디지털 경제의 핵심 인프라인 데이터센터(DC)의 전력 소비량이 급증하면서 주요 IT 기업들이 전력 효율화 기술 도입에 사활을 걸고 있다. 국내 기업들은 ESG(환경·사회·지배구조) 경영과 비용 절감을 동시에 달성하기 위해 '전력 먹는 하마'로 부상한 데이터센터의 기술 혁신을 본격화하고 있다.

◆삼성SDS, 액침냉각부터 재생에너지까지...전력 절감 다각화

삼성SDS의 데이터센터 전력 소비는 2022년 2526TJ(테라줄), 2023년 3225TJ, 2024년 3782TJ로 최근 3년간 꾸준히 증가했다. 회사는 여름철 최대 전력 수요기에 대비해 외기 냉방, 항온·항습기 최적화, 냉수 펌프 인버터 도입 등으로 냉방 에너지 효율을 극대화하고 있다.

또 냉동기 가동을 최소화해 전력 사용량을 절감하고, 전력 공급에 문제가 발생할 경우 즉각적으로 발전기를 가동해 안정적인 운영을 유지할 수 있도록 대응하고 있다.

삼성SDS는 현재 가동 중인 수원·상암·춘천·동탄 DC에서 태양열 급탕, 태양광 발전, 지열 냉·난방 시스템 등 다양한 재생에너지 기술을 활용하고, 재생에너지 구매 및 자체 생산량 증대를 통해 에너지 전환을 적극적으로 추진하는 중이다. 전력 사용량을 절감하기 위해 동탄 데이터센터에는 액침냉각 시스템을 설계 및 시범 구축했다.

삼성SDS는 탄소 감축과 재생에너지 전환 목표를 효과적으로 달성하기 위해 구매 방식을 통한 간접적인 재생에너지 전환도 병행하고 있다. 지난해 국내 녹색 프리미엄 입찰에 최초로 참여해 태양광 발전으로 생산된 재생에너지 5562㎿h를 사들였으며 미국·영국·중국 등 해외 사업장을 대상으로 5634㎿h의 신재생에너지 인증서(REC)를 추가로 구매했다.

삼성SDS 관계자는 "향후 재생에너지 구매량을 점차 확대해 나갈 것"이라며 "전력구매계약(PPA) 등 다양한 구매 방식을 도입해 재생에너지 전환 목표 달성 전략을 다각화할 예정이다"고 말했다.

◆NHN클라우드, 글로벌 평균 웃도는 PUE 1.3 달성

NHN클라우드의 NCC(판교 소재 데이터센터)는 2022년 22만709GJ(기가줄), 2023년 24만6046GJ, 2024년 23만9002GJ의 전력을 소비했다. NHN의 NCC와 국가 AI 데이터센터의 평균 PUE(전력 사용 효율)는 1.3으로 2024년 글로벌 평균(1.5)보다 우수하다. PUE는 데이터센터의 전체 전력 대비 IT 장비에 실제 사용되는 전력의 비율로, 1.0에 가까울수록 효율이 높다.

피크 전력 수요에 대응하기 위해 NCC의 경우 외기 유입 온도를 낮추는 미스트 분무 장치를 설치, 여름철에도 바깥 공기를 통한 냉각이 가능하도록 했다. 국가 AI 데이터센터는 에너지 저장 장치(ESS)를 설치해 피크 전력 수요기에 저장된 에너지를 활용할 수 있는 환경을 조성했다.

NHN클라우드는 다양한 DC 전력 효율화 기술을 확보하고 있다. NCC는 간접 증발식 냉각 시스템과 건물에너지 관리시스템(BEMS)을 도입해 에너지 사용을 최적화했다. 냉각 효율을 극대화하기 위해 냉복도와 열복도를 분리한 컨테인먼트 시스템을 적용해 차폐 환경을 조성하고, IT 장비의 수명 주기를 고려한 모듈형 서버룸을 구축했다.

여기에 폭 조절이 가능한 자체 개발 랙(Rack)을 적용해 에너지 효율성과 고집적 운영 환경을 동시에 확보했다. 여러 에너지 절감 프로젝트를 지속적으로 추진한 결과 2024년 기준 약 2067톤의 온실가스 감축 성과를 거뒀다.

국가 AI 데이터센터에는 물의 증발 점열을 이용해 응축기에 공급되는 공기의 온도를 사전에 낮추는 단열 냉각 시스템을 도입, 프리쿨링 효과를 극대화해 물과 에너지를 절감하고 있다. 이러한 설비 최적화 노력 덕분에 국가 AI 데이터센터는 2024년 기준 PUE 1.294의 높은 에너지 효율을 기록했다고 회사 측은 강조했다.

◆포스코DX, 스마트 인버터와 IoT로 전력 낭비 최소화

포스코DX는 데이터센터 전력 효율화를 위한 설비 개선과 스마트 솔루션 도입에 주력하고 있다. 충주 데이터센터에서는 2023년 냉각탑 충진재 교체 등으로 냉방 효율을 약 5% 개선해 연간 18㎿h의 전력을 절감했고, 이산화탄소 배출량을 약 8269톤 줄이는 효과를 냈다. 2024년에도 스마트 솔루션 도입으로 91만5555㎾h의 전력을 추가로 절감해 약 420.6톤의 탄소 배출을 저감하는 성과를 달성했다.

회사는 여름철 전력 피크에 대비해 냉방시설 정기 점검과 노후 냉동기 교체 등으로 냉방 시스템의 성능을 향상시켰다.

포스코DX는 데이터센터 내 에너지 사용 비중이 높은 냉각 시스템의 효율 향상을 위해 2024년 12월 냉각수 순환펌프에 스마트 인버터 설비를 도입했다. 이 장치는 펌프 모터의 주파수를 정밀하게 제어해 운전 효율을 제고하고, 필요 이상으로 에너지를 소비하지 않도록 조절한다. 여기에 사물인터넷(IoT) 기반 스마트 모니터링 시스템을 적용해 설비별 전력 사용량을 실시간으로 수집·분석하고, 과도한 에너지 사용 구간을 즉시 파악해 최적화 조치를 취한다.

포스코DX 관계자는 "단순 절감이 아닌, 낭비 없는 운전과 불필요한 에너지 소모 제거에 초점을 맞춘 운영 방식"이라며 "데이터센터 전반의 에너지 효율을 높여 나가겠다"고 말했다.