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전력·냉각 전쟁…AI 시대 데이터센터 생존 전략
[이코노믹데일리] AI 확산과 함께 폭증하는 데이터센터 전력 수요, 이를 해결하기 위한 첨단 냉각 기술, 글로벌 경쟁력 확보 전략을 주제로 한 전시와 패널 토론은 뜨거운 열기를 내뿜었다. 지난 13~14일 서울 양재동 aT센터에서 열린 '2025 데이터센터 코리아' 행사장은 한여름 폭염 속에서도 시원했다. 하지만 전시장 내부는 사뭇 다른 풍경이었다. 이번 행사에는 국내외 데이터센터 장비 제조사와 클라우드 기업, 에너지·냉각 기술 전문기업 등 100여 개 이상 업체가 참가했다. 특히 액체 냉각, 프리 에어(Free Air) 냉각, 친환경 전력 솔루션 등 최신 기술이 전시장을 가득 메웠으며 실제 장비를 시연하고 체험할 수 있는 부스에는 관람객들로 북적였다. 단순 전시회를 넘어 AI 시대 데이터센터 산업의 현재와 미래를 가늠해보는 장이자 한국 산업 경쟁력을 점검하는 시간이었다. AI 확산에 따른 전력 수요 폭증, 냉각 문제 현실화 최근 1~2년간 챗GPT를 비롯한 생성형 AI 서비스가 급속히 확산되면서 데이터센터 전력 수요도 폭증했다. 한국은 물론 전 세계적으로 데이터센터 전력 사용량이 급증했으며 수도권 데이터센터의 전력 사용량은 2020년 3200GWh에서 2025년 4736GWh로 48% 증가했다. 2025년 현재 국내에는 약 147개의 데이터센터가 있으며 설비 용량은 591MW, 연간 약 4000GWh 전력을 소비하는 규모다. 이처럼 전력난과 냉각 문제가 맞물리며 냉각 기술 혁신은 더이상 선택이 아닌 필수가 되었다. 업계 관계자는 AI 모델 하나를 돌리는데 서버 1대당 평균 300kW가 필요하고 연간 수천만 번의 요청(쿼리)을 처리하면 전력 소비가 5GWh 이상에 달한다. 냉각 비용까지 합치면 데이터센터 운영비 절반 이상이 전기요금이라고 설명했다. 전시장을 둘러보면 AI 서버를 위한 고밀도 랙과 고성능 냉각장치가 대세였다. 특히 액체냉각 기술 부스는 발 디딜 틈 없었다. 공기를 이용한 전통적 냉각 방식인 공랭식 대비 냉각 효율이 월등한 액체냉각은 전력 비용 절감과 탄소배출 저감의 핵심 기술로 꼽힌다. '고효율 신냉각 기술', 데이터센터 성장 견인 한국 데이터센터 업계는 액체 냉각, 프리 에어 냉각, 액침 냉각 등 다양한 신냉각 기술을 도입 중이다. 특히 액체 냉각은 기존 공기 냉각 데이터센터의 전력효율지수가 1.6인 것과 비교했을 때 1.02 수준까지 낮춰 우수한 효율을 보여준다. 이와 함께 재생에너지 도입, ESS(에너지 저장장치) 도입도 확대하고 있다. 시장 조사 기관 슈페리컬 인사이츠(Spherical Insights) 보고서에 따르면 한국 그린 데이터센터 시장 규모는 2024년 약 7억8790만 달러(약 1조636억6500만원)였으며 2035년까지 약 71억8000만 달러(약 96조9300억원) 규모로 연평균 22.25% 성장할 전망이다. 글로벌 데이터센터 기업 디지털 엣지(Digital Edge)의 ESG(환경·사회·지배구조) 보고서에 따르면 서울과 부산 데이터센터는 전력효율지수 1.25 이하로 운영돼 글로벌 평균인 1.55를 상회한다. 현장에서는 LG전자 협력사 이피코리아의 액체냉각 솔루션이 눈길을 끌었다. 이피코리아는 LG전자의 냉각판(콜드 플레이트), 냉각수 분배 장치(CDU) 등 액체냉각 솔루션을 전면에 내세웠다. 액체냉각 솔루션은 금속 재질의 냉각판을 서버 내 열 발생이 많은 CPU, GPU 등 칩에 직접 부착한 뒤 냉각수를 순환시켜 열을 식히는 방식이다. CDU는 데이터센터 내 칩을 직접 냉각하는 장치로, 핵심 부품 기술력(코어테크)을 바탕으로 안정성과 고효율을 구현했다. 앞서 LG전자는 올해 상반기 CDU 개발을 완료하고 연내 글로벌 고객사 AI 데이터센터에 본격 공급한다는 계획을 밝혔다. 친환경 공조·냉각 솔루션 선도 기업 신성이엔지는 데이터빈과 공동 개발한 액침 냉각 장비 '스마트박스'를 선보였다. 서버를 특수 냉각액에 담가 전력효율지수 1.1 수준의 고효율을 달성하며 냉각 에너지를 50% 이상 절감한다. 이를 통해 전기요금 절약, 탄소배출 저감, IT 장비 장애율 개선까지 가능하다. 또한 팬월 유닛은 외기 도입과 온·습도 제어를 통해 냉각 비용을 절감하는 장비로 미국 냉동공조·열공학 인증기관(AHRI) 인증 프레임과 저전력 고성능 팬을 적용했다. 모듈형 설계로 소형화와 맞춤 제작도 가능하다는 것이 특징이다. 국산 기술·정책 지원 없인 '글로벌 경쟁서 밀릴 우려' 한국 기업들이 기술력 면에서는 경쟁력을 확보했지만 아직 해외 인프라 진출에는 제약이 많은 상황이다. 2022년 147개였던 국내 데이터센터 수는 2029년 637개로 늘어날 전망이며 관련 전력 수요는 약 41GW에 달할 것으로 예상된다. 이는 연평균 약 18% 증가, 7년 만에 4배 이상 확대되는 수치다. 한국형 데이터센터가 글로벌 표준에 다가서기 위해선 산업계 및 정부 협력이 더욱 중요해지는 시점이다. 현장에서 자주 언급된 단어는 '전력 수급'과 '규제'였다. 특히 국내 대규모 데이터센터 설립 과정에 있어 전력 인프라 확충과 입지 허가 절차가 까다롭다는 지적이 잇따랐다. 반면 미국과 북유럽의 경우 재생에너지 직구매(PPA) 확대, 기가와트(GW)급 전력 계약 등으로 기업 투자를 유인하고 있다. 업계 관계자는 "전력망 확충과 재생에너지 연계가 지연되면 AI 인프라 경쟁에서 밀릴 수 있다"며 정책적 지원이 절실하다고 말했다. 친환경·고효율 펌프 기술 선도 기업 효성 굿스프링스 관계자는 "해외에서는 센서 기반 효율화 기술을 적극적으로 사용하지만 한국의 경우 국내 환경에 맞춘 현지화 제품 개발이 필요하다. 국산 장비 인증 제도 마련이 경쟁력 확보의 핵심"이라고 밝혔다. 친환경 데이터센터 냉각 기술 선도 기업 스토브리코리아 관계자도 "액체 냉각 솔루션 수요가 작년 대비 올해 2~3배에서 100배 수준으로 뛰었다. 국내 서버 제조업체 육성과 정책 지원이 병행되면 AI 인프라 경쟁력을 높일 수 있다"고 말했다. 친환경·고효율 기술 채택과 정책이 미래 경쟁력 결정 정부는 재생에너지 목표를 2030년 전력의 20%, 2040년 35%로 확대하고 2050년 탄소중립 및 스마트 그리드 기반 정책을 추진 중이다. 데이터센터는 단순한 전력 소비 시설이 아닌 국가 디지털 인프라의 핵심으로 자리 잡으며, 규제 완화와 인센티브 확대도 진행 중이다. AI 시대의 데이터센터는 기술·전력·냉각·친환경·정책·글로벌 전략이 얽힌 산업의 총합이다. 이번 '2025 데이터센터 코리아'는 이러한 복합적 과제를 한눈에 보여주며 친환경·고효율 기술 도입과 정책적 지원, 국산 기반의 글로벌 진출 전략이 한국 데이터센터의 미래 경쟁력을 결정할 것임을 선명하게 보여주는 체험의 장이 됐다.
2025-08-15 06:00:00
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AI의 두 얼굴: 친환경인가, 반환경인가
[이코노믹데일리] 요즘 카카오 ‘프사(프로필 사진)’들을 보면 지브리화풍으로 그린 에니메이션 프사로 대체하는 이들이 많이 보입니다. 인공지능(AI)이 만든 결과물들이죠. 현재 가장 너리 사용되는 AI 챗GPT에 우리 집 고양이 사진들을 넣고 “지브리풍으로 그려줘”라는 명령어를 입력하니 마치 일본의 에니메이션 제작사 지브리에서 제작한 에니메이션의 한 장면처럼 보이는 고양이들의 모습이 나옵니다. 그것뿐인가요. “이들 고양이가 사람이라면 어떤 모습일까?”하는 명령어를 넣으니 딱 사람도 그려주네요. 그런데 이를 어째. 둘 다 하얀 고양이(작은 녀석은 터키시 앙고라, 큰 녀석은 페르시안 혼혈 터키시앙고라)이데다 두 눈의 색상이 다른 오드아이들이다 보니 은발에 오드아이를 가진 얄쌍하면서도 나이는 살짝 있어 보이는 백인 청년과 턱수염 무성한 은발의 ‘떡대남’을 그려주네요. 물론, 당연히 모델이 된 고양이들과는 그 인상이 기막히게 닮았습니다. 더구나 작은 고양이의 나이가 15세로 고양이치곤 고령이고 ‘떡대’는 9살이란 점까지 놀랍게 캐치한 겁니다. 21세기 기술 혁신의 상징으로 급부상하는 존재가 AI요. 이렇게 생활 속에 파고 들며 점차 ‘필수 존재’가 되어가니 궁금증이 생깁니다. 과연 AI가 친환경적일까요 반(反) 환경적일까요. 국제에너지기구(IEA) 등에 따르면 최근 AI의 사용 영역이 늘어나며 기후위기 시대의 해결책으로도 주목받고 있답니다. AI는 산업 효율을 극대화하고, 환경 모니터링과 예측 기술을 발전시키며, 재생에너지 보급에도 기여하고 있습니다. 이미 다양한 분야에서 환경 문제 해결에 기여하고 있는데 대표적 사례가 에너지 관리입니다. 구글은 2016년부터 자사 데이터센터에 딥마인드(DeepMind) AI를 도입해 냉각 시스템을 자동 조절하고 있습니다. 이 시스템은 실시간 데이터를 분석해 냉각 장비의 작동 패턴을 최적화함으로써 데이터센터의 냉각 에너지를 40% 이상 절감했습니다. 이러한 방식은 전체 에너지 소비의 약 15%를 줄인 것으로 평가됩니다. 유사한 방식으로 마이크로소프트(MS)도 애저(Azure) 데이터센터에서 AI 기반의 에너지 최적화를 적용해 탄소 배출을 낮추고 있습니다. AI는 기후 예측과 자연재해 대응에서도 강력한 도구가 되고 있습니다. 미국 항공우주국(NASA)과 유엔은 위성 이미지와 AI를 결합해 산림 벌채와 빙하 융해, 사막화 진행 상황 등을 실시간으로 추적하고 있습니다. 비영리 기후 감시 프로젝트인 ‘클라이메이트 트레이스(Climate TRACE)’는 MS의 AI 기술을 활용해 위성 데이터 기반의 글로벌 탄소 배출 지도를 제작하고 있으며 이는 전 세계 정부와 기업의 기후 정책 수립에 사용되고 있답니다. 지난 2023년에는 이 데이터를 활용해 브라질 아마존 지역에서 불법 벌목이 활발하게 일어나고 있는 지역을 조기에 식별해 벌목 면적이 전년 대비 20% 줄었다는 성과도 보고됐다네요. 농업 분야에서는 AI 기반 정밀 농업(precision agriculture)이 자원 절감에 기여하고 있습니다. 예를 들어 일본의 스마트농업 스타트업인 ‘팜봇(Farmbot)’은 드론과 AI를 결합해 토양 상태, 작물 생장 상황, 병해충 패턴을 분석하고 농약과 물 사용량을 최소화합니다. 이를 통해 30% 이상의 물 사용 절감과 20% 이상의 수확량 증가를 동시에 달성했다네요. 이는 농업의 생산성을 높이면서도 환경에 미치는 영향을 줄이는 AI의 대표적 사례로 볼 수 있습니다 하지만 AI 기술이 환경에 끼치는 부정적 영향 또한 간과할 수 없습니다. 특히 대형 언어모델의 학습과 추론에는 엄청난 전력이 소모된다네요. 예를 들어 오픈AI가 개발한 챗 GPT-3 모델은 약 45테라와트시(TWh)에 달하는 전력을 소모하며 학습됐으며 이로 인해 284t의 이산화탄소(CO₂)가 배출됐다는 연구 결과가 있습니다. 이는 자동차 60대가 1년 동안 도로를 주행하면서 발생하는 탄소량과 비슷합니다. 여기에 수백만 사용자가 매일 AI 서비스를 이용할 경우 전력 소비는 폭발적으로 증가하게 됩니다. AI 활용 기반인 데이터센터도 반환경 논란의 중심에 있습니다. 전 세계적으로 AI 수요가 급증하면서 데이터센터 수는 빠르게 늘고 있으며 이들 대부분은 고성능 GPU를 수천대 이상 탑재한 AI 서버를 운영 중입니다. 2024년 기준 전 세계 데이터센터의 전력 소비량은 약 415TWh로 추정되며 이 중 약 20%는 AI 관련 작업에 사용됩니다. 전문가들은 이 비중이 2025년에는 절반에 가까운 49%까지 증가할 것으로 전망하고 있다. 특히 AI 스타트업인 코어위브(CoreWeave)는 2025년까지 32개의 AI 전용 데이터센터를 구축하고 25만개의 고성능 GPU를 운영할 계획인데 이는 단일 기업이 사용하는 전력량이 일부 중소국가 전체 소비량을 뛰어넘을 수 있음을 시사합니다. 또 하나의 환경 부담은 AI 칩 생산에 필요한 희귀 자원의 채굴입니다. AI는 고성능 반도체인 GPU나 TPU 없이 작동하지 않으며 이들 칩을 제조하기 위해서는 리튬, 코발트, 희토류 금속 등이 대량으로 사용되는데 이들 자원은 대부분 아프리카, 남미 등 취약 지역에서 채굴되며 그 과정에서 심각한 생태계 파괴, 물 부족, 토양 오염이 발생하고 있습니다. 특히 전 세계 반도체 생산의 중심지인 대만은 AI 칩 제조 과정에서 사용하는 대량의 물 소비로 인해 지역 내 물 부족 문제에 직면하고 있다는 지적도 있습니다. 결국 AI는 그 자체로 ‘선’도 ‘악’도 아닙니다. 어디에 어떻게 쓰이느냐에 따라 결과가 달라지는 중립적인 도구라 봐야겠지요. 친환경적 AI를 실현하기 위해서는 먼저 전력의 재생에너지 전환이 시급합니다. 실제로 구글은 2030년까지 전 세계 모든 데이터센터를 100% 무탄소 에너지로 운영하겠다는 목표를 세웠고 아마존은 2025년까지 전체 전력 사용의 100%를 재생에너지로 대체하겠다고 선언했습니다. 이와 함께 효율적인 AI 모델 개발, 즉 ‘경량화 모델’이나 ‘저전력 추론 알고리즘’의 연구도 활발히 진행되고 있습니다. AI 기술이 기후위기의 해결책이 되려면 기업과 정부, 기술 개발자 모두가 환경에 대한 책임을 전제 조건으로 삼고 탄소 배출량 공개, 지속가능성 기준 마련, 그리고 AI 기술을 기후 대응에 적극 활용하는 전략이 동시에 추진되어야 할 것입니다. 결국 AI의 미래는 기술 자체가 아니라 그 기술을 어떻게 통제하고 활용할 것인가에 달려 있습니다. 그리고 그 결정은 오늘 우리가 내리는 선택에 의해 좌우된다는 사실, 잊지 말아야겠습니다.
2025-05-29 06:00:00
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"기계에도 에어컨이 필요해" HVAC에 데이터센터까지, 기계설비전시회 개막
[이코노믹데일리] 쌀쌀하던 겨울이 지나고 완연한 봄으로 접어들고 있다. 거리에는 노란 개나리가 물들었고 고개를 들면 피어나기 시작한 벚꽃들이 인사를 건넨다. 흩날리는 벚꽃잎을 따라 시선을 돌리면 푸릇한 초록색 풀들이 고개를 내민다. 긴긴 겨울이 지나 봄이 오는 건 반가운 일이지만 곧이어 뜨거워질 여름에 대한 걱정이 스멀스멀 올라온다. 아지랑이가 피어나는 계절에 등줄기 사이로 흘러내릴 땀방울을 생각하니 벌써 에어컨 생각이 절실해진다. 그런데 사실 에어컨은 사람에게만 필요한 게 아니다. 계절을 가리지 않고 열심히 가동되는 전자제품에도 열 관리가 필요하다. 성능과 고장률에 직결되기 때문이다. 특히 최근 인공지능(AI) 제품의 개발로 수요가 확대되는 데이터 센터 등은 발열이 심해 관련 설비의 중요성이 더 강조되고 있다. 이처럼 실내에서 순환되는 공기의 양과 질, 전반적인 공기의 온도를 관리하는 시스템을 냉난방공조(HVAC) 시스템이라고 부른다. 난방(Heating), 환기(Ventilation), 냉방(Air Conditioning)을 모두 지칭하는 용어지만 기계 장치의 발열을 관리하기 위해 최근에는 냉방 분야가 주로 각광받고 있다. 9일 오전 10시 서울 강남구 코엑스에서 열린 2025 대한민국 기계설비전시회(HVAC KOREA)를 찾으니 일반 주택에서 사용하기 위한 HVAC 제품은 물론 데이터센터용 솔루션과 기계장비, 자재, 소방 등 다양한 설비들이 총망라돼 있었다. ◆ 기계도 더위를 탄다…주목 받는 냉각 솔루션 데이터센터 냉각 솔루션을 제공하는 업체 중에서도 미국의 반도체 기업 엔비디아에 납품하고 있는 '버티브'가 이번 전시에서도 모습을 드러냈다. 이들은 최근 MS의 대형 데이터센터 프로젝트 중단 소식에도 수주 현황이나 내부 분위기 등에는 전혀 변화가 없다며 건재한 모습을 자랑했다. 특히 이번 전시에는 엔비디아의 초고성능 AI칩 블랙웰 등에 적용되고 있는 냉각수 분배 장치(CDU)를 전시했다. CDU 기술은 액체가 흐르는 관이 데이터센터 주변을 지나며 발열을 해소하는 방식이다. 전력 수요가 급증하는 상황에도 고성능의 냉각 성능을 발휘하며 최적의 운영 효율성을 보장할 수 있어 최근 각광받고 있다. 실제 데이터센터 설계부터 제작, 납품 이후 품질 관리까지 통합 솔루션을 제공하고 있는 한 업체 관계자에 따르면 최근에는 데이터센터 설계 단계부터 이러한 액체 냉각 방식을 대부분 포함하고 있다. 추후 고전력 설비 수요가 늘어 공냉식에서 전환이 필요할 때도 간단한 시공만으로 변경이 가능하기 때문이다. 한 단계 더 나아간 액침 냉각 솔루션을 제공하는 이머스쿨도 이번 전시에 참여했다. 흥미로운 점은 이들이 소규모 데이터센터나 전산 설비, 작은 컴퓨터에 이르기까지 폭넓게 액침 냉각 기법을 제공하고 있다는 점이었다. 이머스쿨 현장 관계자는 "액침냉각 방식이 초거대 시설에만 적용된다는 건 오해"라며 "공냉 방식보다 약 20% 정도 비싸지만 뛰어난 효율과 열폭주 방지 기능을 제공하기 때문에 인기가 많다"고 설명했다. 현장에는 냉각유에 담긴 기기가 전시돼 있었으며 업계 관계자들이 호기심을 갖고 구경하고 있었다. ◆ 대한민국 공기, 우리가 책임진다 HVAC 설비가 이번 전시의 메인인 만큼 다양한 형태의 설비와 시스템도 만나볼 수 있었다. 빌딩 등 건물 내 솔루션을 제공하는 그렉스는 에어컨과 오토팬은 물론 주방급기장치 등 최신 건물에 적용되는 다양한 제품을 전시했다. 주방급기장치는 실내 압력 균형을 맞춰주는 제품으로 오염물질의 발생과 확산을 방지하는 역할을 한다. 특히 연기를 빨아들이는 환풍기 후드로 인해 실내가 감압되면 아이들이 문을 여닫는데 어려움을 겪는데 이 시스템을 활용하면 이같은 문제를 해결할 수 있어 최근 신축 건물에 적용되고 있는 추세다. 최근 지하철 역사 등에서 쉽게 만나볼 수 있는 먼지자동흡입매트를 제작하는 테스토닉도 이번 전시회에 참여했다. 이 기술은 미세먼지, 세균 등 오염물질이 신발에 묻어 실내에 유입되는 것을 방지해 안전하고 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다. 이외에도 현장에서는 주택과 빌딩, 공공장소 등의 공기질과 온도를 관리해 쾌적한 환경을 조성하는 다양한 제품들을 만나볼 수 있었다. 전시에 관람객으로 참여한 한 학생은 "기존에는 에어컨이나 공기청정기 정도만 알고 있었는데 HVAC 제품군이 기업에서도 다양하게 활용되는 걸 알 수 있어 유익했다"고 소감을 밝혔다.
2025-04-09 18:26:21