는 제한적일 것입니다. 따라서 데이터센터의 지속 가능한 발전을 위해서는 전기 소비를 줄이고, 효율적인 에너지 사용이 절실히 요구됩니다.

2. 데이터센터의 역할과 증가하는 전력 소비

• 2-1. 데이터센터의 정의 및 기능

• 데이터센터는 정보통신기술(ICT)을 활용하여 애플리케이션 및 데이터를 저장, 처리하고 서비스를 제공하는 전용 시설로 정의됩니다. 이러한 시설은 수백 대에서 수천 대의 컴퓨터 서버, 스토리지 장치, 네트워크 장비 등을 포함하여 24시간 무중단으로 운영됩니다. 데이터센터는 과거에는 정부, 금융, 연구용 데이터 저장 등에 주로 활용되었으나, 현재는 SNS, 게임, OTT 서비스 등 다양한 인터넷 기반 서비스 제공에 필수적인 역할을 하고 있습니다. 특히, 최근 몇 년간 인공지능(AI), 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅의 발전과 함께 데이터센터의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 이와 같은 첨단 기술들은 데이터센터를 통해 정보를 처리하고, 데이터 분석을 통해 새로운 가치를 창출하는 데 기여하고 있습니다. 이러한 변화는 기존 산업뿐만 아니라 새로운 산업의 출현에도 큰 영향을 미치고 있으며, 데이터센터는 모든 산업을 연결하는 중요한 인프라로 자리 잡았습니다.

• 2-2. 데이터센터 확대의 배경과 현황

• 최근 수년간 데이터센터의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이는 다양한 요인에 기인하고 있습니다. 첫째, 디지털화가 모든 산업에서 가속화되고 있으며, 기업과 개인 모두 더 많은 데이터를 생성하고 있습니다. 예를 들어, 코로나19 팬데믹 동안 비대면 서비스가 증가하면서 데이터 수요는 급증하였습니다. 둘째, 국내 데이터센터의 규모와 수 역시 증가하고 있습니다. 한국에는 1990년대 이후 꾸준히 데이터센터가 증가하여 현재 160개가 운영되고 있으며, 2027년까지 74개까지 늘어날 것으로 예상됩니다. 이러한 데이터센터들은 대규모의 전력 소비를 수반하며, 2023년의 전력공급량은 544MW에서 2027년에는 1,850MW로 증가할 것으로 예측되고 있습니다. 셋째, 데이터센터의 특정 기능, 즉 클라우드 서비스 제공, IoT 데이터 처리, 인공지능 모델 학습 등에 대한 수요는 더욱 높아지고 있습니다. 따라서 데이터센터는 단순한 저장소 기능을 넘어 산업 전반에 걸쳐 필수적 인프라로 자리 잡고 있습니다.

• 2-3. 전기소비 문제의 심각성

• 데이터센터의 급증과 함께 전기소비 문제는 심각한 상황에 이르고 있습니다. 데이터센터는 일반 건축물에 비해 40배에서 100배 많은 전력을 소비하며, 이는 단순히 전력 사용량의 증가를 넘어서 탄소배출량의 문제로도 이어집니다. 특히 상업용 데이터센터의 경우, 평균 연간 전력 사용량은 25GWh로, 이는 4인 가구 6,000세대가 사용하는 전력량에 해당합니다. 이와 같은 전기소비는 지역 전력망에 상당한 부담을 주며, 수도권의 경우 데이터센터 집중으로 인해 전력 공급의 불균형이 심화되고 있습니다. 현재 데이터센터의 약 60%가 수도권에 밀집해 있으며, 이러한 집중 현상은 전력 사용의 지속가능성 측면에서 큰 문제로 지적되고 있습니다. 정부는 '데이터센터 수도권 집중 완화 방안'을 통해 지방으로의 분산을 유도하고 있지만, 전력 및 네트워크 인프라 확충이 동시에 이루어지지 않으면 이러한 노력이 효과를 보기가 어렵습니다. 데이터센터의 지속 가능한 발전을 위해서는 전력 소비 감소 및 효율적인 에너지 사용이 절실합니다.

3. 현재의 탄소중립 정책과 데이터센터

• 3-1. 정부의 그린뉴딜 정책 개요

• 한국 정부는 2030년까지 5억 3600만 톤의 탄소를 줄이기 위한 '그린뉴딜' 정책을 추진하고 있습니다. 이 정책은 기후 변화에 대응하고 지속 가능한 경제 성장을 도모하기 위한 다양한 방안들을 포함하고 있으나, 데이터센터와 같은 에너지 다소비 인프라에 대한 탄소 저감 대책은 미비하다는 지적이 많습니다. 데이터센터는 많은 전력을 소비하며, 이로 인한 탄소 배출량 또한 상당합니다. 그린뉴딜의 주요 목표는 재생 에너지원의 사용 확대와 에너지 효율성 개선을 통해 온실가스 배출을 줄이는 것입니다. 하지만 현재 데이터센터의 이와 같은 전력 소모 및 탄소 배출에 대한 구체적인 제도적 지원이나 정책이 부족한 상황입니다.

• 3-2. 데이터센터에 대한 정책적 미비점 분석

• 최근 보고서에 따르면, 한국 정부는 데이터센터의 전력 소비량이나 탄소 배출량에 대해 자체적으로 조사를 진행한 적이 없다고 밝혔습니다. 대신 한국데이터센터연합회(KDCC)에 이와 관련된 조사를 의뢰하는 형태로 관리하고 있으나, KDCC의 조사 또한 2017년 이후 제대로 진행된 적이 없습니다. 이는 데이터센터가 기후 변화와 환경 문제에 미치는 영향을 평가하고, 필요한 정책적 지원을 개발하는 데 매우 불리한 조건을 제공합니다. 데이터센터는 전세계 전력 소비의 약 8%를 차지할 것으로 예상되며, 이로 인해 탄소 배출이 가속화될 가능성이 높습니다.

• 3-3. 전력소비와 탄소배출에 대한 정부 조사 부족

• 데이터센터는 복잡한 IT 시스템과 기후 조절 시스템을 갖추고 있어 이들의 운영에 필요한 전력량이 상당합니다. 예를 들어, 데이터센터의 전력 소비는 IT 장비가 35%, 냉방이 50%, 나머지 15%는 사무실 관리에 사용되며, 이처럼 고온의 서버실을 유지하기 위한 냉방 효율성이 더욱 중요해지고 있습니다. 그러나 한국 정부는 데이터센터의 필수 에너지 사용량을 관리할 수 있는 법적 체계나 제도를 명확히 마련하지 못하고 있습니다. 그 결과, 정책 지원은 미비하게 이루어지고 있으며, 이는 기업들이 친환경적 운영을 위한 필요한 데이터를 확보하기 어렵게 만들고 있습니다. 현재 추진되고 있는 '그린데이터센터 인증제'도 민간 인증제로 강제성이 없어 실질적 효과를 거두기 어려운 상황입니다.

4. 지속 가능한 데이터센터를 위한 대안 모색

• 4-1. 에너지효율화 및 에너지절감 기술 개발 필요성

• 데이터센터는 24시간 운영되며, 그에 따른 전력 소비가 방대합니다. 이는 데이터센터가 갖춘 많은 서버와 그에 따른 냉각 시스템, 전원 공급 장치 등에서 발생합니다. 날로 증가하는 데이터 처리 수요와 함께 전기 소비량이 기하급수적으로 증가하고 있기에, 에너지 효율화와 에너지 절감 기술의 개발은 필수적입니다. 특히, 데이터센터의 에너지 사용을 줄이기 위한 방안으로는 고효율 공조 시스템과 냉각 기술이 있으며, 이는 데이터센터의 운영 비용 절감뿐 아니라 탄소 배출량 감소에도 기여할 수 있습니다. 예를 들어, PUE(Power Usage Effectiveness) 지표를 활용하여 데이터센터 에너지 효율성을 정량적으로 평가하고 개선하는 방식이 이러한 기술들 중 하나입니다. 이는 데이터센터가 사용하는 전체 전력 대비 IT 장비가 실제 사용하는 전력 비율을 나타내며, 이를 최적화함으로써 에너지 절약과 탄소 중립으로 나아갈 수 있습니다.

• 4-2. 국내외 데이터센터 정책 동향

• 국내 데이터센터의 정책은 주로 에너지 절약과 탄소중립 달성을 목표로 하고 있습니다. 과학기술정보통신부는 2030년까지 데이터센터의 전력 소모를 20% 줄이겠다고 발표했으며, 이와 함께 ‘데이터센터 설비 효율화 및 평가를 위한 세부 표준 개발’을 추진하고 있습니다. 이러한 정책들은 데이터센터가 에너지 효율을 높일 수 있도록 돕고 있으며, 고효율 설비 및 인증을 통해 데이터센터 운영의 지속 가능성을 높이려는 노력의 일환입니다. 해외에서도 이러한 경향은 비슷합니다. 글로벌 데이터센터 시장은 북미, 유럽, 아시아태평양 지역이 주요 거점이며, 각 지역은 전력 공급과 토지 확보 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 예를 들어, 북미가 데이터센터 위주의 디지털 혁신을 추구하는 반면, 유럽은 신속한 공급 계획이 필요하다는 점에서 차이를 보입니다. 아시아태평양 지역은 하이퍼스케일 확장과 기업 업그레이드 수요가 강해 이를 뒷받침할 정책적 지원이 불가결합니다.

• 4-3. 기술적 접근을 통한 탄소 감소 방안

• 기술적 접근 방식은 데이터센터 탄소 발자국을 줄이는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 데이터센터에서 사용하는 재생 에너지원의 비율을 높이는 것은 기본적인 대응 전략 중 하나로써, 태양광 발전이나 풍력 발전 등을 데이터센터의 전력 공급에 통합하는 방식입니다. 또한, 물리적 구조 및 운영 방식에 대한 혁신도 필수적입니다. 예를 들어, 무인 데이터센터의 구축이 주목받고 있습니다. 이는 관리 인력을 줄이는 동시에 운영 효율성을 높이는 방법으로, 데이터센터 운영에 필요한 인프라의 최적화를 통해 에너지 소모를 줄이는 방향으로 나아갑니다. 나아가, 데이터센터에서 발생하는 열을 재활용하는 시스템을 구축하여 에너지 재사용을 극대화하는 방법 또한 탄소 배출을 줄이는 데 기여할 수 있습니다.

결론

• 데이터센터는 현대 사회에서 필수 불가결한 역할을 수행하고 있지만, 전력 소비 증가와 탄소 배출 문제는 환경적 도전 과제가 되고 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해서는 정부가 데이터센터의 환경적 영향을 정확히 조사하고, 이를 반영한 정책을 적극적으로 수립해야 합니다. 데이터센터가 에너지 효율성을 높이고 탄소 배출을 줄일 수 있는 기술적 혁신이 필요하며, 이 과정에서 모든 이해관계자들의 협력이 필수적입니다.

• 또한, 재생 에너지를 활용한 데이터센터 운영 방식이나 냉각 시스템의 효율성을 높여야 합니다. 향후에는 데이터센터 운영의 지속 가능성을 보장하기 위한 다양한 노력이 필요하며, 이러한 개선 방법들이 실제로 실행되기 위해서는 정부, 기업, 전문가들이 함께하는 협력 네트워크가 필수적입니다. 지속 가능한 데이터센터는 환경 보호와 경제적 성장을 동시에 이끌어낼 수 있는 중요한 기반이 될 것입니다.

• 종합적으로, 데이터센터의 환경적 과제를 해결하기 위한 정책과 기술적 접근은 시간이 지남에 따라 더욱 중요해질 것입니다. 따라서 데이터센터의 책임 있는 운영과 지속 가능한 발전을 추진하는 방법에 대한 깊은 논의와 실행이 요구됩니다. 이를 통해 미래 세대에게는 더 나은 환경과 기술 발전의 기회를 제공할 수 있을 것입니다.

용어집

• 정보통신기술(ICT) [기술]: 정보와 통신을 처리하고 전달하는 기술의 총칭으로, 데이터센터와 밀접하게 연결되어 있다.

• 그린뉴딜 [정책]: 환경 보호와 함께 지속 가능한 경제 성장을 목표로 하는 정책으로, 한국 정부의 탄소 감축 전략을 포함한다.

• PUE(Power Usage Effectiveness) [지표]: 데이터센터에서 소비된 전력 대비 IT 장비가 실제 사용하는 전력 비율을 나타내는 지표로, 에너지 효율성을 평가하는 데 사용된다.

• 전력망 [인프라]: 전기를 공급하고 분배하는 시스템으로, 데이터센터의 전기 소비가 지역 전력망에 미치는 영향을 설명하는 데 중요하다.

• 탄소 배출 [환경]: 화석 연료의 연소 및 에너지 사용으로 발생하는 이산화탄소 등 온실가스를 포함하여, 기후 변화에 영향을 미친다.

• 무인 데이터센터 [운영 방식]: 인력을 최소화하고 운영 효율성을 극대화한 데이터센터 운영 모델로, 에너지 소모를 줄이는 데 기여할 수 있다.

• 재생 에너지 [자원]: 태양광, 풍력 등 자연에서 지속적으로 공급되는 에너지원으로, 데이터센터의 탄소 발자국을 줄이는 데 필수적이다.

출처 문서

• '전기먹는 하마' 데이터센터 급증...정부, 탄소중립 '나몰라라'https://www.newstree.kr/newsView/ntr202106150003
• WIN CLASS - IBK WEBZINEhttp://ibkmagazine.co.kr/wm/data/202312/sub10.html
• 국내 데이터센터시장, 2027년 3배 확대http://www.kharn.kr/mobile/article.html?no=22430