AI와 데이터센터가 불러온 전력망 이슈
이미 전 세계 전력 소모의 1%이상을 차지하고 있는 데이터센터의 전력 이슈는 보다 장기적인 문제가 될 것으로 예상됩니다. AI혁명이 아직 시작 단계에 있고 미국을 제외한 지역에서 클라우드와 데이터센터의 확장은 여전히 과거 수준에 머물러 있기 때문입니다.
현재 데이터센터는 기존 전력망에서 에너지를 끌어오는 방식으로 건설되고 운영되고 있습니다. 그리고 정전을 대비해 디젤기반의 백업 전원시스템을 갖추는 것이 일반적입니다.
하지만 전력망이 한계에 봉착하면서 자체 전력망 확보 없이는 데이터센터의 신규 인허가가 어려운 상황이 생겨나고 있습니다. 이미 미국에서는 전력공급 계획이 선행되지 않으면 신규 하이퍼스케일의 데이터센터 건설은 어려운 상황이며 실제 많은 프로젝트가 연기되고 있기도 합니다.
도심을 벗어날 경우 전력 자체의 문제 뿐만 아니라 송배전망도 중요한 이슈가 됩니다. 데이터센터 하나를 위해 송배전망을 별도로 구축하는 것은 비효율적일 수 밖에 없습니다.
수소 연료전지를 활용한 데이터센터 전원 공급
기존에도 연료전지가 데이터센터의 백업전원으로 활용되는 사례는 많았습니다. 마이크로소프트는 2030년까지 데이터센터를 비롯한 인프라에서 탄소 네거티브를 달성하겠다는 계획으로 연료전지를 자사 데이터센터의 주된 백업전력으로 사용하고 있습니다.
국내에서도 최근 SK에코플랜트와 싱가포르 디지털엣지(Digital Edge)가 공동으로 구축하는 하이퍼스케일급 부평 데이터센터에 330kw 규모의 SOFC방식 연료전지가 보조전원으로 채택되었습니다.
연료전지를 통한 기존 전력망 한계의 극복
연료전지가 데이터센터의 에너지원으로 주목 받는 이유는 친환경성과 독립적인 전력공급 시스템에 있습니다. SMR역시 독립적인 분산 에너지원으로 활용될 수 있지만 원전을 둘러싼 정치적인 이슈와 기술적인 과제들이 아직 남아있는 상황입니다.
연료전기가 가진 높은 효율성과 모듈 방식의 확장성 그리고 낮은 소음 역시 데이터센터를 위한 독립적인 에너지원으로 활용할 수 있는 중요한 부분입니다.다만 기존 전력망을 활용하는 것 대비 추가적인 인프라가 필요하고 그 과정에서 비용이 증가하는 문제가 있습니다.
현재는 주 전원보다는 백업 전원으로 연료전지가 활용되는 사례가 많습니다. 하지만 최근 들어 SOFC기술의 발전과 함께 연료전지가 주 전원으로 사용되며 기존 전력망에서 완전 독립되어 운용되는 연료전지시스템도 공급되기 시작했습니다.
그린수소의 단가가 충분히 하락하고 수소 공급망이 갖춰지기 이전에는 천연가스를 활용해서 연료전지를 가동하는 방식으로도 활용될 수 있습니다. 연료전지를 주 전원으로 사용 시 백업전원 공급이 불필요하다는 장점도 있습니다.
탄소 네거티브를 실현하면서 기존 전력 그리드의 한계에서 벗어나 자유로운 데이터센터 건설에 즉각적으로 대응할 수 있는 수단으로 수소 연료전지를 주목할 필요가 있습니다.
이러한 데이터센터를 둘러싼 수소연료전지의 시장 변화는 블룸에너지의 최근 실적발표에서도 잘 나타났습니다. 데이터센터가 발전용 수소 연료전지의 촉매제가 되는 상황은 분명해 보입니다.
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