데이터센터 폐열로 깨끗한 물을 생산하는 기업들이 등장하고 있다고 Electrical Distributor 매거진이 보도했다.

뉴욕 및 캘리포니아주 로트너 파크 – Endeavour와 Trevi Systems가 열에너지 기반 담수화 및 농축수(브라인) 농축 기술을 전 세계로 확대하기 위한 전략적 파트너십을 체결했다고 발표했다. Endeavour의 ThermalWorks 폐쇄 루프 무수(無水) 냉각 플랫폼에서 나오는 폐열과 결합하면, Trevi의 기술은 데이터 센터를 물을 대량으로 소비하는 시설에서 직접 물을 생산하는 시설로 바꿀 수 있다. 이 시스템은 컴퓨팅 용량 1메가와트당 기수(汽水) 지하수로부터 하루 최대 200,000갤런(약 750,000리터)의 깨끗한 물을 생산할 수 있으며, 유전 생산수(produced water)를 활용할 경우 메가와트당 하루 약 50,000갤런을 생산할 수 있다.

Endeavour는 이 기술을 먼저 자사의 미국 내 데이터 센터에 도입할 예정이다. 이 회사의 글로벌 공급망과 기가와트 규모의 제조 역량은 하이퍼스케일러 및 전 세계 데이터 센터 운영사로의 폭넓은 확산을 뒷받침할 것이다.

담수화 플랜트는 물이 부족한 지역에 필수적인 담수를 공급하지만, 동시에 대량의 고농도 농축수를 배출한다. 일반적인 해수 담수화 플랜트는 담수 1리터를 생산할 때마다 약 1.5리터의 고염분 농축수를 바다로 되돌려 보낸다. 농축수를 완전히 제거하는 것은 그동안 에너지 집약도와 비용이 너무 높아 널리 쓰이기 어려웠다. Trevi의 기술은 이러한 장벽을 극복하도록 설계되었으며, 이는 물 부족 문제를 해결하는 동시에 담수화의 환경적 영향을 줄일 수 있는 기회를 제공한다.

Endeavour의 설립자이자 CEO인 Jakob Carnemark는 "담수화는 물 부족 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있지만, 그로 인해 생기는 농축수를 관리하는 일은 여전히 큰 과제입니다."라고 말했다. "매일 전 세계는 1억 세제곱미터가 넘는 농축수를 다시 바다로 펌프질하고 있습니다. Trevi의 공정은 보통 버려지는 열로 작동하며, 이는 계산 방식을 바꿉니다. 메가와트당 하루 최대 200,000갤런의 깨끗한 물을 만드는 데이터 센터 네트워크는 지구상에서 가장 큰 새로운 담수 공급원이 될 수 있습니다. 우리의 데이터 센터가 그것을 가장 먼저 증명할 것입니다."

Trevi Systems의 설립자이자 CEO인 John Webley는 "정삼투는 농축수에 대해 언제나 올바른 물리 원리였습니다. 부족했던 것은 대규모로 적절히 매칭되는 열원이었는데, Endeavour가 그것을 보유하고 있습니다."라고 말했다. "기가와트 규모의 제조, 24시간 열을 배출하는 프로젝트, 그리고 지구상의 물 스트레스가 높은 모든 유역에 닿는 공급망이 있습니다. 우리는 이 공정을 하와이에서 해수에, 캘리포니아에서 역삼투 농축수에, 그리고 캘리포니아와 곧 오만에서 생산수에 적용해 실증했습니다. 이제 이런 플랜트를 수백 개씩 지을 수 있습니다."

**작동 원리**

업계는 데이터 센터의 물 사용량을 컴퓨팅 1킬로와트시당 소비되는 리터 수로 측정한다. 일반적인 증발식 냉각 시설은 약 1.8리터/kWh로 운영된다. Endeavour의 ThermalWorks 사업부는 폐쇄 루프 방식의 무수 냉각 시스템을 만들므로, 이 데이터 센터들은 물을 전혀 소비하지 않으며, 해당 시스템은 IT 부하에서 발생하는 열을 Trevi 공정에 필요한 온도로 포집한다.

Trevi의 정삼투 시스템에서는 역삼투에 필요한 고압 없이, 특수한 유도 용액(draw solution)이 자연스럽게 물을 막을 통해 끌어당긴다. 이후 유도 용액은 60~80°C의 열로 재생된다. 이 시스템은 염분과 오염물질을 제거하면서 농축수를 고형분 상태로 농축하며, 동력은 거의 전적으로 폐열에서 공급된다. 그 결과 컴퓨팅 1kWh당 최대 31리터의 깨끗한 물을 생산한다. 100메가와트 규모의 캠퍼스는 옆에서 돌아가는 컴퓨팅 설비에 이미 에너지 비용이 지불된 상태로, 하루 2,000만 갤런을 생산하는 물 공장이 될 수 있다.

**해결하는 문제**

UN의 『2026 세계 물 개발 보고서』에 따르면 전 세계 4명 중 1명, 즉 21억 명이 여전히 안전하게 관리된 식수를 이용하지 못하고 있다. 세계적으로 가장 주된 해법은 담수화였으나, 그 과정에서 남는 농축수는 현재 전 세계적으로 하루 약 1억 4천만 세제곱미터에 달하며, 이 양은 21세기 중반까지 두 배로 늘어날 것으로 예상된다. 역삼투 농축수는 바닷물의 약 두 배에 달하는 염도를 가지며 종종 식물 화학물질을 함유한다. 이는 해저에 가라앉아 산호에 해를 끼치고 해초를 죽일 수 있다.

고형 소금을 얻기 위해 농축수를 증발시키는 액체 배출 제로(ZLD) 방식은 알려진 해결책이다. 그러나 대개 전기로 작동하기 때문에 지자체 담수화 시설에서는 대부분 경제성이 없는 것으로 여겨져 왔다. 기존의 농축수 농축기는 16~26kWh/m³를 사용하고, 결정화 장치는 52~70kWh/m³를 사용한다. Trevi의 고수율 공정은 열 기반 결정화 장치와 결합하여 구매 에너지를 약 85퍼센트 줄인다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 데이터 센터는 2024년에 415테라와트시의 전기를 사용했으며, 2030년에는 약 945테라와트시를 사용할 것으로 예상된다. 이러한 방식으로 활용하면 2030년 기준 데이터 센터 전체 폐열은 이론적으로 현재 전 세계 담수화 플랜트가 생산하는 하루 1억 3천만 세제곱미터의 깨끗한 물 중 절반 이상을 생산할 수 있다.

**현장에서 입증됨**

Trevi는 중요한 수원에서 이 공정을 실증해 왔다. 여기에는 전력망 전기 없이 해수로부터 식수를 만든 하와이 자연에너지연구소(Natural Energy Laboratory of Hawaii)의 태양열 집열 기반 담수 플랜트와, 폐열을 이용해 역삼투 농축수를 농축한 캘리포니아 오렌지 카운티 수도국(Orange County Water District)과의 2년짜리 파일럿 사업이 포함된다. 회사는 또한 캘리포니아에서 유전 생산수 시스템을 운영해 왔으며, 곧 오만에서도 운영할 예정이다. Trevi는 21개국에 걸쳐 65건 이상의 특허를 보유하고 있다.