반도체 공장에 필요한 것은 마르지 않는 물이다 [정석희의 기후 에너지 인사이트]

[IT동아] 2021년 봄, 대만의 저수지들이 바닥을 드러냈다. 어떤 저수지는 저수율이 한 자릿수까지 떨어졌고, 일부는 5퍼센트 아래로 내려갔다. 그해 대만 정부는 일부 지역의 수돗물 공급을 주 이틀 끊었고, 농지에는 물을 대지 않았다. 세계 최첨단 반도체 공장들이 모여 있는 그 섬에서, 팹들은 급수차를 동원해 라인을 지켰다. 출처=AI로 생성한 이미지 대만은 물이 적은 나라가 아니다. 연평균 강수량은 우리나라보다 오히려 많다. 태풍이 한 해의 물 상당량을 실어다 주는데, 전해에 태풍이 한 번도 상륙하지 않았고 이듬해 비마저 적었을 뿐이다. 평균은 넉넉했지만, 한 해가 무너졌다. 이것이 바로 반도체 용수 문제의 본질이다. 평균값은 공장을 돌리지 않는다 수자원을 이야기할 때 우리는 보통 연간 총량이나 평균 강수량을 본다. 그런데 공장은 연평균으로 돌아가지 않는다. 공장은 항시 돌아가기 때문이다. 그러니까 물을 평가하는 기준도 "평상시에 얼마나 있는가"가 아니라 "가장 나쁜 해에도 확실히 줄 수 있는 양이 얼마인가"여야 한다. 수자원공학에서는 이것을 보장공급량(firm yield)이라 한다. 계산 방식은 직관적이다. 과거 수십 년의 기록에서 가장 혹독했던 가뭄을 골라내고, 그 조건이 다시 왔을 때 이 수원이 하루도 끊기지 않고 공급할 수 있는 양을 찾는다. 대개 그 값은 평상시 공급량보다 한참 작다. 가정의 수도라면 가뭄에 절수로 대응할 수 있다. 농업용수는 작기를 조정할 여지가 있다. 그러나 최첨단 반도체 팹은 다르다. 24시간 연속으로 돌아가는 공정이고, 며칠만 물이 끊겨도 라인 전체가 멈춘다. 그래서 팹의 용수 계약은 사실상 최악의 해를 기준으로 설계되어야 한다 - 하루 몇 톤이 아니라, 최악의 해에도 하루 몇 톤인가. 더한다고 안전해지지 않는다 여기서 흔히 빠지는 함정이 있다. 수원을 여러 개 확보하면 그만큼 안전해진다는 생각이다. 광주 군공항 자리에 메모리 팹 네 기를 짓겠다는 호남권 반도체 클러스터 계획을 살펴보자. 정부가 제시한 초기 필요량은 하루 65만 톤 규모다. 이 물량은 동복댐 30만 톤, 주암댐과 장흥댐 15만 톤, 보성강댐 10만 톤, 나주댐 10만 톤으로 채우는 것이 6월 말 공개된 구성이다. 8월에는 광주 제1하수처리장의 재이용수 30만 톤을 포함해 가뭄에 대비한 확보 가능량이 하루 106만 톤으로 제시됐고, 9월 초에는 2032년까지 하루 133만 톤의 공급능력을 갖추겠다는 목표가 등장...