버려지는 데이터센터 열, 왜 당장 활용하지 못할까?
열에너지 탈탄소화는 크게 무탄소 에너지원을 통한 열 생산과 폐열의 재활용으로 구분해볼 수 있다. 위 도표에서 볼 수 있듯 최종 생산된 열에너지의 절반이 실제 사용까지 전달되지 못하고 버려진다(Wasted Energy). 특히, 전체 폐열의 50% 이상을 차지하는 100도 미만의 중저온 폐열 중 40도 미만의 저온 폐열은 회수가 까다롭고 승온 장치(히트펌프)가 필수적이다. 이러한 저온 폐열 활용의 가장 극단적인 가능성과 한계를 동시에 보여주는 사례가 바로 최근 주목받고 있는 데이터센터다. 이중 하이퍼스케일 데이터센터는 수천 세대에 열에너지를 공급할 수 있는 열을 24시간 뿜어내는 에너지원이며 북유럽을 중심으로 해외에서는 이미 상용화된 기술이다. 그러나 국내의 경우 데이터센터 폐열이 상업적으로 대규모 활용되고 있는 사례는 쉽게 찾아보기 어렵다.
해당 이유를 구체적으로 살펴보기 위해 최근 임팩트스퀘어 투자팀은 국내 핵심 전문가들과의 인터뷰를 통해, 언론의 장밋빛 전망 이면의 현실을 확인했다.
국내외 전문가들은 데이터센터가 훌륭한 열원(熱源)이라는 점에는 이견이 없다고 말한다. "데이터센터는 24시간 가동되므로 열 발생의 불확실성이 낮고, 막대한 열량을 안정적으로 공급할 수 있습니다. 온도를 높이기 위한 히트펌프 기술도 이미 상용화되어 있다.”라는 의견이다.
그럼에도 현장에서 마주하는 결정적인 장벽은 바로 인프라 비용이다. 특히 "핵심은 열을 수송하는 열수송관"이라며, "지하 열수송관 매설 비용은 1km당 수십억 원에 달해, 대규모 주거 단지가 바로 인접해 있지 않는 한 초기 투자비 회수가 사실상 불가능하다"고 지적했다.
여기에 정책 및 구조적 한계도 발목을 잡는다. 해외와 달리 국내는 아직 직접적인 초기 설비 투자 지원 체계가 아직 미비한 상황이다. 또한 여러 고객사가 입주해 있는 Co-location 데이터센터의 특성상 이해관계자 간의 합의를 끌어내기 어렵다. 더욱이 기업 입장에서는 열사업자에 폐열을 제공할 경제적 유인이 부족할 뿐만 아니라, 폐열 회수 시스템을 연동할 경우 자칫 본연의 냉각 시스템에 문제가 생길 수 있다는 운영 리스크를 우려하기도 한다. 결국 거대 자본과 정부 주도의 인프라 계획 없이는 민간 차원의 확장에 한계가 뚜렷한 상황이다.
열에너지 탈탄소화의 두 가지 경로: 재활용과 전환
앞서 언급된 바와 같이, 막대한 자본과 시간이 소요되는 열수송관망 부재는 현장이 직면한 명확한 장벽이다. 임팩트스퀘어는 이 구조적 한계를 돌파하기 위해 열에너지 탈탄소화 시장을 열원 조달 방식(폐열 회수 vs 무탄소 열 전환)과 물리적 인프라 의존도(망 연결형 vs 현장 독립형)라는 두 축으로 교차해 2x2 매트릭스로 분석해보았다.
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