한국설비기술협회(회장 박종찬) 데이터센터기술위원회(위원장 연창근, 이하 DC위원회)가 데이터센터(DC) 무중단 운전을 강화하면서도 에너지효율을 높일 수 있는 최신 연구동향을 소개하고 DC산업을 둘러싼 제도‧시장동향을 공유하는 한편 업계관계자들의 협력을 강화하기 위한 자리를 마련했다.

DC위원회가 3월4일 서울 영등포구에 위치한 월드메르디앙 한일엠이씨 HIMEC홀에서 개최한 ‘2024 데이터센터기술위원회 네트워킹’ 행사에는 업계관계자 50여명이 참석한 가운데 △DC냉각을 위한 고효율 이중화 전략(조진균 한밭대 교수, 이진영 한일엠이씨 사업부장) △DC 시장현황 및 관련 법제도 이슈사항(송준화 한국데이터센터에너지효율협회 국장) △네트워킹 등 프로그램으로 진행됐다.

연창근 설비기술협회 DC위원장은 개회사에서 “최근 국내 DC 엔지니어링업계에 글로벌기업이 많이 유입되고 있는 상황에서 엔지니어링 경쟁력 향상을 위해 지식습득에서 나아가 경험과 노하우, 명확한 목표 및 방향설정이 필요하다”라며 “국내 DC 엔지니어링업계가 제조, 건설, 유지관리 등 모든 분야에서 경쟁우위를 차지할 수 있도록 모두가 노력해야 할 것”이라고 밝혔다.

이어 “우리나라도 ESG경영이 자주 언급되고 있지만 실질적으로 이를 수행하는 기업은 10%에도 못미칠 것”이라며 “지금은 관심도가 낮지만 앞으로는 대기업, 글로벌기업은 ESG에 부합하는 제품만을 찾을 것”이라고 진단했다.

연창근 위원장은 또한 “아직 우리나라 제조산업은 일부 제품들이 이러한 조건에 부합하지만 글로벌기업이 확신을 갖고 사용할 수 있을 정도의 시스템화된 제품이 없어 아쉽다”라며 “글로벌제품, 벤치마킹 제품 등을 바탕으로 국내에서 신속히 레퍼런스를 확보한 뒤 조만간 말레이시아, 인도네시아, 베트남, 필리핀 등 아시아시장이 본격적으로 열릴 때 진출해야 한다”고 강조했다.

이어 “현재 글로벌기업들의 DC프로젝트는 국내보다도 일본이 더 많은 상황이며 우리나라는 다소 늦었다는 점을 인지해야 한다”라며 “향후 본격화될 동남아시장을 대비해야 기업이 성장할 수 있는 토대를 만들 수 있다”고 지적했다.

연창근 위원장은 “물류센터 이후 DC시장이 열린 것과 같이 차후 새로운 산업시설 영역이 다시 발전할 가능성도 있지만 기반은 여전히 DC일 것”이라며 “이러한 영역에 대해 국내 기업들이 힘을 합쳐 기술‧지식을 습득하고 결합해 선진적인 산업이 구축됐으면 한다”고 강조했다.

조진균 한밭대 교수는 최근 ASHRAE저널 2월호에 표지논문으로 게재된 ‘데이터센터 고효율 이중화 전략(Higher Effeciency Redundancy Strategy for Data Center Cooling)’의 주요 내용을 발표했다.

조진균 한밭대 교수는 “세계적인 코로나19 팬데믹으로 인한 비대면산업의 성장은 4차산업혁명과 맞물려 모든 산업으로 디지털화를 가속화하고 있으며 DC는 산업디지털화의 가장 핵심적인 역할을 하고 있다”라며 “전 세계 DC 수는 2016년 1,252개에서 2021년 1,851개로 최근 5년간 약 50% 증가했으며 하이퍼스케일 DC는 2021년 659개에 달해 DC 운영환경의 안정성 확보가 매우 중요하다”고 지적했다.

이어 “DC 수요에 대응해야 하는 냉각시스템의 기술적 측면에 대한 고려가 필수적이며 그럼에도 불구하고 비상시에도 정상운영돼야 하는 미션크리티컬시설인 DC의 무중단 운전이 더 우선된다”라며 “비상시 무중단 운전을 위한 계획에는 일반적으로 Hot Standby, Warm Standby, Cold Standby 개념이 적용된다”고 설명했다.

무중단 운전계획에서 Hot Standby는 예비장비가 활성화 상태에 있고 가동시스템 일부로 연결된다. 이러한 형태의 기술은 네트워크시스템 및 항공기엔진 등 복구시간이 중요한 시스템에 적용된다. Warm Standby는 예비장비가 대기상태에 있을 때 부분적으로 전원이 공급되며 고장난 기본장비를 교체할 때만 전체 전원이 공급되는 시스템이다. Cold Standby는 장비에 장애가 발생해 교체해야할 필요성이 생기기 전까지는 예비장비에 전원이 공급되지 않는 개념이다. 

조진균 교수는 “통상적으로 리스크관리 차원에서는 Hot Standby가 가장 안정적이지만 에너지 관점에서는 비상시가 아닌 경우에 비효율이 없는 Cold Standby가 가장 적합하다”라며 “그러나 인버터제어가 가능한 각 장비의 운영부하율을 고려해 부분부하 운전효율성을 극대화 할 경우 Hot Standby 기반 냉각시스템을 구성해 운영하는 것이 Cold Standby시스템보다도 효율이 높아 안정성과 효율성 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있다”고 강조했다.

변유량냉동기 부분부하 효율, 펌프인버터 상사법칙(Affinity laws), 팬인버터 팬법칙(Fan law)에 따라 총 30MW급 5개층 IT룸에 평균랙밀도 8.8kW/rack로 설계된 Hot Standby 기반 DC냉각시스템은 Cold Standby 기반 냉각시스템대비 약 14.6% 입력전력이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 장비교체나 추가적인 에너지절감조치 없이 운전방식 변경만으로 PUE를 1.23에서 1.20으로 낮출 수 있음을 의미한다.

조진균 교수는 “30MW급 대규모 DC사례분석을 통한 Cold Standby와 Hot Standby 에너지절감 비교 결과 냉각시스템 소비전력을 동일한 설계용량을 기준으로 Hot Standby가 약 15% 절감하는 것으로 나타났다”라며 “DC 신뢰성 확보를 위해 예비장비 설치는 불가피한 것이며 큰 시설변경 및 투자없이도 냉각에너지를 효과적으로 절감할 수 있는 방법은 Hot Standby 기반 냉각시스템”이라고 강조했다.

송준화 한국데이터센터에너지효율협회(KDCEA) 국장은 ‘DC 시장현황 및 관련 법제도 이슈사항’을 통해 최근 성장하고 있는 DC시장의 상승폭이 둔화되는 상황을 진단하고 DC산업에 리스크로 작용하는 규제동향에 대해 발표했다.

송준화 KDCEA 국장은 “최근 DC시장 분위기가 다소 변화하고 있으며 국내 DC관련법들이 산업계에는 부정적으로 개정되고 있다”라며 “또한 3~4년 전부터 유망한 시장으로 전망되는 엣지DC는 아직 시장에서 활성되지 않고 있다”고 진단했다.

코로케이션서비스에 주력하는 상업용DC를 중심으로 시장규모를 살펴보면 2022년말 기준으로 국내 38개 센터, 495MW가 운영 중이다. 이는 지난해 잠정집계됐던 36개 센터, 476MW대비 2개 센터, 19MW가 추가된 것이다. 아직 준공되지 않았으나 선계약이 이뤄진 용량을 추가하면 500MW를 초과한다.

그러나 올해 물량은 예상규모를 하회하고 있다. 지난해 기준으로는 2027년까지 신규 상업용DC가 34개 이상, 1.2GW 이상 추가구축될 것으로 전망됐지만 최근 재집계한 결과 약 25개 프로젝트가 계획돼있으며 용량으로는 860MW 수준이다.

송준화 국장은 “사실상 25개 센터, 860MW 용량의 DC가 공급되고 나면 수도권 내에서는 더 이상 추가물량이 대규모로 나오기는 쉽지 않을 것”이라며 “과거 10~15MW 수준으로 구축됐던 DC는 2022년을 기점으로 크게 증가했으며 최근 DC는 대용량으로 구축되는 추세로 이후 계획된 25개 센터의 평균 수전용량은 34MW에 달한다”고 설명했다.

이러한 현상은 PF대출 경색, 건설공사비 급등 등에 더해 최근 강화된 규제리스크에 따라 촉발된 것으로 분석된다.

송준화 KDCEA 국장은 “DC를 둘러싼 법제도 측면에서 가장 이슈가 되는 것은 3가지”라며 “과학기술정보통신부의 ‘디지털서비스 안전성 강화방안’, 산업통상자원부의 ‘DC 수도권집중 완화방안’ 및 ‘분산에너지 활성화 특별법’ 등이 그것”이라고 지적했다.

과기부는 판교DC 화재 이후 DC 안전성을 강화하겠다는 취지로 UPS 이중화, 리튬배터리 사용 시 실내 셀간격 이격 및 급속배기장치 설치와 같은 조치를 의무화하도록 관련법령을 개정했다. 다만 개정된 내용이 기존 설립된 DC에 소급해 적용돼 사업자 재정적부담이 증가한다는 측면과 개정법령이 요구하는 셀간 이격거리가 물리적으로 이행이 불가능한 사례가 발생한다는 점 등이 문제로 제기되고 있다.

산업부는 전력다소비시설인 DC가 수도권에 과도하게 집중돼 전력계통 수급불안정, 지역균형발전 측면에서 부적절하므로 DC 지방이전을 유도하는 정책을 펼치고 있다. 그러나 DC 핵심은 결국 수요임에도 수도권 전력수급을 불허하는 방식으로 DC 지방이전을 강제할 경우 수요가 부족한 지방에 DC를 건설할 요인이 원천적으로 사라져 끝내 DC공급이 되지 않을 우려가 있다.

또한 산업부는 대규모 발전소 및 송전망 구축이 현실적으로 어려워짐에 따라 수도권 전력공급 한계에 부딪혀 비수도권 내에서 에너지를 생산‧소비하는 한편 에너지공급체계 저탄소화를 촉진하기 위해 분산에너지활성화 특별법을 제정 및 공포했다. 그러나 현재 예고된 분산에너지 특별법은 분산에너지 의무사용비율을 강제하고 있어 사업지 선정을 난해하게 하고 있으며 DC를 별도로 고려하지 않고 일률적인 의무비율 적용으로 에너지다소비시설인 DC의 비율확보는 실질적인 어려움에 봉착한다는 부작용이 발생하고 있다. 또한 전력계통영향평가제도에 따라 개정된 전기사업법 시행령 개정안은 5MW 이상 전기를 사용하는 사업자에 대한 전기공급 거부권한을 갖고 있어 수도권 내 신규 DC구축을 사실상 불가능하게 만드는 장애요인이 되고 있다.

송준화 국장은 “이러한 문제들에 따라 앞으로 DC사업은 그렇게 좋은 상황만은 아니어서 안타깝다”라며 “국내사업자는 이러한 제도에 대해 어쩔 수 없이 지방에 사업을 추진하겠지만 해외투자사업자들은 지금 말레이시아, 베트남, 필리핀 등 다른 시장으로 눈을 돌리고 있는 것이 현실”이라고 지적했다.

이어 “결국 해외자본이 투자해 사업하기 어려운 한국에 굳이 들어올 필요 없이 그 자금으로 다른 나라에서 사업하자는 입장이어서 우려된다”고 밝혔다.