숲속의 특이한 '기계', 새로운 Microsoft 캠퍼스를 위해 지하 깊은 곳의 청정 에너지 활용

마이크로소프트, 땅속의 에너지로 캠퍼스를 짓다 워싱턴주 레드먼드에 위치한 마이크로소프트(MSFT) 캠퍼스에서 72에이커 규모의 부지에 최신식 건물들이 들어서고 있습니다. 300만 제곱피트에 달하는 아름다운 업무 공간과 편의 시설을 위한 부지가 조성되는 가운데, 한쪽에서는 땅속 깊이 수백 개의 우물을 파는 작업이 진행 중입니다. 이 우물들은 땅속의 일정한 온도를 활용해 건물에 냉난방을 공급하는 혁신적인 청정 에너지 시스템의 기반이 될 예정입니다. 시애틀 스페이스 니들 높이(약 550피트)에 달하는 깊이로 땅속에 뚫린 이 우물들은 미국 최대 규모의 '지열 교환(geoexchange)' 시스템을 구축하여 지구의 열 에너지를 활용하게 됩니다. 이는 마이크로소프트의 야심찬 지구 환경 보호 목표 달성에 중요한 역할을 할 것입니다. 마이크로소프트 부동산 부문의 글로벌 지속가능성 책임자인 케이티 로스(Katie Ross)는 "새로운 캠퍼스가 운영 과정에서 탄소 배출 제로를 달성하기를 원했습니다. 이를 위해 건물의 냉난방 수요를 어떻게 충족시킬지에 대해 창의적인 접근이 필요했고, 결국 지열 교환 기술을 선택하게 되었습니다"라고 설명했습니다. 이 중앙 집중식의 거의 완벽하게 탄소 배출이 없는 시스템은 '열 에너지 센터(Thermal Energy Center)'라고 불립니다. 당초 캠퍼스 현대화 계획에는 포함되지 않았던 것으로, 마이크로소프트는 520에이커 규모의 본사 부지 일부를 재개발하는 과정에서 환경에 대한 영향을 창의적으로 고려할 기회를 얻었습니다. 일일 운영에서 화석 연료를 제거하기 위해 주방 및 냉난방 시스템에서 천연가스 사용을 중단해야 했습니다. 또한, 여러 건물을 동시에 개발하면서 효율성을 위해 냉난방 기능을 한 곳으로 집중할 수 있었습니다. 캠퍼스 내 녹지 공간에 대한 오랜 강조 덕분에 충분한 부지를 확보할 수 있었습니다. 로스는 "마이크로소프트에서 지속가능성 프로젝트에 참여하면서 'Yes, and'라는 즉흥 코미디 게임처럼 일하는 것을 좋아합니다. 중앙 시스템을 설치하기로 결정했을 때, '네, 그리고 전기로 작동하게 합시다'라고 했습니다. 다음으로는 '네, 그리고 지열 교환 우물을 설치합시다'가 이어졌고, '네, 그리고 지붕에 태양광 패널을 설치하고, 센터를 사람들이 캠퍼스에서 배울 수 있는 장소로 만듭시다'라는 생각으로 이어졌습니다. 이러한 사고방식은 끊임없이 다르게 생각하고 혁신하도록 영감을 줍니다"라고 말했습니다. 이러한 과정을 통해 현재 2.5에이커 규모의 부지에 875개의 지열 우물이 설치될 예정입니다. 220마일 이상의 파이프라인을 통해 30만 갤런의 물이 열 교환 매체로 사용되어 우물과 새로운 캠퍼스 전역을 순환하는 폐쇄 루프 시스템을 구축합니다. 3층 높이의 열 에너지 센터에는 대형 냉각기, 냉각탑, 백업 발전기, 태양광 패널, 그리고 65피트 높이의 탱크가 설치되어 28만 갤런의 물을 열 에너지로 저장할 수 있습니다. 이 시스템은 발전기를 제외하고는 모두 재생 가능 전기로 운영되며, 발전기는 비상 상황이나 예정된 유지보수 시에만 극히 적은 양의 에너지를 사용하게 됩니다. 이 캠퍼스 현대화 프로젝트의 지속가능성 컨설팅을 맡은 Atelier Ten의 환경 디자인 컨설턴트 브라이언 메인래스(Brian Meinrath)는 "마이크로소프트는 2030년까지 탄소 네거티브를 달성하겠다는 강력한 의지를 가지고 있으며, 일상 운영에서 화석 연료 사용을 제거하는 중앙 플랜트에 대한 투자는 이 캠퍼스 프로젝트의 가장 혁신적인 측면 중 하나입니다. 또한 이 플랜트는 특히 물 효율성을 고려하여 설계되었습니다"라고 언급했습니다. 그는 지열 필드의 규모가 매우 크다는 점도 이례적이라고 덧붙였습니다. 지열 교환 시스템은 연중 일정한 지하 토양 온도와 계절에 따라 변하는 외부 공기 온도와의 차이를 이용합니다. 겨울철 공기 온도가 땅보다 낮을 때는 펌프가 순환 파이프를 통해 유체를 순환시켜 땅의 열을 건물로 전달합니다. 여름철 공기 온도가 땅보다 높을 때는 이 과정이 역전됩니다. 수십 년간 사용되어 온 지열 교환 기술은 주택과 같이 소규모 프로젝트나 극심한 계절 변화로 인해 기술의 비용 효율성이 높은 미국 동부 해안 지역에서 더 흔하게 볼 수 있습니다. 하지만 여전히 일반적인 에어컨, 가스 및 석유 보일러 및 난방로보다 훨씬 덜 보편적입니다. 레드먼드에서는 이 시스템이 일반적인 유틸리티 플랜트에 비해 에너지 소비를 50% 이상 줄일 것으로 예상됩니다. 마이크로소프트는 지역 유틸리티로부터 구매하는 재생 에너지를 레드먼드 지역 운영에 사용할 것입니다. 또한, 시스템의 우물과 탱크는 냉각탑을 통해 배출하는 대신 미래 사용을 위해 물을 열 에너지로 저장할 것입니다. 이를 통해 연간 800만 갤런, 즉 약 12개의 올림픽 규격 수영장 규모의 물 사용량을 줄일 수 있습니다. 이 작업은 마이크로소프트의 탄소 및 물 관련 지속가능성 목표 달성에 중요한 역할을 할 것입니다. 마이크로소프트는 2020년에 2030년까지 탄소 네거티브를 달성하고, 2050년까지 1975년 창립 이래 직접 또는 전기 소비를 통해 배출한 모든 탄소를 환경에서 제거하겠다고 발표했습니다. 또한 2030년까지 물 양성(water positive)을 달성하여 사용하는 물보다 더 많은 물을 보충하겠다고 밝혔습니다. 회사는 운영에서의 물 사용 강도를 줄이고 가장 필요한 지역에 물을 다시 보충할 계획입니다. 새롭게 재개발된 캠퍼스 구역이 개장하면 지열 필드는 잔디 스포츠 필드와 울창한 나무로 덮일 것입니다. 하지만 인근의 '숲속의 기계'라는 별명을 가진 열 에너지 센터는 투명한 현관과 외관을 갖춰 사람들이 장비를 보고 배울 수 있도록 할 것입니다. 로스는 "이 건물은 지속가능성에 대한 약속일 뿐만 아니라, 직원과 고객에게 우리가 지속가능성을 어떻게 생각하고 사물이 어떻게 작동하는지를 보여줄 기회입니다"라고 말했습니다. 이 프로젝트는 물류 측면에서도 큰 도전 과제였습니다. 나무 뿌리를 피하면서 우물 굴착 작업은 총 2년이 소요될 것으로 예상되며, 이는 나무와 서식지 보존에 대한 마이크로소프트의 헌신을 보여줍니다. 이 플랜트는 건설 시작이 가장 늦었지만 가장 먼저 완공되어야 하는 건물입니다. 캠퍼스 프로젝트를 위한 철거는 2018년에 시작되었으며, 첫 번째 건물은 2023년에 개장할 것으로 예상됩니다. 열 에너지 센터의 선임 프로젝트 매니저인 마이크 그린(Mike Green)은 지속 가능한 미래를 구축하는 데 드는 노력의 결과가 그럴 만한 가치가 있을 것이라고 말합니다. 캠퍼스 프로젝트는 또한 20만 갤런의 빗물을 저장할 수조를 건설하고, 철거 폐기물의 95%를 매립지에서 전환하며, 건축 자재의 내재 탄소를 최소 30% 줄이는 작업도 포함합니다. 내재 탄소는 건축 자재의 제조, 생산 및 운송 과정에서 발생하는 탄소를 의미합니다. 건축 및 프로젝트 관리 회사인 OAC의 건물 시스템 이사인 그린은 "저는 40년 이상 건설업에 종사했지만, 열 에너지 센터와 같이 환경에 대한 이러한 헌신을 가진 프로젝트는 해본 적이 없습니다. 에너지 및 물 사용량을 줄이고 일상 운영에서 탄소 배출을 제거하는 것은 하나의 선언입니다. 이것이 미래의 방식입니다"라고 말했습니다.