인터뷰
Zhigang Luo, Deputy Chairman of CECS Big Data Working Committee, a prominent data centre industry expert
탄소중립의 관점에서 본 중국 데이터센터의 개발 전망
중국 데이터 센터 산업의 전력 소비 및 탄소 배출량
우리 시대가 직면하게 된 중요한 문제점들 중 하나는 높은 에너지 수요입니다. 특히 베이징, 상하이, 광저우 및 선전과 같은 대도시에서는 막대한 에너지 소비가 에너지 절약 사회의 형성뿐만 아니라 데이터 센터의 발전을 저해하고 있습니다. 데이터 기능에 대한 강력한 수요와 에너지 소비의 "이중 통제(dual-control)"에 대한 엄격한 요구사항 간의 모순에 직면하여, 새로운 데이터 센터에 대한 지표 습득이 점점 더 어려워지고 있습니다. 국가적 이중 목표 달성을 위해, 향후 저탄소, 심지어 "탄소 중립(carbon neutral)" 데이터 센터가 개발될 것입니다.
2025년, 중국 데이터 센터의 CO2 배출량은 예정보다 일찍 약 1억 톤에 달하는 탄소 정점에 도달할 것으로 예측됩니다. 원천 저감, 자연 냉각 기술, 초고효율 장비, 지능형 기술, 멀티 스테이션 통합 기술뿐 아니라, 변전소 및 에너지 스토리지와 같은 포괄적 에너지 활용 테크놀로지 등 많은 구체적인 조치가 시행될 것으로 예상됩니다.
데이터 센터를 위한 "탄소 중립" 포지셔닝
데이터 센터에서 탄소 중립을 실현하기 위해서는 다음을 포함하는 다양한 저탄소 기술과 비즈니스 모델 혁신이 통합되어야 합니다.
(1) 데이터 센터 계획
데이터 센터를 기획하는 동안, 풍력, 수력, 지열 뿐 아니라, 지역 발전 및 난방, LNG 시스템 냉각 에너지 및 기타 외부 환경 자원과 같은 재생 가능한 리소스를 최대한 활용해야 합니다.
(2) 데이터 센터 구축 및 운영
환경 친화적인 저탄소 콘셉트는 데이터 센터의 구축 및 운영에 반드시 필요합니다. 이를 통해 IT 장비, 냉각 시스템, 전원 공급 시스템 및 건물 자체의 에너지 효율과 배출량 감소를 지속적으로 최적화할 수 있습니다. 이를 위해 에너지 스토리지 및 폐열 회수 시스템을 의무화하는 것도 중요합니다.
(3) 데이터센터의 에너지 소비 시스템
물론 데이터 센터의 에너지 수요를 충족시키는 데에 화석 연료를 배제할 수 있는 것은 아닙니다. 하지만, 데이터 센터는 태양광 발전, 풍력 및 수력 발전 등과 같은 중앙 집중형 및 분산형 재생 발전 시스템의 구축에 투자할 수 있습니다. 이 센터들은 또한 전력 거래 및 탄소 배출권 거래를 충분히 활용해야 합니다. 데이터 센터는 그린전력증서(GEC) 거래시스템을 통해 태양광 발전,·풍력, 수력 등의 청정 재생 에너지 및 그린 파워 인증서를 취득함으로써, 청정 전력 이용률을 높일 수 있습니다. 탄소 배출권 거래, 자발적 탄소 배출량 감소 등을 통해, 데이터 센터는 화석 연료 사용으로 인한 탄소 배출량을 상쇄할 수 있습니다.
탄소중립성 데이터센터의 에너지절약 및 배출저감기술 개요
데이터 센터의 규모가 날로 확장됨에 따라 현지 에너지 시장과 전력망은 더 큰 압박에 직면하고 있습니다. 이러한 맥락에서 그린 데이터 센터에 대한 수요는 명백합니다. 대도시에서의 PUE 값을 줄이고자 하는 명확한 규정 및 공급 부족 또한 데이터 센터의 그린 개발을 촉진하고 있습니다. 녹색 개발을 위한 조치에는 주로 재생 에너지의 사용과 에너지 효율 개선이 포함됩니다.
오늘날 데이터 센터가 에너지 절약 및 배출량 저감과 관련하여 직면하고 있는 4가지 주요 도전과제는 다음과 같습니다.
1) 견고한 건설 요구, 점점 더 엄격해지는 현지 정책 및 공급 감소로 인한 도전과제 때문에, 신규 데이터 센터는 성능 평가를 통과하지 못하거나 데이터 센터 구축 이후 단계에 대해 정부로부터 법적 승인을 받지 못하게 될 수도 있습니다.
2) 고객의 비즈니스의 복잡성은 기술 프레임워크 및 에너지 절약 솔루션을 선택하는 데 더 많은 어려움을 야기하여, 데이터 센터 구축 비용, 투자 손실, 높은 벌금 또는 부적절한 에너지 효율로 인한 강제 수리 작업이 발생할 수 있습니다.
3) 외부 전력 리소스의 낮은 사용 효율은 데이터 센터의 낮은 전력 수율로 직결됩니다. 데이터 센터를 배치할 일부 지역은 충분한 수자원조차 제공이 어려워, 데이터 센터의 건설 실패로 이어집니다. 이런 상황에서, 옵션 재평가 및 실질적인 비용 상승은 물론 심각한 공사진행 지연을 피하기는 어렵습니다.
4) 컴퓨팅 성능이 높은 IT 장비의 사용으로 인해 단일 캐비닛의 전력 밀도는 계속 증가하고, 이는 데이터 센터의 핫 스팟을 제거하는 데 어려움을 가져올 뿐 아니라 심각한 다운타임이 발생할 위험도 증가합니다.
데이터 센터 운영자는 기술 관리를 위해 지속적으로 노력해야 합니다. 이들 운영자는 꾸준히 에너지 절약 및 배출 감소 기술을 검토 및 구현하여, 녹색 데이터 센터를 구현해야 합니다. "기후 중립(climate neutrality)"이라는 목표는 미래의 시설에도 적용됩니다.
에너지 절약 및 배출량 감소를 위해 사용할 수 있는 기술:
데이터 센터의 전반적인 에너지 절약 기술
- 완전 사전 조립 방식의 모듈식 데이터 센터 기술
- 낮은 PUE 기술, 높은 신뢰성 및 뛰어난 가용성을 겸비한 전체 아키텍처
데이터 센터를 위한 전기 에너지 절약 기술
- 지능형 UPS 온라인 모드
- 고전압 직류 및 주전원 직접 공급 기술
- 반도체 변압기
- 전력 모듈 테크놀로지
- 자체 공급 전기식 온도 제어 기술
- 전원 공급장치 및 분산 시스템 체인의 저손실 에너지 절약형 연결 테크놀로지
데이터 센터를 위한 에너지 절약 냉각 기술
- 고효율 냉각수 공조 기술
- 불소 펌프 기술
- 다중 연결 공조 기술
- 상 변화 냉각 저장 기술
- 냉각 플레이트 액체 냉각 기술
- 침지 액 냉각 기술
- 효율적인 자연 냉각원 사용을 통한 간접 증발 냉각 기술
- AI 에너지 절약형 자동 제어 기술
데이터 센터의 리소스 복구 기술
- 폐수 재활용 기술
- 열 회수 기술 등.
기타 에너지 절약 기술
- 지능형 조명 시스템
- 태양광 발전
- IT 서버 에너지 절약 기술
- 양자 컴퓨터
- 수소 연료 전지 등.
탄소중립의 관점에서 본 중국 데이터센터의 전반적인 개발 전략
데이터 센터 산업은 녹색 전기 거래 시장의 도입에 적극적으로 참여해야 합니다. 데이터 센터는 현행 국가 정책과 전력시장 계획에 따라 녹색 전기 인증 및 인증서 거래를 위한 시장 시스템의 설계, 도입 및 구현하고, 녹색 전기 시장 참여 규모를 지속적으로 확대해야 합니다.
데이터 센터의 부지 선정 및 개발 과정에서, 국가 재생 에너지 공급 측 개발 상황에 따라, 데이터 센터 설치를 고려하여 상대적으로 완전한 재생 에너지 공급 측 인프라를 갖춘 지역에 우선 순위를 부여해야 합니다.
데이터 센터는 설계 및 건설 과정에서 최종 사용자의 요구사항을 분석하고, 전력 소비의 효율성을 극대화할 수 있는 솔루션 및 기술의 사용을 우선시하며, 에너지 저장 및 비상 전원 공급에 사용되는 재생 에너지 기술을 연구해야 합니다.
장기 운영의 맥락에서, 데이터 센터는 탄소 자산 관리를 강화하고 재생 에너지 조달 비중을 높여야 합니다. 계획된 에너지 절약형 리노베이션은 운영 중인 데이터 센터의 에너지 효율 활용도를 더욱 개선해야 합니다.
