[데이터넷] IEA(International Energy Agency) 보고서에 따르면 데이터센터는 전 세계 전력 수요의 약 1%를 차지한다.
2020년 이전에는 운영 효율성 개선을 통해 용량 증가가 전체 에너지 소비에 미치는 영향을 제한할 수 있었지만 2020년에는 전 세계 인터넷 트래픽이 40% 이상 급증하며 향후 5년간 데이터센터 구축에 있어 연간 13%의 성장률을 예상하고 있다.
이러한 추세와 더불어 온실가스 배출 및 물 소비 감소에 대한 관심이 높아짐에 따라 데이터센터의 지속가능성이 중요해지고 있다. 이에 장비 활용도 향상과 비효율성 제거는 물론 물 집약적인 냉각 기술을 단계적으로 폐지하고 탄소 기반 에너지원에 대한 의존도를 줄이는 새로운 솔루션 도입이 모색되고 있다.
지속가능성 달성 위한 업계 대응
현재 전 세계적으로 2500개 이상의 데이터센터에서 1800만 대가 넘는 서버가 쉴 새 없이 가동되고 있다. 전자상거래, 인공지능(AI), 스트리밍 비디오, 가상/증강 현실(VR/AR) 애플리케이션, 스마트 시스템, 빅데이터 분석 등에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 서버 수 역시 빠른 속도로 계속 늘어날 전망이다.
이처럼 디지털 서비스에 대한 수요가 폭발적으로 증가하면서 데이터센터는 전기나 가스 또는 수도와 같은 필수 공공재로 자리매김하고 있다. 데이터센터가 우리 사회에서 중요한 위치를 차지하게 되면서 자원 소모와 에너지 사용에 미치는 영향을 무시할 수 없는 상황이 됐다.
이에 버티브는 데이터센터 사업자와 설계자들이 탄소 배출을 줄이고 효율을 높이며 지속가능성 목표 달성을 돕기 위해 ‘데이터센터 지속가능성 가이드’를 발표했다. 가이드에서 제시된 ‘넷 제로(Net Zero)’를 향해 나아가는 데 도움이 될 만한 우수 사례와 함께 환경 영향을 줄이기 위한 사례, 그리고 새롭게 각광받고 있는 혁신 기술들을 살펴본다.
2020년 한 해 전 세계의 데이터센터가 소비한 전력량은 200~250TWH (TeraWatt Hours)에 달했다. 이는 전 세계 전기 소비량의 약 1%에 해당하며, 전 세계 이산화탄소 배출에 있어서 0.3%를 차지한다. 물 가용성 역시 많은 지역에서 문제가 되고 있는 가운데 2020년 미국 내의 데이터센터에서 물 사용량은 6600억 리터로 집계됐다.
이처럼 데이터센터를 둘러싼 수치들은 기업의 투자자들과 일반 대중 모두의 우려를 낳고 있다. 많은 데이터센터 사업자들이 효율과 지속가능성을 높이기 위한 사업들을 추진해 왔지만 아직도 해야 할 많은 일들이 남아 있다. 업계 전반에 걸친 이러한 움직임은 대규모 하이퍼스케일 사업자들이 탄소 중립이나 탄소 네거티브를 달성하겠다는 야심찬 목표를 발표하면서 시작됐다.
애플과 구글 클라우드는 넷 제로를 달성해가고 있으며, 아마존은 2040년까지 넷 제로를 달성할 계획이다. 마이크로소프트는 2030년까지 탄소 네거티브를 달성한다는 계획을 추진하고 있다. 중국에서도 친데이터, 알리바바, 텐센트, GDS, 바이두와 같은 테크 기업들 모두가 데이터센터 가동으로부터 탄소 배출을 줄이는 일에 있어서 진전을 보이고 있다.
그러나 데이터센터 용량에 대한 수요가 엄청난 데다 기술 의존도가 계속해서 높아지면서 탄소 배출을 줄이는 것이 만만치 않은 과제가 되고 있다. 그렇지만 환경에 대한 영향을 줄이기 위한 혁신 기술과 전략 도입을 통해 운용 비용을 절감하고 재무 유연성을 높이며 설비 투자의 위험성을 낮춰야 한다.
모든 조직이 이러한 목표에 전념할 수 있는 리소스를 가지고 있는 것이 아니다. 따라서 탄소 배출량과 물 소비를 크게 줄이는 데 필요한 변경을 수행하는 데 어려움이 따를 수밖에 없는 상황으로, 가장 큰 과제는 용량을 늘리면서 리소스 소비를 줄이는 것이다.
혁신 기술로 데이터센터 효율 향상
최근 몇 년 사이 데이터센터 사업자가 자산 활용도를 높이고 효율을 극대화하며 탄소 배출과 용수 사용을 줄일 수 있는 혁신 기술들이 등장하고 있다. 대표적인 기술들을 소개하면 다음과 같다.
● 지능형 전원 관리: 지능형 장비와 새로운 제어 기술을 사용해 주요 전원 시스템의 활용도와 효율을 높이고 데이터센터 가용성을 향상할 수 있다. 예를 들면 버티브는 데이터센터가 순간적인 수요 피크를 처리할 수 있도록 지원하기 위해 피크값을 기반으로 장비 용량을 과도하게 갖추기보다는 몇몇 무정전전원장치(UPS)에 설계된 과부하 용량을 최대한 활용할 수 있는 방안을 모색하고 있다.
· 재생 에너지: 재생 에너지는 탄소 배출 저감에 중요한 역할을 수행한다. 재생 에너지를 활용하는 방법은 여러 가지가 있는데, 여기에는 구매 계획 계약, 재생 에너지 인증서, 무탄소(carbon-free)로 운영하는 클라우드나 코로케이션 설비로 부하를 옮기는 것 등이 포함된다.
· 자체 생산한 재생 전력만을 전적으로 사용해 데이터센터를 가동하는 방안을 모색 중인 사업자도 있다. 재생 에너지원과 재생 에너지를 사용함으로써 탄소 대신 깨끗한 수소를 배출하는 시스템인 연료 전지, 그리고 동적 전력망 지원 기능을 갖춘 UPS를 사용하면 이러한 목표 달성이 가능하다.
지속가능한 데이터센터로 나아가는 첫 걸음
장기적인 지속가능성 목표를 세우고 이제 막 첫 걸음을 떼려는 기업들에게는 이 길은 결코 쉽지 않은 여정이다. 버티브는 가이드를 통해 환경에 대한 영향을 줄이기 위한 첫 걸음을 어떻게 시작할지 다음과 같이 제시했다.
● 목표 설정: 앞서 언급한 하이퍼스케일 사업자들과 마찬가지로 점점 더 많은 데이터센터 사업자들이 넷 제로 데이터센터로 나아가기 위한 목표를 세우고, 비전을 실현하기 위한 전략들을 도입하고 있다. 버티브 가이드에서는 넷 제로 데이터센터 실현을 위해 다음과 같은 전략들을 제시한다.
- 손실 제로: 데이터센터의 비효율을 제거하고 시스템 활용도를 극대화한다.
- 탄소 제로: 데이터센터에서 소비되는 전력에서 탄소 배출을 없앤다.
- 물 낭비 제로: 데이터센터 가동 시 물 낭비를 없앤다.
- 폐기물 제로: 데이터센터 가동 시 전자 폐기물을 없앤다.
· 프레임워크와 지수에 대한 정의: 환경에 대한 영향을 줄이기 위한 정량적 목표를 세울 때 가장 먼저 고려할 수 있는 것이 탄소 배출이다. 온실 가스 협약은 업계의 모든 구성원들이 탄소 배출을 이해하고 정량화하고 줄일 수 있도록 표준화된 글로벌 프레임워크를 제공한다. 지속가능성 목표 추적을 위해 사용할 수 있는 관련 지수로는 공기흐름 효율, 에어 이코노마이저 활용률, 이산화탄소 저감, 탄소 사용 효율 등이 있다.
● 우선순위 설정: 기업이 고유의 지속가능성 접근법을 구축하기 위해서는 먼저 기존의 데이터센터 시스템을 검토하고 수립한 목표와 활용할 수 있는 기술에 근거해서 어떤 것들을 우선할 것인지 순위를 정해야 한다. 고려할 수 있는 몇 가지 우선순위를 예로 들면 자산 활용도를 높이고, 데이터센터 용수 사용을 줄이고, 데이터센터 열을 재사용하고, 전자 폐기물을 줄이는 것 등이다.
지속가능한 데이터센터로 가기 위한 여정은 어떤 한 가지 전략이나 기술만으로는 이뤄지지 않을 것이다. 그렇지만 비용을 절감하며 장기적인 목표를 향해 전진하고, 전력망에 대한 의존도를 낮추며 환경에 대한 영향을 줄여 나간다면 중장기적으로 막대한 가치를 창출할 수 있을 것이다.
