이종석 국토교통과학기술진흥원 연구위원
▲이종석 국토교통과학기술진흥원 연구위원
지난 7월 8일, 국토교통부 주관 및 대한기계설비산업연구원 주최로 'AI시대 데이터센터 건설산업 활성화 포럼'이 발대식을 갖고 본격 출범하였다. 이 자리에서는 반도체, 피지컬 AI, AI 데이터센터를 중심으로 한 정부의 '3대 메가프로젝트' 추진을 뒷받침하고, 전 세계적 데이터센터 건설 수요 급증에 발맞춰 국내 건설산업의 활성화를 유도하며 글로벌 AI 주도권을 확보하기 위한 산·학·연 전문가의 다양한 의견 개진이 있었다. 전력과 물 부족, 전자파, 소음, 전기요금 인상 등 데이터센터 건설과 관련된 다양한 주제들에 대해 각자의 의견과 해결 방안을 제시하는 등 포럼 현장의 열의는 매우 뜨거웠다.
글로벌 데이터센터 시장은 약 11.10%의 연평균 성장률(CAGR)을 보이고 있으며, 2025년 2,697억 9천만 달러, 2026년 약 3,006억 4천만 달러로 성장하여 2034년까지 약 6,991억 3천만 달러에 이를 것으로 예상된다. 데이터센터의 시장 규모가 2배 이상 확대된다는 것은 그만큼 냉각용 물과 전기 수요도 기하급수적으로 커짐을 의미한다. 특히, 물 부족 국가인 우리나라에서 이러한 데이터센터의 폭발적 확대는 '수자원 고갈'이라는 물리적 한계와 직면하고 있다. 2030년까지 전 세계 데이터센터의 물 소비량은 현재 5,600억 리터에서 1조 2,000억 리터로 2배 이상 급증할 것으로 예상되며, 이는 미국 400만 가구가 1년 동안 사용하는 물의 양과 맞먹는다.
AI 연산량 증가에 따른 초고발열을 잡기 위해 공랭식 냉각을 택하면 전력 사용량(PUE)이 급증하고, 수랭식이나 증발식을 택하면 물 사용량(WUE)이 기하급수적으로 늘어나는 '열역학적 제로섬(Zero-Sum) 딜레마'에 빠지게 된다. 더욱이 전력 및 물 공급 인프라가 잘 갖추어져 있고, 초저지연 서비스 제공이 가능한 도심지 데이터센터 건설을 원하는 사업주의 희망과 고전압, 전자파, 냉각탑 소음·열기 및 물 부족 등을 우려하는 인근 주민들의 거부감이 첨예하게 대립하고 있다. 따라서, 우리 사회가 데이터센터와 같이 전력·정책·IT가 결합된 고부가가치 사회 인프라(SOC)를 적시에 확보하고 AI 기술 경쟁력을 갖추어 나아가기 위해서는 다양한 기술적 난제들의 해결과 함께 사회적 갈등 상황에 대한 합리적이고 지속발전이 가능한 합의점을 도출하는 것이 매우 중요하고 시급한 문제이다.
이러한 관점에서 수자원·전력 한계와 입지 갈등을 한 번에 돌파할 수 있는 핵심 열쇠로 '도심 공공부지 연계형 입체화 데이터센터 건설 마스터플랜'을 제안해 보고자 한다. 이는 데이터센터를 지역사회와 수익을 함께 나누는 '친환경 공공 상생 인프라'로 재정의하는 패러다임 전환이다.
첫째, 버려지고 있는 유출지하수를 데이터센터의 수냉식 쿨링 자원으로 활용하는 전략이다. 환경부(현, 기후에너지환경부) 통계에 따르면 전국에서 연간 약 1억 4,000만 톤(팔당댐 저수용량의 60% 규모)의 유출지하수가 발생하지만, 89%가 미활용된 채 방류되거나 하수도로 버려진다. 특히 서울 지하철 역사에서만 매일 약 10만 톤이 유출되어 지자체가 막대한 배수 수수료를 부담하고 있다. 연중 12~16℃의 일정한 온도를 유지하는 유출지하수를 데이터센터 수냉식 칠러(Chiller)와 직접 연계하여 활용한다면, 귀중한 상수도를 소모하지 않으면서도 냉각 전력 소모를 대폭 낮춰 전력 사용량을 극적으로 개선할 수 있다.
둘째, 지하철 역사의 지하 유휴 공간이나 도심지 내 위치한 공공부지의 적극적 활용이다. 지하철 역사의 지하 유휴 공간이나 공공부지 지하공간을 개발하여 OSC(탈현장건설) 기반 모듈러 AI 엣지 데이터센터를 구축한다면, 두꺼운 콘크리트 벽체가 자연스러운 소음 및 전자파 차폐막 역할을 할 수 있게 된다. 따라서, 지하 콘크리트 구조물을 활용한 완벽한 물리적 차폐와 함께 도심 초저지연 AI 서비스 제공이 가능하다. 여기에 실시간 3색 LED 전자파 전광판을 외벽에 설치하여 안전 수치를 투명하게 공개한다면 주민들의 막연한 불안감도 해소할 수 있을 것이다.
셋째, 폐열 리사이클링 및 공공 복합 개발을 통한 지역 상생이다. 서버에서 발생하는 열에너지를 포집해 지역난방이나 주민 편의시설(온수 수영장 등)에 열원으로 공급한다면 난방비 절감에 도움을 줄 수 있다. 아울러 지상부는 공영 도서관, 체육시설 등 주민 복합 공간으로 조성한다면, 데이터센터는 지역 주민이 환영하는 시설로 전환할 수 있을 것이다.
이 마스터플랜이 실현되기 위해서는 제도적으로 현행 방송통신시설에서 데이터센터를 분리해 '신산업 건축물'로 재분류하고, 주거지 입지는 엄격히 제한하되 공공부지 복합개발 시 인허가 원스톱 처리 및 주차장 등 특화 건축 기준을 완화해야 한다. 그리고 지하철 역사 및 철도 국유지에 데이터센터 및 냉각 인프라가 점용·입점할 수 있도록 '국유재산법' 및 '철도산업발전기본법' 상의 점용 특례를 신설해야 한다. 마지막으로 공간 활용에 있어 제약이 많은 지하 공간에서 즉시 조립이 가능한 OSC 기반 MEP(기계·전기·배관 설비) 모듈러 기술에 대한 연구개발을 지원하고, 유출지하수를 재이용하는 사업자에게 하수도 사용료 감면 및 제로에너지건축 인센티브를 부여해야 한다.
데이터센터 입지를 둘러싼 사회적 갈등은 기술적 한계를 넘어서는 새로운 도시 재창조의 기회이다. 지하철 유출지하수의 선순환적 활용과 도심 입체화 모델은 사업주(도심 초저지연 AI 서비스 제공과 전력 및 물 소비량 개선), 주민(생활 환경권 보호 및 편의시설 확충), 지자체(하수도 비용 절감 및 신규 세수 확보) 모두가 승리하는 'Win-Win-Win'의 생태계를 구축하는 해법이 될 수 있을 것이다. 이번 제언과'AI시대 데이터센터 건설산업 활성화 포럼'출범을 계기로 정부와 지자체, 산업계가 지혜를 모아 상생의 길을 모색하고 열어가기를 기대한다.
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