AI가 겨울 난방비를 해결한다? 데이터센터 폐열의 반전

더블린의 한 대학생들이 예상치 못한 혜택을 누리고 있다. AI가 그들의 캠퍼스를 따뜻하게 데워주고 있는 것이다.

더블린공과대학교 탤러트 캠퍼스는 2023년부터 인근 아마존 웹 서비스 데이터센터의 폐열로 난방을 공급받고 있다. 현재 캠퍼스 난방 수요의 92%를 이 방식으로 충당하고 있다.

뜨거워진 AI 칩이 만든 기회

데이터센터는 항상 폐열을 발생시켜왔다. 하지만 지금까지는 온도가 너무 낮아 다른 건물을 직접 난방하기 어려웠다. AI 붐이 이 상황을 바꿨다.

AI용 고성능 칩들은 기존 대비 3배 많은 컴퓨팅 용량을 요구하면서 훨씬 많은 열을 발생시킨다. 이 때문에 데이터센터 운영업체들은 효율성과 지속가능성을 동시에 추구할 새로운 방법을 찾아야 했다.

Sav Systems의 아담 파브리시우스는 "AI가 더 높은 온도를 제공하고, 수냉 시스템이 연결을 훨씬 쉽게 만든다"며 "이 시스템들을 연결하는 데 필요한 하드웨어가 훨씬 적어졌다"고 설명했다.

아일랜드 열공급 회사 히트웍스를 통해 공급되는 이 시스템에서 AWS는 재활용 열을 무료로 제공한다. 당초 크로크 파크 경기장 3배 크기인 55,000㎡의 공공건물과 133개 아파트를 난방할 계획이었다.

기술 혁신이 가능하게 한 일

아일랜드 넥살루스는 트리니티 칼리지에서 특허받은 기술로 GPU와 CPU에서 나오는 열을 포착하는 방법을 개발했다. 제트 충돌 액체 냉각 기술을 사용해 칩 성능을 향상시키면서 55-60도의 고온 폐열을 포착한다.

일반 데이터센터가 30-35도의 저온 폐열을 배출하는 것과 달리, 이 온도면 열펌프 없이도 직접 지역난방에 활용할 수 있다.

넥살루스 케네스 오마호니 CEO는 "샤워기로 어깨 아픈 곳을 집중적으로 마사지하듯, 우리는 칩의 가장 뜨거운 부분을 타겟해서 냉각한다"고 설명했다.

엔비디아가 최근 발표한 차세대 루빈 칩은 기존보다 냉각 필요량이 적어 폐열 재활용을 더욱 쉽게 만들 전망이다.

확산되는 글로벌 트렌드

유럽 전역에서 비슷한 프로젝트가 늘고 있다. 마이크로소프트는 덴마크 회예-토스트룹 지역난방 네트워크에 열 공급 계획을 발표했고, 에퀴닉스 데이터센터는 파리의 1,000가구를 난방하고 있다. 구글도 핀란드 하미나 시설에서 대규모 열 회수 프로젝트를 진행 중이다.

영국은 2050년까지 지역난방이 전체 난방 수요의 20%를 담당하도록 하는 목표를 세웠다. 현재는 3%에 불과하다.

에너지레이븐과 덴마크 에너지 컨설팅업체 분석에 따르면, 지역난방 네트워크가 AI 인프라와 병행 확대될 경우 2035년까지 데이터센터 폐열로 최소 350만 가구를 난방할 수 있다.

넘어야 할 산들

하지만 도전과제도 만만치 않다. 지역난방 네트워크는 통상 30년 수명을 갖지만, 데이터센터 장비는 7-10년마다 교체된다. 국제에너지기구의 브렌던 라이든바흐는 "좌초자산의 위험이 매우 크다"고 지적했다.

높은 초기 투자비용과 허가 지연도 확산을 막는 요인이다. 특히 한국처럼 개별 난방이 주류인 국가에서는 지역난방 인프라 구축이 더욱 어려울 수 있다.

더블린공대는 단일 열원 의존 위험을 줄이기 위해 지열 에너지를 탐색하고 있으며, 다양한 재생에너지원을 통합할 계획이라고 밝혔다.