사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 등 디지털 트랜스포메이션(Digital Transformation) 시대에 첨단 기술을 자유롭게 사용하기 위해서는 방대한 양의 데이터가 필수적이며, 이를 처리 및 저장하는 데이터센터는 미래 산업의 핵심 인프라로 주목받고 있다.

하지만 데이터센터는 장비들이 365일 24시간 쉬지 않고 가동될 뿐 아니라, 열에 취약한 장비들의 열관리를 위한 냉각 설비를 운용하기 때문에 막대한 전력이 소모된다. 탄소중립에 대한 논의가 본격화되고 있는 요즘, 데이터센터의 전력 소비 문제는 환경오염의 주범 중 하나로 꼽힌다.

이러한 문제를 해결하기 위해 많은 기업은 데이터센터를 저탄소 기술, 재생 에너지로 운영하는 등 차세대 데이터센터로 변화시키는 데 동참하고 있다. 특히, 탄소중립을 위한 데이터센터 열관리 기술인 액침냉각(Liquid Immersion Cooling) 시스템 및 열관리 솔루션 사업이 새로운 미래 먹거리로 부상했다.

| 글로벌 데이터센터 전력 소비량은? “웬만한 국가의 전력 소비량보다 많아”

국제에너지기구(IEA, International Energy Agency)에 따르면 2020년 기준 전 세계 데이터센터의 전력 소비량은 약 200~250테라와트시(TWh)로, 전 세계 전력 수요의 약 1%에 달한다. 이는 웬만한 국가의 전력 소비량보다 큰 비중을 차지하는 막대한 양이다. 이어 2021년에는 220~320테라와트시(TWh)로 늘어났으며, 오는 2030년에는 데이터센터 수요가 더욱 증가해 전 세계 전력량의 약 8%를 차지할 것으로 전망된다.

▲ 글로벌 데이터센터와 국가의 전력 소비량 비교 그래프

데이터센터는 대규모 데이터를 처리 및 저장하는 서버 장치 운용뿐 아니라 냉각/습도 유지 등에도 대규모 전력을 소모한다. 따라서 국내외 데이터센터들은 극지방 인근 혹은 해저에 데이터센터를 구축하거나 차세대 에너지를 사용하는 등 효율적인 냉각 시스템을 갖춰 탄소 저감을 위해 노력하고 있다.

| 차세대 데이터센터의 핵심, ‘액침냉각 시스템’

그 중에서도 액침냉각 시스템은 효율적인 냉각 효과로 글로벌 IT 업계에서 큰 주목을 받고 있다.

▲ 데이터센터 액침냉각 전문 기업 美 GRC社의 액침냉각 시스템

액침냉각 시스템은 저온 공기를 순환시키거나 팬을 설치해 냉각하는 기존 공랭식 시스템과 달리 열관리 유체(Thermal Fluids)에 데이터 서버를 직접 침전시켜 냉각하는 유냉(油冷)식 시스템이다. 액침냉각 시스템은 공기보다 밀도가 월등히 높은 액체를 사용해 직접적으로 서버 장비의 열을 흡수하고, 손실되는 열이 적기 때문에 공랭식 시스템보다 더 많은 열을 처리할 수 있다. 또한, 발열이 가장 많이 발생하는 CPU나 GPU 외에도 메모리, 저장 장치 등 시스템 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있어 장비의 고장 원인을 줄일 수 있다.

▲ 열관리 유체에 데이터 서버를 직접 침전시켜 냉각하는 데이터센터의 유냉식 시스템(美 GRC社의 액침냉각 시스템)

이에 따라 액침냉각 시스템은 기존 데이터센터 서버실에서 사용하던 공랭식 시스템 대비 냉각 전력이 감소하기 때문에 전체 전력 소비량을 약 30% 줄일 수 있으며, 그만큼 탄소배출 감축 효과도 커진다. 전력소비 감소로 공랭식 대비 투자 운영비도 약 20% 이상 절감할 수 있어 경제성 측면에서도 뛰어나다.

최근 데이터센터 효율성에 대한 관심이 높아지는 가운데, 지속가능한 데이터센터 환경 구축을 위한 액침냉각 기술은 차세대 열관리 기술로 각광받고 있다.

| ‘에너지 효율화 기업’ SK엔무브의 열관리 솔루션 사업

SK엔무브는 ‘에너지 효율화 기업(Energy Saving Company)’이라는 정체성을 강조하며 글로벌 액체 기반 열관리 솔루션 선두주자가 되기 위해 사업 확장에 박차를 가하고 있다.

지난해 SK엔무브는 데이터센터 액침냉각 시스템 전문 기업인 美 GRC社에 2,500만 달러(한화 약 330억원) 규모의 지분 투자를 단행했다. 이를 바탕으로 SK엔무브는 GRC社와 함께 고품질 윤활기유를 활용한 열관리 유체와 액침냉각 시스템을 함께 개발하고 표준∙상업화를 통한 시장 선점을 위한 열관리 솔루션 사업을 구체화했다.

더불어 올해 1월에는 美 라스베이거스에서 열린 CES 2023의 SK 전시관에서 액침냉각 기술을 게임 형태로 선보이기도 했다. 에너지 절감과 탄소 감축에 미치는 긍정적인 영향력을 게임으로 재미있게 소개한 SK엔무브는 CES 2023 현장을 찾은 관람객들에게 높은 관심을 받았다.

▲ (상단) 올해 1월, 美 라스베이거스에서 열린 CES 2023의 SK 전시관에서 선보인 GRC社의 액침냉각 시스템 / (하단) SK 전시관을 찾은 관람객들이 GRC社의 액침냉각 시스템 기술을 내용으로 한 게임을 하고 있다.

나아가 SK엔무브는 지난 2월, GRC社가 운영하는 ‘일렉트로세이프(ElectroSafe) 플루이드(Fluids) 파트너 프로그램’에 참여해 데이터센터 액침냉각 시스템에 사용되는 열관리 유체를 인증받았다. 이를 통해 SK엔무브는 향후 GRC社의 글로벌 데이터센터 고객에게 자체 개발한 고품질 윤활기유를 활용한 열관리 유체를 제공할 예정이다. 또, GRC社와 액침냉각 시스템에 사용되는 새로운 열관리 기술을 개발하는 데 협력을 강화해 나갈 계획이다.

▲ (좌) 지난 2월, SK엔무브가 참여한 GRC社의 ‘일렉트로세이프(ElectroSafe) 플루이드(Fluids) 파트너 프로그램’ / (우) GRC社의 액침냉각 시스템

디지털 트랜스포메이션이 가속화되고 있는 현재, 에너지 효율성에 관한 관심이 높아짐과 동시에 탄소중립에 대한 논의가 본격화되고 있다. 지속가능한 데이터센터 환경 구축에 기여하고 있는 SK엔무브는 윤활유 사업을 넘어 열관리 솔루션 사업으로 사업영역을 넓혀 나가며 ‘파이낸셜 스토리(Financial Story)의 확장’을 거듭해 나갈 예정이다.