해수 냉각기술을 활용해 전력효율지수(PUE) 1.2를 달성하는 800kW급 수중 데이터센터 실증모델 개발이 본격화된다.

 

최근 해양수산부가 추진하는 ‘탄소제로 수중 DC 표준모형(모델) 개발사업’ 컨소시움으로 선정된 한국해양과학기술원 컨소시움은 지난 4월20~21일 부산유라시아플랫폼에서 컨소시움 관계자 40여명이 참석한 가운데 착수회의를 개최했다고 밝혔다.

 

컨소시움에는 총괄을 맡은 한국해양과학기술원을 비롯해 △GS건설 △포스코 △한국냉동공조시험연구원 △유니온 △에드벡트 △고려대학교 △삼화에이스 △우원엠앤이 △한국생산기술연구원 △LS일렉트릭 △한국수력원자력 중앙연구원 △국립부경대학교 △울산과학기술원 △국립한밭대학교 △인천대학교 등이 참여한다. 총괄책임은 한택희 해양과학기술원 해양공간개발·에너지연구 책임연구원(박사)이 맡았다.

 

이날 착수회의는 연구 배경 및 필요성, 개발 계획, 연구 수행 방법 및 추진 체계, 연구 역량 성과 활용 순으로 컨소시움 전체 기관의 발표로 진행됐다.

 

데이터센터(DC)는 육상에서, 전 세계적으로 활발하게 건립되고 있다. 글로벌 데이터센터시장은 연평균 12%, DC 냉각시장은 연간 18% 정도 성장하고 있다.

 

AI시대의 필수시설이지만 데이터센터를 건립하면서 △주민 반발 △물·전기 사용량 △전력소비 등의 문제가 지속적으로 제기되고 있다. DC에서 사용되는 전기의 약 40%가 냉각에 소비되고 있어 전력수요에 대응하기 위해 발전소 건립도 늘어나고 있다.

 

대규모의 물을 사용하는 DC는 지역의 물부족까지 불러일으키고 있을 정도다. 특히 수도권에 DC가 집중되고 있어 전력공급망 확충과 부지 임대료 향상 등도 DC 건립의 악영향으로 작용하고 있다. 2030년 정도면 전 세계 전력의 13% 이상을 DC가 차지할 걸으로 전망되고 있으며 GPU가 고도화되면서 에너지밀도가 높아지면서 새로운 냉각방식이 필요한 상황이다.

 

한택희 총괄은 “서울 같은 경우에는 부지 임대료가 1년에 약 5,000억원에서 8,000억원 정도 소요되고 있다”라며 “이제 수중 DC는 이러한 문제들을 다 해결할 수 있기 때문에 이번 실증R&D가 제안됐다”고 설명했다.

 

이어 “중국은 DC 분산 배치를 위해 환경기준을 강화해 PUE 1.25 달성을 제시하고 있으며 독일은 재생에너지로 50%를 충당해야 DC 인허가를 받을 수 있다”라며 “우리나라 DC의 PUE는 1.76이며 수도권의 집중을 완화하고 지방분산정책을 추진해야 한다”고 강조했다.

 

이번 실증R&D는 실제 실증모델 800kW급 검증 및 20MW급 하이퍼스케일 대단지를 설계하는 것이 목표다. 냉각기술은 폐쇄형 액체냉각방식을 적용하며 무인으로 운영할 수 있도록 최종 설계하고자 한다. 설치 수심 20m 이상에 800kW급 실증 모델 구축을 통한 PUE 1.2 이하가 수치적 목표로 제시됐다. 또한 800개 아트모듈을 각각 제작해 설치하고 AI기반 운영 및 예지보전기술, 하이퍼스케일 수중 DC단지 설계, 수중 환경 안전 및 재난대응 연구도 함께 진행된다.

 

실증 테스트베드 모델은 △304kW급 2대 DC포드 △192kW급 1대 DC포드 등 총 800kW급 DC포드와 1개의 변전·배전포드로 구성된다.

 

Light-out 완전 무인운영 체계와 AI기반 자율 운영을 통한 AI기반 무인 운영과 디지털트윈 실시간 모니터링과 무인유지보수시스템도 적용된다. 또한 수중DC단지와 기초연구를 위한 뮤듈형 확장구조 설계와 하이퍼스케일단지 배치계획 개념도 도출한다.

 

특히 하이파스케일단지 개념설계에 i-SMR 신재생에너지 연계 에너지운영 개념과 관제 체계를 정립하고 수중 DC전력망과 UPS 이중화 모델을 개발하며 하이퍼스케일개념 설계안에는 대단지 확장 가능한 수중DC+수중 변전소 모듈 설계기술을 확보하게 된다.

 

 

구조물제작 및 건설분야는 포스코, GS건설, 유니온, 에드벡트 등이, 전력 및 통신분야는 LS일렉트릭, 한국수력원자력 등이, 서버구축 및 냉각분야는 냉동공조시험연구원, 생산기술연구원, 삼화에이스, 우원엔앤이 등이 참여한다. 위탁연구기관으로 국립합밭대, 부경대학교, 인천대학교, 울산과학기술원, 고려대 등이 참여한다.

 

연구기간은 2026년 4월1일부터 2030년 12월31일까지 4년9개월이며 총연구개발비는 511억원이 투입된다.