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친환경 데이터 센터

하수처리장, 데이터 센터를 품다

 

왜 필요한가

 

데이터 센터 수요의 급증,
그리고 풀어야 할 난제

사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 클라우드 시스템, 무인 자동차 등 4차 산업혁명으로 데이터 센터 수요가 급증하고 있지만 용지 부족, 서버 냉각에 필요한 막대한 에너지 소모, 이에 따르는 지구 온난화와 탄소 배출권 등 해결해야 할 난제가 산적해 있습니다.

전 세계에서 가장 많은 데이터 센터를 운영하고 있는 미국은 현재 운영 중인 데이터 센터가 사용하는 전기에너지만 700억㎾h로, 국가 전체 에너지 소비 중 2%에 달합니다. 특히 데이터 센터 운영 비용의 30~50%가 서버에서 발생하는 열의 냉각과 관련돼 있는데, 15㎿급 서버를 보유한 데이터 센터는 냉각팬 가동에만 1㎿, 전체 시스템 냉각에 7㎿의 전력을 사용하고 있으며 연간 5억ℓ의 물이 필요합니다.

용지 문제도 심각해 구글, 마이크로소프트(MS), 아마존 등의 데이터 센터가 몰려 있는 워싱턴DC 인근 라우든시의 용지 가격이 불과 몇 년 만에 두 배 이상 상승했습니다. 이에 따라 거대 정보기술(IT) 기업들이 용지와 냉각 문제 해결을 위해 바닷속에 데이터 센터를 건립하는 등 각고의 노력을 기울이고 있습니다.

데이터 센터 수요 급증에 따른 해결과제

해저 데이터 센터 구축을 위한 마이크로소프트 ‘나틱 프로젝트‘ (출처 : 마이크로소프트)

해저 데이터 센터 구축을 위한 마이크로소프트 ‘나틱 프로젝트‘ (출처 : 마이크로소프트)

 

고객 고민

부족한 부지, 과도한 에너지 소비…
나아가 지방 경제 활성화와 ESG 경영까지
해답은 하수처리장에

서버 임대 등 영업 측면과 고용, 보안, 전력 수급의 안정성 등으로 데이터 센터는 전통적으로 대도시를 선호해 왔습니다. 이런 데이터 센터의 도심 속 입지 조건 중 가장 큰 문제는 데이터 센터 부지 확보입니다.

도시가 성장함에 따라 자연스럽게 도심에 자리 잡게 된 하수처리장은 이 문제에 대한 최적 해법을 제시합니다.

오래된 하수 처리장들은 대부분 노후시설 현대화, 기후변화 및 새로운 규제에 대한 대응에 고심하고 있습니다. 하수 처리장에 데이터 센터를 건립하면 부지를 찾고 있는 민간기업과 하수 처리장 개선에 고민하는 지방 정부가 서로 상생할 수 있습니다. 민간은 최적의 입지에 데이터 센터를 짓고 지방 정부와 주민은 토지 장기임대 수익 등을 통해 경제적 부담을 줄일 수 있기 때문입니다.

데이터 센터에서 발생하는 열을 엄청난 에너지를 써서 냉각시키는 대신 하수처리장에서 다양한 용도로 활용할 수 있는 것도 강점입니다.

 
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솔루션

부지집약+에너지 절감으로
기후변화에 대응하는 친환경 공정

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부강테크는 3년 전 우리나라 최초 하수처리장인 서울 중랑물재생센터 시설 현대화 사업에서 기존 부지를 절반만 사용해 하수처리장을 지하화 하는 것에 성공했습니다. 부강테크는 이렇게 절감된 용지에 데이터 센터를 지어 계절·온도에 따라 서버에서 발생된 열을 다양한 방식으로 회수해 하수처리에 활용하는 특허를 출원했습니다.

데이터 센터는 하수 처리장·바이오 가스 플랜트와 한 장소에 건설하여 에너지 소비를 줄이고, 각종 유기성 폐기물의 통합 소화를 통한 신재생 에너지(바이오 가스) 생산으로 기후변화에 대응하는 Tomorrow Water Project(이하 TWP)의 주요 시설 중 하나입니다.

이 프로젝트를 통해 부강테크는 UN SDGs의 4가지 목표(SDG 6: 물과 위생, SDG 7: 신재생 에너지, SDG 9: IT 인프라, SDG 13: 기후변화 대응)를 동시에 실현하려 합니다.

 

[부지 절감]

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[친환경 열교환 시스템]

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기대효과

그린뉴딜을 선도하는
하수처리장

  • 01
    세계 최초 중력식 일차 침전지 대체, 획기적인 부지 절감 솔루션 적용

    - 1차 처리 공정인 Proteus로 일차 침전지 부지의 약 85%를 절감하고 생물여과기술(BBF)와 결합하여 소요 부지 최소화
    - 고농도 부착 미생물을 이용함으로써 단위 시설 당 처리량 획기적 향상, 이차 침전지 생략

  • 02
    친환경 열교환 시스템으로 에너지 절감

    - 버려지는 폐열의 재활용
    - 에너지 소비 감소에 의한 탄소 배출 감소 → 탄소 중립 정책 기여

  • 03
    AI 기반 하수처리장

    - 하수처리 관련 가치사슬(설계, 시공, 운영)에 AI 도입
    - AI기반 에너지 절감 및 자원순환형 하수처리장 건설
    - 처리 효율과 경제성의 획기적 개선

  • 04
    하수처리장의 새로운 가치 창출 기반 마련

    - 도시 인프라 효율성 극대화로 지방정부 경제 활성화
    - 하수처리장 현대화 및 효율성 제고를 위한 지방정부의 자본 유치 가능
    - 시민들의 하수처리비 부담 경감 및 고용 활성화

 

부지 집약 주요 사례

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서울 중랑물재생센터(단계별 시설 완전 지하화 1단계 사업)

- 용량 : 250,000 ㎥/일(초기우수 500,000㎥/일) - 적용 기술 : Proteus, BBF - 중력식 침전지 대체하여 일차처리 부지 집약 85% 절감

* 운영수질
구분(mg/L) BOD SS
유입 130~378 100~236
유출 21~90 13~65
제거 효율 32~73% 54~80%
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관련 자료

구분 내용 다운로드/자료
기술설명자료 Proteus 기술소개 PPT 다운로드
BBF 기술소개 PPT 다운로드
중랑물재생센터 부지집약 솔루션 카달로그 다운로드
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