디지털 혁명이 가속화되면서 현대 사회의 보이지 않는 기둥인 데이터센터의 중요성이 날로 커지고 있다. 우리가 매일 사용하는 날씨 앱 하나를 켤 때도, 소셜미디어에 사진 한 장을 올릴 때도, 그 이면에는 끊임없이 돌아가는 데이터센터 서버가 있다. 전 세계 데이터센터의 전력 소비는 꾸준히 증가하고 있으며, 지속 가능한 운영과 에너지 효율성 개선이 업계의 핵심 과제가 되고 있다. 현재 전 세계 데이터센터는 전 세계 전력 소비량의 약 1~2%를 차지할 정도로 막대한 전력을 소비하고 있기 때문에 데이터센터의 전력 최적화와 냉각 기술 혁신은 단순한 비용 절감 차원을 넘어 환경 문제와 직결되는 시급한 과제가 됐다.

이러한 도전 과제에 대응하기 위한 기술 혁신을 격려하고 조명하는 시상식 중 하나는 에디슨 어워드(Edison Award)다. ‘발명왕’ 토머스 에디슨의 혁신 정신을 기르는 이 상은 1987년부터 다양한 산업 분야의 창의적인 솔루션을 발굴해 왔다. 2025년에는 데이터센터 및 전력 최적화(Datacenter & Power Systems Optimization) 부문이 포함됐으며, 다우 인더스트리얼 솔루션(DOW INDUSTRIAL SOLUTIONS), 레브테라(Revterra), 젠디(XENDEE Corporation)가 결선 진출자로 선정됐다. 이들이 개발한 기술은 데이터센터의 냉각 효율을 높이고, 전력 관리 문제를 해결하며, 운영 최적화를 돕는 데 중점을 두고 있다. 이하에서 이들 기업의 솔루션과 그 의미를 상세히 살펴본다.

다우 인더스트리얼 솔루션: 데이터센터의 열기를 식혀주는 액체 냉각 기술

전통적으로 데이터센터는 공랭식(Air Cooling) 방식을 통해 열을 관리해 왔다. 이 방식은 냉각 팬과 공기 흐름을 이용해 서버에서 발생하는 열을 제거하는 방식이다. 그러나 고성능 컴퓨팅 환경이 확산되면서, 공기만으로는 충분한 냉각 효과를 얻기 어려워졌다. 이러한 상황에서 주목받고 있는 것이 액체 냉각식(Liquid Cooling) 기술이다. 액체는 공기보다 높은 열전도율을 갖고 있기 때문에 훨씬 효율적으로 열을 제거할 수 있다. 특히 2025년 에디슨 어워즈 결선 진출작으로 선정된 다우 인더스트리얼 솔루션의 DOWFROSTTM LC 냉각액은 이 분야에서 혁신적인 솔루션으로 평가받고 있다.

<다우 인더스트리얼 솔루션의 DOWFROST™ LC 냉각액>

[자료: 다우 인더스트리얼 솔루션]

DOWFROSTTM LC는 D2C 액체 냉각(Direct-to-Chip Liquid Cooling)에 활용되는 특수 냉각액으로, 냉각액이 직접 서버의 칩(CPU, GPU 등)과 접촉하는 방식으로 열을 제거한다. 구체적으로 설명하자면, 칩 표면 위에 냉각판을 장착하고, 이 냉각판을 통해 냉각액이 직접 열을 흡수하는 방식이다. 냉각액은 파이프를 통해 냉각판으로 이동해 칩에서 나오는 열을 흡수한 후 외부 열교환기로 이동해 열을 방출하게 된다. DOWFROSTTM LC의 주요 장점은 다음과 같다. ▲첫째, 우수한 열전달 성능이다. 서버에서 발생하는 고온의 열을 신속하게 흡수해 외부 냉각 장치로 전달함으로써 데이터센터의 온도를 안정적으로 유지한다. ▲둘째, 부식 방지 및 유지보수 비용 절단 효과가 있다. DOWFROSTTM LC에는 특수한 부식 방지 성분이 포함돼 있어 냉각 시스템의 금속 부품을 보호하며, 이는 장기적으로 시스템의 수명을 연장하고 유지보수 비용을 크게 절감한다. ▲셋째, 고순도 프로필렌글리콜 기반의 안정성이다. 고품질 원료를 사용해 시스템 내에서 발생할 수 있는 거품, 조기 열화, 불쾌한 냄새 등의 문제를 최소화했다.

데이터센터의 에너지 소비와 환경 영향에 대한 우려가 커지는 가운데, 효율적인 냉각 기술은 지속적인 디지털 인프라 구축의 핵심 요소로 부상하고 있다. DOWFROSTTM LC가 2025 에디슨 어워즈 결선에 진출하게 된 것은 냉각 효율을 극대화해 데이터센터의 전체 에너지 소비자 현재 중요한 과제임을 반증한다. 이는 운영 비용 절감뿐만 아니라 탄소 발자국 감소에도 긍정적인 영향을 미치기 때문에 지속가능성의 과제도 해결한다. AI의 시대, 데이터센터의 미래는 이제 ‘얼마나 차갑게 유지할 수 있는가’에 달려있다.

레브테라: 전력 품질 문제를 즉각적으로 보호하는 에너지 저장 시스템

데이터센터는 24시간 안정적인 전력 공급이 필수적인 시설이다. 잠깐의 전력 중단이나 품질 저하도 서비스 장애, 데이터 손실, 하드웨어 손상으로 이어질 수 있어 막대한 비용 손실을 초래하기 때문이다. 2025년 에디슨 어워즈 결선 진출작으로 선정된 레브테라의 키네틱 스태빌라이저(Kinetic Stabilizer)는 데이터센터의 전력 안정화 시장에 새로운 대안을 제시하고 있다. 레브테라의 키네틱 스태빌라이저는 회전 운동을 이용한 플라이휠 에너지 저장 시스템(Flywheel Energy Saving System, FESS)으로, 기존 리튬 이온 배터리와 같은 화학적 에너지 저장 시스템과는 완전히 다른 방식으로 작동한다. 레브테라의 키네틱 스태빌라이저는 전기 에너지를 플라이휠의 회전 운동 에너지로 저장했다가, 필요할 때 다시 전기로 변환하는 방식으로 작동한다. 특히 레브테라는 여기에 자기 부상(Magnetic Levitation) 기술과 저마찰 베어링 기술을 적용해 에너지 손실을 최소화하고 있다.

<레브테라가 개발한 플라이휠 에너지 저장 시스템 ‘키네틱 스태빌라이저’>

[자료: 레브테라]

데이터센터에서 갑작스러운 전압 강하 또는 스파이크가 발생하면, 이 키네틱 스태빌라이저는 밀리초 단위로 반응해 즉시 안정적인 전력을 공급한다. 이는 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)가 완전히 가동되기 전까지의 중요한 순간을 책임지는 핵심 역할을 한다. 또한 데이터센터는 전력 소비량이 엄청난 시설로서, 운영 비용의 상당 부분을 전기료가 차지한다. 레브테라의 기술은 피크 부하 시간대의 전력 사용을 분산시켜 기본 전기 요금을 낮출 수 있다. 즉, 데이터센터는 데이터 처리 수요가 급증하는 시간대에 키네틱 스태빌라이저에 저장된 에너지를 사용함으로써 전력 회사로부터 추가 전력을 구매하는 비용을 절감할 수 있게 된다. 기존의 배터리 기반 시스템과 차별되는 점도 획기적이다. 기존 배터리 기반 에너지 저장 시스템은 충전과 방전 과정에서 열이 발생하고, 사용 횟수와 시간에 따라서 성능이 저하되며, 화학적 속성 때문에 충전과 방전 속도에 제한이 있다. 하지만 키네틱 스태빌라이저는 기계적 시스템이기 때문에 화학적 열화가 없어 수명이 길고, 유지보수 문제가 적으며, 밀리초 단위의 초고속 반응이 가능하다. 기존의 에너지 저장 시스템은 대략 1000~5000회의 충전 및 방전 수명을 갖는 반면, 키네틱 스태빌라이저는 수십만 회 충·방전이 가능하다. 또한 기존의 에너지 저장 시스템은 환경적 영향과 폐기 문제가 있지만, 키네틱 스태빌라이저는 이러한 환경 문제에서 자유롭다.    

글로벌 기업의 클라우드 서비스부터 금융 거래, 의료 시스템 등등 우리 사회의 중요 인프라가 데이터센터에 의존하고 있는 상황에서, 단 몇 초의 전력 불안정도 심각한 경제적 손실과 서비스 중단으로 이어질 수 있기에 데이터센터의 안정적인 전력 공급은 그 어느 때보다 중요해지고 있다. 증가하는 에너지 수요와 탄소 배출이라는 과제 앞에서 데이터센터의 전력 효율성과 안정성을 높이는 기술은 지속 가능한 디지털 미래를 위한 필수 요소다. 이러한 맥락에서 레브테라의 키네틱 스태빌라이저와 같은 혁신적인 에너지 저장 솔루션의 중요성은 앞으로 더욱 커질 전망이다.

젠디: 데이터센터의 에너지 소비 최적화를 위한 플랫폼

데이터센터는 서버와 기타 IT 장비들이 소비하는 에너지가 매우 많다. 이로 인해서 전력 사용 비용이 매우 중요한 문제이며, 비용 절감과 환경 책임을 동시에 해결하기 위해 효율적으로 에너지를 관리해야 한다. 2025년 에디슨 어워즈 결선 진출작으로 선정된 젠디의 “OPERATE”라는 이름의 솔루션은 데이터센터의 에너지 소비를 최적화하는 핵심 도구로 평가받고 있다.

OPERATE는 데이터센터와 마이크로그리드를 위한 종합 에너지 관리 솔루션(플랫폼)이다. 데이터센터는 막대한 양의 전력을 소비하는 시설이다. 서버와 냉각 시스템이 24시간 가동되어야 하므로, 전력 비용은 데이터센터 운영 예산의 상당 부분을 차지한다. OPERATE는 이런 데이터센터의 에너지 관리 문제를 여러 방면에서 해결한다. 우선 냉각 시스템의 에너지 소비를 최적화하고 서버 부하를 효율적으로 관리함으로써 전력 소모를 최소화한다. 실시간 에너지 소비 패턴을 분석해 고비용 장비의 효율을 높이는 맞춤형 솔루션을 제공하는 것이 특징이다. 최근 데이터센터들은 탄소 발자국을 줄이기 위해 재생 에너지 도입에도 적극적이다. OPERATE는 날씨 변화에 따른 재생 에너지 생산량을 예측하고, 이를 기반으로 에너지 자원을 최적으로 배분하는바, 태양광, 풍력 등 다양한 재생 에너지원을 데이터센터의 에너지 시스템에 효과적으로 통합한다. 이를 통해 데이터센터 운영자는 비용 절감과 동시에 탄소 배출 감소라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있다.

<데이터센터의 에너지 관리 솔루션 “OPERATE”의 대시보드>

[자료: 젠디]

고급 AI 알고리즘을 활용해 에너지 사용을 실시간으로 최적화하는 것도 OPERATE가 가진 강점이다. 특히 데이터센터의 마이크로그리드 내에서 전력 흐름을 제어하는 ‘마이크로그리드 컨트롤러(Microgrid Controller)’를 통해 에너지 비용을 최소화하면서도 안정적인 전력 공급을 보장한다. 이 시스템은 전력망 요금 변동, 재생 에너지 생산량, 데이터센터 부하 예측 등 수많은 변수를 고려해 최적의 운영 전략을 수립한다. OPERATE는 전력 피크 시간대에 자동으로 에너지 소비 레벨을 조절하고, 전력 요금이 낮은 시간대에 배터리를 충전하는 등 스마트한 의사결정을 지원한다. OPERATE의 또 다른 강점은 에너지 저장 시스템(ESS)과의 통합이다. 데이터센터는 시간대별로 전력 소비가 불균형하게 발생하기 때문에, 에너지 저장 시스템을 통해 피크 부하 시간대에 저장된 에너지를 사용하거나 외부 전력망의 불안정성을 보완할 수 있다. 이와 관련해 젠디의 기술 책임자는 “에너지 저장 시스템을 얼마나 효율적으로 운영하느냐가 에너지 비용 절감의 핵심이다. OPERATE는 언제 충전하고 언제 방전할지를 전력 요금과 수요를 고려해 결정한다”고 밝혔다.

에너지 최적화 플랫폼은 단순한 비용 절감 도구를 넘어, 디지털 경제의 지속가능한 성장을 위한 핵심 인프라로 자리매김하고 있다. 클라우드 서비스, 인공지능 등 첨단 디지털 기술의 발전이 가속화될수록, 이를 지원하는 데이터센터의 에너지 효율화 기술 역시 더욱 중요해질 것이다. 젠디의 OPERATE와 같은 첨단 마이크로그리드 제어 플랫폼은 디지털 인프라가 지속 가능한 방식으로 운영될 수 있도록 하는 필수적인 솔루션으로, 더 효율적이고, 더 회복력있고, 더 친환경적인 디지털 미래의 청사진을 제시한다.

시사점

이러한 기술들은 단순한 기술적 혁신을 넘어 디지털 시대의 지속가능성과 직결된다. AI, 클라우드, 빅데이터 등 급격히 성장하는 디지털 기술은 막대한 에너지를 소비하는 데이터센터에 의존하고 있으며, 따라서 데이터센터의 기술 혁신은 곧 미래 디지털 생태계의 지속가능성을 결정하는 핵심 요인이 될 것으로 전망된다. 글로벌 클라우드 서비스 제공업체에서 근무하는 A 씨는 KOTRA 실리콘밸리 무역관과의 인터뷰에서 “한국 기업들도 이제는 단순한 인프라 구축을 넘어 에너지 효율성과 환경친화적 접근에 집중해야 한다. 데이터센터의 미래는 기술적 성능뿐만 아니라 얼마나 지속 가능하게 운영되느냐에 달려있다. 한국 기업들도 글로벌 트렌드에 뒤쳐지지 않기 위해서는 과감한 투자와 혁신이 필요하다”고 말했다. 에디슨 어워드에 선정된 이들 기술은 경제적 효율성뿐 아니라 환경적 책임까지 고려하는 통합적 접근을 보여준다는 점에서 그 의의가 크다. 한국 데이터센터 산업도 이러한 글로벌 혁신 트렌드를 적극적으로 수용하고, 선도적인 기술 개발에 나서야 할 시점이다.

자료: Edison Awards, DOW INDUSTRIAL SOLUTIONS, Revterra, XENDEE Corporation, KOTRA 실리콘밸리 무역관 자료 종합