HARC, 텍사스 데이터센터 대기오염 분석 발표

미국 텍사스의 비영리 연구기관 휴스턴고등연구센터(HARC)가 10월 20일 데이터센터 전력 수요가 텍사스의 대기오염 감축 성과를 20년 전으로 되돌릴 수 있다는 분석을 발표했다. HARC에 따르면 새 데이터센터 수요를 앞으로 5년간 예상되는 전력망 구성 그대로 충당할 경우, 2031년 전력 부문 질소산화물(NOx) 배출은 2025년보다 136% 늘어 2004년 수준에 다가선다. 초미세먼지(PM2.5)는 2006년 수준까지 올라가고, 오존을 만드는 휘발성유기화합물(VOC)은 2002년 수준을 32% 웃돈다.

되돌려질 수 있는 성과의 크기는 HARC가 먼저 제시했다. 2002년부터 2024년까지 텍사스 발전 부문은 질소산화물을 68%, 이산화황을 84%, 초미세먼지를 60% 줄였다. 같은 기간 주 인구는 수백만 명 늘었고 경제 규모는 대략 두 배가 됐다. 보고서는 발전소 배출 저감 설비와 연료 전환, 자동차 배출 기준, 석탄 발전소 폐쇄를 감축의 동력으로 꼽았다. 이 감축분을 다시 흔드는 것이 데이터센터다. HARC는 텍사스 데이터센터가 앞으로 6년 동안 늘릴 전력 수요가 지난 20년간 전력망 전체가 늘린 수요보다 많을 것으로 내다봤다.

분석은 시나리오 모형이다. 연구진은 텍사스 전력망 운영기관 ERCOT, 송전사업자(TSP), 데이터센터 시장 조사업체 BAXTEL이 각각 내놓은 세 가지 수요 전망에 네 가지 전력 공급 방식을 겹쳐 다섯 가지 오염물질의 배출 경로 77개를 계산했다. 메탈이 확인한 HARC 대화형 보고서의 방법론 절에 따르면 모든 데이터센터는 1년 8760시간 내내 설비 용량의 80%로 가동하고, 전력의 약 40%를 냉각에 쓴다고 가정했다. 1기가와트짜리 대표 시설 하나의 전력·연료 구성을 시뮬레이션한 뒤 텍사스 전체 예상 용량으로 선형 확대하는 방식이다.

결과를 가르는 변수는 데이터센터가 전기를 어디서 얻느냐다. 보고서 표에 따르면 ERCOT 전망 기준으로 데이터센터를 새로 짓지 않는 기준선에서 전력 부문 질소산화물은 2025년 7만3114톤에서 2031년 6만2862톤으로 14% 준다. 새 수요를 전력망으로만 채우면 8만7336톤으로 19.5% 늘고, 전력망에 태양광과 풍력을 묶으면 7만975톤으로 2.9% 준다. 부지 안에 천연가스 엔진을 돌리면 17만6553톤으로 141.5%, 열병합 발전에 탄소 포집을 붙이면 20만4018톤으로 179% 늘어난다. 연구진은 같은 수요 전망 안에서도 연소 방식의 질소산화물이 전력망과 재생에너지 조합보다 2배에서 10배 많고, 휘발성유기화합물은 2배에서 165배까지 벌어진다고 분석했다.

가장 높은 수요 전망에서 부지 내 가스 엔진을 쓰면 질소산화물 배출이 지금 텍사스의 모든 배출원을 합친 양보다 많아진다고 HARC는 밝혔다. 저감 장치를 달아도 엔진은 전력망 전기보다 2~3배 많은 질소산화물을 낸다. 이산화탄소도 같은 방향이다. 가장 보수적인 전망에서도 2031년 전력 부문 배출은 약 2억5100만 톤으로 2025년보다 38% 많고, 가장 높은 전망에서는 약 9억 톤으로 2024년 텍사스 전체 배출원을 합친 양을 넘는다.

존 홀(John Hall) HARC 최고경영자는 "우리 분석은 우려할 만한 결과"라며 "우리 아이들과 손주들이 우리보다 더러운 공기를 마실 가능성이 상당하다"고 말했다. 그는 "운송 부문과 주 정부, 여러 이해관계자가 수십 년 동안 이 수치를 끌어내렸는데 그 성과가 이제 위험에 놓였다"고 덧붙였다.

덜 나쁜 길도 계산에 들어 있다. 데이터센터 전력의 3분의 1을 전력망에서 받고 나머지를 부지 내 태양광·풍력으로 채우면, 전력망만 쓸 때보다 질소산화물과 이산화탄소 배출이 약 3분의 2 줄어든다. 다만 보고서는 가장 깨끗한 구성에서도 데이터센터가 없는 기준선보다 배출이 늘어난다고 적었다. 늘어나는 수요의 규모 자체가 배출을 밀어 올린다는 설명이다. 메탈은 유엔대학교가 데이터센터의 탄소·물·토지 비용을 추산한 보고서를 보도한 바 있으며, HARC 분석은 그 비용을 한 주의 대기질 지표로 좁혀 본 사례다.

법과 규제의 관점에서 보면 이 보고서가 가리키는 결정권자는 엔지니어보다 규칙을 쓰는 쪽이다. 연구진은 가스 엔진과 열병합 시나리오에서 시설이 텍사스 환경품질위원회(TCEQ) 규정 등 주·연방 규제 한도까지 배출을 맞춘다고 가정했고, 오염 저감 설비(PCS)를 더한 시나리오를 따로 계산했다. 같은 시설이라도 어떤 허가 기준을 적용받느냐에 따라 2031년 배출 곡선이 수만 톤씩 달라진다는 뜻이다. HARC는 규제·입법 개혁안을 담은 데이터센터 정책 플레이북도 함께 내놓았다.

카를로스 가마라(Carlos Gamarra) HARC 에너지·대기·IT 담당 부사장은 "결과를 좌우하는 것은 전력 공급 방식의 선택"이라며 "데이터센터 개발사와 규칙을 정하는 정책 결정권자들이 우리가 어디에 닿을지를 정하게 된다"고 말했다. 보고서는 각 시나리오가 새 수요 전부를 한 가지 방식으로 채운다고 가정한 만큼 실제 결과는 모형의 선들 사이 어딘가에 놓일 것이라고 밝혔다. BAXTEL 전망은 발표된 사업이 개발사 일정대로 가동한다는 전제라 지연이나 취소가 생기면 곡선이 낮아진다. 20년 동안 쌓은 대기질 개선이 유지될지는 지금 텍사스에서 내려지는 허가와 전력 조달 계약에 달려 있다.