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Nikkei X-TECH_2021.8.20

사막으로 향하는 GAFA의 거대 데이터센터
환경 문제를 낳는 '민폐 시설'에 반발도

사막이 펼쳐진 미국 애리조나 주(州)에서 IT 대기업들의 거대 데이터센터(DC) 건설 러시가 이어지고 있다. 태양광 발전 사업이 활성화 되고 있어, 데이터센터의 ‘탈(脫)탄소’를 도모할 수 있기 때문이다. 그러나 거대 데이터센터는 서버 냉각을 위해 대량의 물을 필요로 한다. 애리조나 주에서는 최근에 심각한 가뭄이 이어지고 있어, 거대 데이터센터의 건설 러시에 반발하는 목소리도 높아지고 있다.

본 칼럼에서는 지난 6월에 미국 마이크로소프트가 태양광 발전의 150메가와트(MW) 전력을 계약한 거대 데이터센터를 애리조나 주에 개설했다고 소개된 바 있다. 그 외에도 애리조나 주에서는 거대 데이터센터의 건설이 뒤를 잇고 있다.

-- 애리조나 주도(州都) 근교에 IT기업 데이터센터가 속속 집결 --
페이스북은 2021년 8월 12일(미국 시간), 주도인 피닉스 근교의 메사 시에 8억달러를 투자해 데이터센터를 건설한다고 발표했다. 페이스북은 데이터센터로 사용하기 위해 현지 전력회사와 협력해 450MW 분량의 태양광 발전 설비를 신설한다고 한다. 마이크로소프트가 계약한 태양광 발전의 3배에 달하는 규모이다.

NTT의 해외 사업을 통괄하는 영국의 NTT리미티드도 메사 시에서 ‘NTT Phoenix PH1’으로 불리는 데이터센터 건설을 추진하고 있으며 2022년 초에 완공될 예정이다. 건설 중인 데이터센터 건물은 1개의 동에서 소비 전력 36 MW 분량의 서버 등을 운용할 수 있다. 해당 부지에는 최대 7개 동의 데이터센터 건물을 개설할 수 있으며, 최종적으로는 240 MW 분량의 서버 등이 운용 가능한 규모라고 한다.

이 밖에도 메사 시에서는 구글이 10억달러를 투자해 데이터센터를 건설 중에 있으며, 그 외에도 애플이 2018년까지 20억달러를 투자해 130만 평방 피트(약 12만 평방 미터)의 데이터센터 및 운용 관리 센터를 건설하고 있다.

미국의 IT대기업은 “2030년까지 이산화탄소 배출이 없는 청정 전력을 통해 데이터센터 및 오피스를 24시간 365일 체제로 운영한다”(구글)나, “2030년까지(이산화탄소를 자사의 배출량 이상으로 삭감하는) 카본 네거티브를 달성한다”(마이크로소프트)와 같은 탈탄소에 관한 야심찬 목표를 내걸고 있다. 이와 같은 사정으로 인해, 건조한 기후 영향으로 태양광 발전이 활성화되고 있는 애리조나 주에 거대 데이터센터가 집중되고 있는 것이다.

-- 페이스북의 데이터센터에 반대 목소리 --
그러나 현지의 메사 시에서는 거대 데이터센터가 잇따라 건설되는 것에 대한 우려의 목소리가 나오고 있다. 현지 미디어의 보도에 따르면, 2021년 5월에 메사시의회가 실시한 페이스북의 데이터센터 건설 계획에 대한 심의에서는 해당 데이터센터가 하루에 175만갤런(약 660만리터)의 물을 서버 냉각에 사용한다는 이유로 건설에 반대하는 의견이 나왔다.

미국 미디어 블룸버그의 보도에 따르면, 구글이 메사 시에 건설 중인 데이터센터가 하루 400만갤런(약 1,510만리터)의 물을 사용할 계획으로, 이것은 9,200세대의 물 사용량에 상당하는 것이라고 한다.

최근 미국 중서부는 극심한 가뭄으로 주민과 기업들이 물 부족을 겪고 있다. 이로 인해, 물을 대량으로 소비하는 거대 데이터센터가 민폐 시설로 취급 받기 시작한 것이다.

그렇다면 거대 데이터센터는 왜 물을 대량으로 소비하는 것일까? 그 용도는 두 가지가 있다. 하나는 서버 냉각, 또 다른 하나는 서버 룸의 습도 조절이다.

기존의 데이터센터에서는 전력을 사용해 냉매를 압축함으로써 공기를 차갑게 하는 냉동기(칠러)를 사용하는 경우가 많았다. 그러나 최근의 데이터센터는 소비 전력이 많은 냉동기 사용을 가능한 한 피하기 위해, 물을 증발시키는 것에 의한 기화열을 통해 냉각 효과를 얻는 냉각탑(쿨링 타워)을 적극적으로 활용하는 케이스가 늘어나고 있다. 그 결과 물의 증발량, 즉 소비량이 증가했다.

서버 냉각의 소비 전력을 줄이는 목적으로 외기 냉각을 활용하는 데이터센터도 늘어나고 있지만, 이것도 물의 사용량을 증가시킨다. 건조한 외부 공기(외기)를 그대로 도입하면 서버룸의 습도가 너무 낮아져 서버 고장을 초래할 수 있다. 따라서 외기 냉각을 사용할 때는 가습기를 병용해 습도를 조절해야 한다.

-- 환경 대책이 새로운 환경 문제를 낳은 모순 --
아이러니하게도, IT 대기업이 탈탄소라고 하는 환경 대책에 나선 결과, 물 부족 현상을 심화시킨다고 하는 새로운 환경 문제를 낳게 된 것이다.

현지의 우려에 부응해, 애리조나 주에 진출하는 IT대기업들은 물 문제의 대책 마련에도 적극적으로 나서기 시작했다. 페이스북은 8월에 새로운 데이텉센터의 건설을 발표했을 당시, 성명문에서 “물 부족에 관한 우려가 있는 것을 잘 알고 있어, 페이스북은 당사의 데이터센터가 소비하는 물보다 많은 양의 물을 애리조나 주의 수원에 환원하려고 노력하고 있다”라고 말하고 있다. 구체적인 방책으로서, 배수(排水)를 정화하여 수원으로 되돌리는 설비 등에 대한 투자를 밝히고 있다.

마이크로소프트는 애리조나의 데이터센터에서 물을 가능한 한 사용하지 않는 냉각 수단을 적극적으로 이용할 방침을 내걸고 있다. 우선 연간 약 절반을 차지하는 섭씨 29도 이하의 시간대는 외기의 냉각만을 사용한다. 섭씨 30도 이상이 되면 물의 기화열로 냉각시키는 미스트 살포 장치(Evaporative Cooler)를 사용하는데, 이 장치는 기존의 냉각탑에 비해 물 사용량을 90% 줄일 수 있다고 한다.

또 마이크로소프트는 서버 냉각에 액침 방식을 사용할 방침이다. 메인보드 전체를 액체 냉매가 들어간 수조에 담금으로써 프로세서 등을 냉각하는 방법이다. 서버의 주요 부품이 공기와 접촉하지 않게 되므로 서버룸의 습도 조정에 신경 쓸 필요가 없어진다.

궁극적으로는 서버 냉각에 다시 칠러를 사용하는 방법도 있을 수 있을 것이다. 태양광 발전 전력만 사용한다면 아무리 칠러를 사용해도 이산화탄소 배출량이 늘지 않기 때문이다. 물의 소비량 절감과 탈탄소와 전력 코스트 삭감의 밸런스를 어떻게 맞출 것인가? 거대 데이터센터를 앞으로도 증설하고 싶은 IT대기업에게는 전략적 움직임을 추진하기 쉽지 않을 것으로 보인다.

 -- 끝 --

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