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SCIENCE

‘전기 먹는 하마’의 다이어트

그린 IT, 저전력 장비로 친환경 주도 … 컴퓨터로 난방, S/W로 전기료 절약 기술 개발

‘전기 먹는 하마’의 다이어트

‘전기 먹는 하마’의 다이어트

국내에서 운영 중인 70개 데이터센터의 전력 소모량은 울산광역시의 가정용 전력소비량(12억6000만kwh)과 맞먹을 정도다.

한여름을 맞은 한강에선 요트 타기를 즐기는 사람들을 어렵지 않게 볼 수 있다. 온몸이 흠뻑 젖은 채 물살을 가르는 이들의 모습은 보는 사람의 가슴까지 시원하게 뚫어놓는다.

하지만 작열하는 태양이 걷히고 겨울이 찾아온 한강의 모습은 이와는 딴판이다. 강에는 사람이 걸어 다녀도 괜찮을 정도로 얼음이 두껍게 언다.

그런데 사실 요즘 얼음의 두께와 넓이는 수십 년 전에 비하면 아무것도 아니다. 꽁꽁 언 한강 위를 사람들이 활보하고 어린이들이 썰매를 타고 팽이를 돌리는 영상이 찍힌 1950~60년대 흑백 기록필름이 이를 증명한다. 지금처럼 변한 것은 화석연료 사용에 따른 지구온난화가 가장 큰 원인으로 지목된다.

지난 10년간 ‘그린’을 표방한 기술이 정부와 기업의 화두가 된 배경에는 이처럼 지구온난화라는 문제가 있었다. 흥미로운 건 지구를 구하겠다며 산업체들이 친환경 공법을 쓴 제품을 앞다퉈 내놓는 흐름에서, 정작 정보기술(IT)은 비켜서 있었다는 사실이다. 지식산업으로 꼽히는 IT는 대규모 자원을 투입해 폐수와 매연을 쏟아내는 굴뚝산업과 형편이 달랐기 때문이다.

그런데 최근 2~3년 사이 IT가 돌연 친환경 기술의 핵심에 진입하고 있다. 흐름은 두 가지다. IT 자체를 그린화하거나, IT로 그린화를 확산하는 것이다. ‘그린 IT’로 표현되는 차세대 친환경 기술의 흐름을 짚어보자.



IT를 그린화한다는 의미는 뭘까. 바로 저전력 IT 장비를 만든다는 얘기다. 이는 IT 장비가 전력을 지나치게 많이 소비한다는 사실에서 기인한다. ‘전기 먹는 하마’로 찍힌 IT 장비는 기업과 기관이 저마다 운영하는 ‘인터넷 데이터센터’다. 많은 대형 컴퓨터가 들어찬 데이터센터에는 대규모 전력이 필요한데, 이 전력을 생산하고 관리하는 과정에서 엄청난 온실가스가 배출된다.

수랭식 데이터센터로 전력소비 ‘뚝’

지난 7월 지식경제부가 밝힌 데이터센터의 실태는 놀랍다. 국내에서 운영 중인 70개 데이터센터의 전력소모량은 최근 3년간 연평균 45%씩 증가해 지난해에는 11억2000만kWh에 이르렀다. 지식경제부는 “이 수치는 인구 111만명인 울산광역시의 연간 가정용 전력소비량(12억6000만kWh)과 맞먹는다”고 밝혔다.

데이터센터가 많은 전력을 소비하는 건 대형 컴퓨터들이 정보 처리하는 데에 막대한 에너지가 필요해서다. 하지만 전문가들에 따르면 전력의 50%는 정보처리가 아니라 컴퓨터가 내뿜는 열을 식히는 공랭(空冷)장치에서 소비된다. 6월 IBM이 스위스 취리히 연방공대에 2010년까지 설치하기로 한 수랭식 데이터센터가 이목을 끄는 이유가 여기에 있다.

IBM은 공랭장치 대신 물이 흐르는 파이프를 컴퓨터의 전자회로에 바짝 붙여 설치했다. 파이프 내부를 순환한 물은 전자회로에서 생긴 열을 빼앗아 60℃로 데워진 채 데이터센터 밖으로 빠져나온다.

‘전기 먹는 하마’의 다이어트

IT 자체를 그린화하거나, IT로 그린화를 확산하는 등 IT가 친환경 기술의 핵심에 진입하고 있다.

전문가들에 따르면 물은 공기보다 열을 빼앗는 능력이 수천 배 강하다. 수랭식 데이터센터에선 상대적으로 적은 전력을 써도 뛰어난 냉각 능력을 기대할 수 있다는 얘기다. 수랭식 데이터센터가 주목받는 이유는 또 있다.

IBM은 뜨거워진 냉각수를 취리히 연방공대의 60개 건물에 공급할 예정이다. 대학 측은 난방에 쓸 물을 데우기 위해 석유, 가스를 쓰지 않아도 돼 또 한 번 친환경 효과를 볼 수 있는 것이다. 컴퓨터 냉각수를 난방용으로 활용하는 시스템이 제안된 건 이번이 처음이다.

‘열을 없애자’는 연구도 한창

과학계 일각에선 아예 열이 발생하지 않는 컴퓨터를 만들려는 연구도 진행되고 있다. IT를 그린화하는 움직임을 극대화한 시도다. 움직일 때마다 열이 생기는 전자(電子)가 아니라 다른 물질을 전자회로에 써 정보를 실어나르려는 게 핵심이다.

관심은 ‘빛 알갱이’를 뜻하는 광자(光子)나 물리적 파동의 일종인 스핀처럼 일단 움직인 뒤에는 에너지를 다시 공급할 필요가 없는 물질에 쏠린다. 현재 가장 적극적으로 이 같은 연구를 하는 나라는 미국이다. 미국은 정부와 IBM, 인텔, 마이크론 등 유수 기업들이 연구전문회사인 ‘SRC’를 세우고 한 해 2000만 달러(약 247억원)의 예산을 쏟아붓고 있다.

지난해 10월 한국을 방문한 이 회사의 제프 웰서 나노전자소자 연구본부장은 “본격적으로 연구를 시작한 건 2006년”이라며 “열을 걱정하지 않아도 되는 소자를 2020년까지 휴대전화, PC 등에 장착할 수 있을 것”이라고 말했다. 현재 한국에선 서울대 재료공학부 김상국 교수팀이 스핀을 이용한 연구에 나섰다.

이처럼 IT를 그린화하는 흐름에 더해 최근엔 IT로 그린화를 확산하는 흐름이 주목받고 있다. 컴퓨터를 넘어선 그린 IT인 셈이다. ‘지능형 전력망(스마트 그리드)’은 그 같은 흐름의 선두에 있다. 스마트 그리드는 전력회사가 가정과 네트워크로 연결돼 전기사용량을 수시로 통보해주는 시스템을 말한다.

스마트 그리드가 갖춰지면 소비자는 전력 수요가 많아 전기료도 비싼 한낮을 피해 세탁기와 청소기를 사용할 수 있다. 집 한쪽에 마련된 단말기로 전기료 변화 상황을 거의 실시간 확인할 수 있기 때문이다. 스마트 그리드가 보급되면 전력이 쌀 때 사용해야 할 분명한 동기가 생기는 셈이다. 이렇게 되면 전력의 수요와 공급이 균형을 이뤄 발전소를 추가로 짓는 일도 줄일 수 있다.

스마트 그리드가 갖춰지면 전력회사가 원격에서 가정의 사용량을 조절하는 게 가능하다. 예를 들어 발전 능력을 상회할 수준으로 전력사용량이 급상승하면 전력회사에서 각 가정의 에어컨 바람세기를 줄이거나 냉방 온도를 높이는 것이 가능하다. 이미 미국 전자업계에선 스마트 그리드와 연계되는 가전제품을 만들겠다는 선언이 나왔다. 핀란드를 비롯한 유럽 각국도 스마트 그리드 구축을 위한 준비에 나섰다. 한국에선 2011년 제주에 시범 구축할 계획이다.

그린 IT는 지구온난화를 방지할 뿐 아니라 기관과 기업, 개인이 전력 소비로 지출하는 비용을 줄일 수 있는 방안으로 주목받는다. 앞으로 그린 IT가 어떤 모습으로 진보할지 눈길이 쏠리고 있다.



주간동아 2009.09.01 701호 (p56~57)

  • 이정호 동아사이언스 기자 sunrise@donga.com
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