AI 데이터센터 급증에…정유업계, 18조 ‘액침냉각’ 선점 각축전

전력 20→5%…공랭 한계 극복
정유업계 ‘실증’으로 시장 개척
설비 전환·초기 투자 부담 숙제

[이데일리 김은경 기자] 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터가 급증하면서 국내 정유업계가 새로운 먹거리 시장으로 떠오른 액침냉각 시장에 일제히 뛰어들고 있다. 서버를 전기가 통하지 않는 냉각유에 직접 담가 식히는 액침냉각 방식은 기존 공랭식 대비 에너지 소모를 크게 줄일 수 있어 AI 데이터센터 핵심 기술로 부상하고 있다.

액침냉각설비에 담긴 냉각유와 서버를 테스트하고 있는 HD현대오일뱅크 직원들.(사진=HD현대오일뱅크)

27일 업계에 따르면 HD현대오일뱅크는 최근 서울대와 협력해 실제 서울대 AI 연구실 서버에서 발생하는 열을 액침냉각 방식으로 식히는 공동 연구를 추진하기로 했다. 소규모 서버 실증을 통해 대형 데이터센터로 적용 범위를 넓힌다는 전략이다.

현재 대부분 데이터센터는 팬으로 바람을 순환시키는 공랭 방식을 사용한다. 하지만 AI 서버는 높은 전력 사용량으로 발열량이 급격히 증가해 공랭만으로는 한계에 부딪히고 있다. 실제 데이터센터에서는 냉각에만 전체 전력 사용량의 약 20%가 소요된다. 액침냉각을 적용하면 이 비중을 5% 안팎까지 낮출 수 있어 전력 효율과 공간 활용도 모두 획기적으로 개선된다. 엔비디아 등 글로벌 빅테크 기업들이 액침냉각 도입을 늘리는 배경이다.

액침냉각 기술은 실제 현장 적용을 위한 안정성 검증 단계에 있다. SK엔무브는 LG전자(066570)와 손잡고 데이터센터용 액침냉각 솔루션을 공동 개발하고 있다. 미국 액침냉각 전문기업 GRC와도 협력 관계를 구축해 시장 진입 속도를 높이고 있다. GS칼텍스는 LG유플러스와 협력해 실제 데이터센터에 액침냉각유를 공급하며 사업화를 본격화했다. 에쓰오일은 스마트그리드 전문기업 지투파워와 함께 액침냉각 기술을 적용한 에너지저장장치(ESS) 개발을 추진 중이다.

정유업계가 액침냉각에 주목하는 이유는 기존 윤활유 기술을 활용할 수 있어서다. 액침냉각유는 전기가 통하지 않으면서도 높은 열전도율과 화학적 안정성을 동시에 갖춰야 한다. 고도의 정제 기술과 윤활유 생산 노하우를 보유한 정유사들이 비교적 빠르게 시장에 안착할 수 있는 분야로 평가된다.

AI 확산으로 글로벌 데이터센터 투자가 급증하고 있는 점도 기회 요인이다. 글로벌 시장조사기관 프레시던스리서치에 따르면 지난해 21억1000만달러 (3조800억원) 규모였던 액체냉각 시장은 2034년 127억6000만달러(18조6500억원)까지 성장할 전망이다.

다만 기존 공랭식 데이터센터를 액침 방식으로 전환하려면 설비 구조 변경이 필요해 초기 투자 부담이 크다는 점은 과제다. 서버를 담그는 탱크, 냉각유 순환 시스템, 열 회수 장치 등을 새로 구축해야 해 대형 데이터센터일수록 도입 장벽이 높은 것으로 알려졌다.

김은경 (abcdek@edaily.co.kr)