데이터센터 물 사용 급증, 한국의 물 안보 위협

현재 한국은 산업별 물 사용량 통계를 제대로 수집하고 있지 않아, 데이터센터와 같은 특정 산업 시설의 정확한 물 사용 현황 파악에 어려움을 겪고 있습니다. 이는 정책 수립과 물 자원 관리에 큰 제약으로 작용하며, 미래 물 수요 예측의 불확실성을 가중시키는 원인으로 지목됩니다. 한혜진 선임연구위원은 이러한 통계 부재가 데이터센터 증설에 따른 잠재적 물 부족 문제에 효과적으로 대응하지 못하게 한다고 지적했습니다.

정확한 통계 없이는 각 산업이 환경에 미치는 영향을 객관적으로 평가하기 어렵고, 이는 물 자원의 효율적 배분과 관리를 저해합니다. 특히 AI 시대에 급증하는 데이터센터의 물 수요를 예측하고 관리하기 위해서는 신뢰할 수 있는 산업별 물 사용량 통계 구축이 필수적입니다.

데이터센터의 정확한 용수 사용량 추적이 현재 불가능한 상태입니다. 이는 물 공급 계약이 160여 개 지자체별로 이루어지며, 고객 정보가 '산업'이 아닌 '요금'을 기준으로 분류되기 때문입니다. 즉, 어떤 산업체가 얼마나 물을 사용하는지 파악하기 어려운 구조입니다. 이러한 문제점은 데이터센터의 물 사용 실태를 정확히 파악하고 관리하는 데 있어 심각한 장애물로 작용합니다.

물 관리 당국이나 관련 연구기관이 개별 데이터센터의 용수 사용량을 상세하게 파악할 수 없어, 데이터센터 산업 전반의 물 수요를 예측하고 대비하는 데 한계가 있습니다. 이는 장기적인 물 자원 계획 수립에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

현재 2.2GW 수준인 국내 데이터센터 용량이 향후 50GW까지 늘어날 것으로 전망되면서, 이에 따른 물 수요의 급격한 증가가 예고됩니다. 만약 현재와 동일한 냉각 방식을 유지한다면 물 사용량이 무려 26배 이상 늘어날 수 있다는 분석이 나왔습니다. 이는 막대한 양의 물이 데이터센터 냉각에 사용될 것임을 시사하며, 국가적 물 안보에 심각한 위협이 될 수 있습니다.

데이터센터의 폭발적인 증가는 AI, 클라우드 컴퓨팅 등 디지털 전환 가속화와 직접적인 관련이 있습니다. 하지만 이러한 성장의 이면에는 냉각수 부족이라는 예상치 못한 환경 문제가 도사리고 있습니다. 특히 한국은 물 스트레스 국가로 분류될 가능성이 높은 상황에서, 물 수요의 급증은 심각한 사회 문제로 비화될 수 있습니다.

이에 따라 데이터센터의 무분별한 증설을 막고, 물 사용량을 최소화하는 냉각 기술 도입과 효율적인 물 관리 방안 마련이 시급한 과제로 떠올랐습니다. 장기적인 관점에서 국가 물 자원의 지속가능성을 확보하기 위한 다각적인 노력이 요구됩니다.

데이터센터의 냉각 방식에 따라 물 사용량이 하루 11만 톤에서 최대 85만 톤까지 큰 차이를 보인다는 연구 결과가 나왔습니다. 이는 어떤 냉각 기술을 선택하느냐에 따라 물 사용량이 크게 달라질 수 있음을 의미합니다. 개방형 순환 냉각탑 방식은 물 사용량이 가장 많지만, 공랭식이나 폐쇄순환식 냉각 방식은 물 사용량을 현저히 줄일 수 있습니다.

이러한 냉각 방식별 물 사용량 격차는 데이터센터의 환경 영향을 최소화하기 위한 기술 선택의 중요성을 부각시킵니다. 물 부족 문제를 해결하기 위해서는 물을 적게 사용하는 냉각 기술의 개발 및 상용화를 적극적으로 추진해야 합니다. 단순히 데이터센터의 숫자만 늘리는 것이 아니라, 지속가능한 운영을 위한 친환경 냉각 기술 도입이 필수적입니다.

따라서 데이터센터를 신규 건설하거나 증설할 때, 냉각 방식에 대한 환경적 고려가 최우선적으로 이루어져야 합니다. 초기 설계 단계부터 물 효율성을 고려한 냉각 시스템을 채택하여 미래의 물 부족 문제에 선제적으로 대응하는 지혜가 필요합니다.

데이터센터 입장에서 물 사용을 선호하는 주된 경제적 이유는 물값이 전기료에 비해 현저히 저렴하다는 점입니다. 데이터센터 운영 비용에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 전기 요금이며, 물값은 상대적으로 미미한 수준입니다. 이러한 경제적 유인 때문에 데이터센터는 물을 많이 사용하는 냉각 방식을 선택하는 경향이 있습니다.

한혜진 선임연구위원은 "데이터 센터 입장에선 항상 물과 전기가 교환 관계예요. 그런데 데이터 센터 운영 비용에서 제일 큰 건 전기 요금입니다. 그에 비해서 물값이 굉장히 싼 편이고요."라고 설명하며, 저렴한 물값이 물 절약을 위한 기술 투자 유인을 감소시킨다고 지적했습니다. 물 가격이 낮게 책정되어 있는 현재 구조에서는 데이터센터가 물 절약 기술에 투자할 경제적 동기가 부족하다는 것입니다.

현재 냉각탑에서 사용된 물을 회수하는 기술은 경제성이 낮아 실제로 거의 적용되지 않고 있습니다. 냉각탑에 유입된 물의 약 70%가 공기 중으로 증발하고 30% 정도만 회수되는데, 한국처럼 전기료보다 물값이 싼 환경에서는 물 회수 기술에 투자할 유인이 부족하기 때문입니다. 이러한 경제성 문제는 물 재활용 기술 도입을 가로막는 주요 요인으로 작용합니다.

한혜진 선임연구위원은 물 회수를 고민하기보다는 애초에 물을 증발시키지 않고 사용하는 냉각 기술을 개발하고 상용화하는 것이 현실적인 대안이라고 강조했습니다. 즉, 물 사용량을 최소화하는 건식 냉각 방식이나 폐쇄형 순환 시스템과 같은 기술 개발에 집중해야 한다는 것입니다. 이는 장기적인 관점에서 물 부족 문제에 대응하고 지속가능한 데이터센터 운영을 가능하게 할 것입니다.

흔히 한국이 물 부족 국가가 아니라고 생각하지만, 이는 계산상의 오류에서 비롯된 것입니다. 비 오는 양과 면적, 인구 등을 종합적으로 고려한 국가별 부존량을 비교해보면 한국은 물 자원량이 매우 적은 편에 속합니다. 한혜진 선임연구위원은 "우리는 물부족 국가가 아니다, 한 번도 수돗물을 열었을 때 안 나온 적이 없지 않냐 막 그런 얘기를 하는데 이게 다 이제 계산을 할 때 인구를 나누거든요. 부존량에다가 인구를 나누게 되면 면적에다가 비 오는 양을 곱해서 만드는 거라 나래비를 국가별로 해보면 저희는 굉장히 적은 편이에요."라고 설명하며, 한국의 물 자원 현황에 대한 정확한 인식이 필요하다고 밝혔습니다.

더욱이 현재 기후 변화가 이미 시작되어 강수량의 불확실성이 커지고 가뭄과 홍수 같은 극단적인 기상 현상이 빈번해지고 있습니다. 이는 가용 수자원의 양과 안정성에 직접적인 영향을 미쳐 물 부족 문제를 더욱 심화시킬 수 있습니다. 따라서 한국은 더 이상 물 부족 문제에서 안전하다고 볼 수 없으며, 미래 물 수요 관리에 대한 전면적인 재검토가 필요한 시점입니다.

데이터센터의 물 수요 급증은 이러한 기후 변화로 인한 물 위기를 더욱 가속화할 잠재력을 가지고 있습니다. 제한된 물 자원 속에서 늘어나는 수요를 감당하기 위해서는 전 국가적인 차원의 물 절약 노력과 효율적인 물 관리 시스템 구축이 절실합니다.

데이터센터의 여름철 냉각 수요는 물의 취약성을 높이는 주요 요인이 될 수 있습니다. 냉각 시스템이 현재와 같다면, 연평균 72만 톤 수준인 물 사용량이 여름철 최대치에는 200만 톤까지 늘어날 수 있다는 분석이 나왔습니다. 이는 여름철 무더위로 인해 냉각 장치 가동이 급증하면서 발생하는 현상입니다.

수도 시설은 최대 급수량을 기준으로 설계되지만, 데이터센터의 급격한 물 수요 증가는 기존 수도 시설의 한계를 초과하여 여름철 물 부족 사태의 원인이 될 수 있습니다. 특히 특정 지역에 데이터센터가 집중될 경우, 지역 주민과 산업체 간의 물 사용 갈등이 발생할 가능성도 있습니다.

따라서 데이터센터 건설 시 지역의 수자원 현황을 면밀히 검토하고, 여름철 피크 부하 시 물 사용량을 예측하여 이에 대한 대책을 마련해야 합니다. 물 효율적인 냉각 기술 도입과 더불어 대체 수자원 활용 방안을 모색하는 것이 중요합니다.

현재 수도 시설의 여유량이 매우 타이트한 상황에서, 반도체 산업의 대규모 물 수요와 더불어 데이터센터의 물 수요까지 중첩되면 물 부족 사태가 발생할 수 있다는 우려가 제기됩니다. 이미 국내 수도 인프라는 여유가 없는 수준인데, 두 대형 산업 시설의 물 사용량이 동시에 증가할 경우 감당하기 어려운 상황이 올 수 있습니다.

한혜진 선임연구위원은 "수도 쪽에 여유량이 되게 타이트한데 여기다 이제 반도체도 들어오면서 굉장히 타이트한데 데이터 센터까지 들어오는 순간 이제 모자라는 상황이 올 수가 있습니다."라고 경고하며, 국가적 차원의 물 자원 배분과 관리 전략이 필요함을 강조했습니다.

현재 데이터센터는 건물 유형으로는 방송 통신 시설, 사업자 유형으로는 정보 통신 사업자, 전기적으로는 대수용가로 분류되지만, 물 사용과 관련된 의무는 거의 부과되지 않고 있습니다. 즉, 대규모 물을 사용하는 시설임에도 불구하고 물 사용량 측정, 절감 노력, 재활용 등에 대한 제도적 의무가 부재한 실정입니다. 이는 데이터센터의 물 사용량 관리가 제도적 사각지대에 놓여있음을 의미합니다.

이러한 제도적 허점은 데이터센터가 물을 무분별하게 사용하거나 효율적인 냉각 방식을 도입할 유인을 약화시킵니다. 전력 소비에 대해서는 비교적 엄격한 관리가 이루어지는 것과 대조적으로, 물 소비에 대한 규제가 미흡하다는 지적입니다. 따라서 데이터센터의 물 사용량에 대한 명확한 법적, 제도적 의무를 부여하여 물 효율적인 운영을 유도해야 할 필요성이 제기됩니다.

수도법에 따른 원인자 부담금은 주로 수도 시설 확장 용도로만 사용될 수 있어, 데이터센터의 물 문제 해결에 직접적으로 활용되기 어렵습니다. 댐 용수를 사용하는 경우 댐 용수 계약금이나 이용금 등이 부과되기는 하지만, 이는 전반적인 물 사용량 관리에 대한 근본적인 해결책이 될 수 없습니다. 즉, 현행 부담금 제도는 대규모 물 수요 시설의 물 효율성을 높이거나 대체 수자원 확보에 기여하는 데 한계가 있습니다.

원인자 부담금이 물 사용량 절감이나 재이용 기술 개발에 활용될 수 있도록 용처를 확대하는 방안을 검토해야 합니다. 또한, 단순히 수도 시설 확충에만 의존하는 것이 아니라, 물 수요 관리와 절약에 대한 인센티브 및 규제를 강화하는 방향으로 제도를 개선할 필요가 있습니다.

최근 제정된 AI 특별법에는 용수 시설에 대한 특별 지원 조항이 포함되어 있지만, 정작 AI 특구를 지정할 때 해당 지역의 물 수급 능력을 평가하는 절차는 전무합니다. 이는 특구 지정 후 막대한 물이 필요한 데이터센터가 들어섰을 때, 지역의 물 공급 능력이 부족하여 물 부족 사태를 초래할 수 있음을 의미합니다. 특별법의 취지는 지원이지만, 그에 앞서 환경적 지속가능성을 고려하지 않은 조항으로 지적될 수 있습니다.

물 수급 평가 절차의 부재는 미래에 예기치 못한 물 갈등을 야기할 수 있으며, 지속 가능한 특구 운영에도 부정적인 영향을 미칠 것입니다. 따라서 AI 특별법에 특구 지정 시 물 수급 평가를 의무화하는 조항을 추가하여, 개발과 환경 보전의 균형을 맞출 필요가 있습니다.

현재까지 데이터센터와 관련된 주요 갈등 사례는 대부분 전자파, 소음, 일조권 침해 등 환경적 요인에 집중되어 있습니다. 물 문제로 인한 갈등 사례는 거의 보고되지 않고 있습니다. 이는 데이터센터의 물 사용량에 대한 사회적 인식이 낮거나, 아직 물 부족 문제가 표면화되지 않았기 때문으로 풀이됩니다.

하지만 이는 물 문제가 없다는 것을 의미하기보다는, 잠재적인 위협이 수면 아래에 있을 가능성을 시사합니다. 한혜진 선임연구위원은 "사실은 그 물 문제 때문에 데이터 센터는 사례는 없고요. 대부분은 전자파나 소음·일조권 때문에 얘기를 많이 하죠."라고 언급하며, 지금부터라도 물 문제에 대한 선제적인 대응이 필요함을 강조했습니다.

미국에서는 데이터센터 전력 공급에 대한 인센티브를 철회하기 시작하는 등 전력 분야의 규제가 강화되고 있습니다. 과거에는 데이터센터의 확장을 장려하기 위해 인센티브를 제공했지만, 막대한 전력 소비가 환경에 미치는 영향이 커지면서 정책 기조가 변화하고 있는 것입니다. 이러한 변화는 전력 효율성 개선과 친환경 에너지 전환을 유도하기 위한 조치로 해석됩니다.

이러한 해외 사례는 국내 데이터센터의 물 사용량 관리에도 시사하는 바가 큽니다. 전력 규제 강화가 물 사용량 규제로 이어질 가능성이 있으며, 지속가능성을 고려하지 않은 성장은 결국 한계에 부딪힐 수 있음을 보여줍니다. 따라서 국내에서도 데이터센터의 전력 및 물 사용량에 대한 규제를 강화하고, 친환경 운영을 위한 인센티브 시스템을 재정비할 필요가 있습니다.

물 공급 인프라 확충은 물 부족 문제 해결의 마지막 수단이 되어야 하며, 그 비용은 원인을 제공한 사업자가 부담하는 것이 원칙이라는 입장이 제시되었습니다. 즉, 데이터센터와 같이 대규모 물을 사용하는 시설이 들어설 경우, 해당 시설로 인해 발생하는 물 부족 문제와 관련 인프라 확충 비용을 사업자가 책임져야 한다는 것입니다. 이는 지속 가능한 물 관리를 위한 중요한 원칙으로, 무분별한 물 사용을 억제하고 책임 있는 개발을 유도하는 역할을 합니다.

한혜진 선임연구위원은 "공급 인프라 확충은 마지막 수단이 되어야 할 것 같습니다. 이 비용은 전부 다 원인을 제공한 사업자가 부담하는 게 원칙이고요."라고 강조하며, 물 부족 문제 해결의 근본은 수요 관리와 효율적인 사용에 있음을 밝혔습니다. 따라서 무작정 공급을 늘리기보다는 수요를 줄이고 효율을 높이는 방안을 우선적으로 모색해야 합니다.

전력 영향 평가와 유사하게 대규모 물 수요 영향 평가 제도를 도입해야 한다는 제안이 나왔습니다. 이는 데이터센터와 같이 대량의 물을 사용하는 시설을 건설할 때, 해당 시설이 지역의 물 환경에 미치는 영향을 사전에 평가하고 필요한 저감 대책을 마련하도록 의무화하는 제도입니다. 이 제도는 물 자원의 효율적 배분과 물 부족 문제 예방에 기여할 것으로 기대됩니다.

한혜진 선임연구위원은 "전력 영향 평가처럼 대규모 물 수요 영향 평가 제도를 만들어야 되지 않을까? 물 한 톤 한 톤 쓸 때 좀 관리할 필요가 있다고 생각합니다."라고 강조하며, 물 한 방울의 소중함을 인식하고 모든 단계에서 물 사용을 관리해야 함을 역설했습니다. 이러한 제도 도입을 통해 지속 가능한 데이터센터 운영과 국가 물 자원의 안보를 동시에 확보할 수 있을 것입니다.