Hoe groen zijn onze data(centers)?

© Natacha Michiels

De data-industrie groeit aan een razendsnel tempo. Meer en meer activiteiten worden gedigitaliseerd, we liken en klikken de hele dag en zetten massaal gegevens op de Cloud. We hebben dus steeds meer datacenters nodig om dat allemaal te kunnen opslaan en gebruiken, maar die vragen heel veel energie. Om tegemoet te komen aan de (toekomstige) vraag kunnen de beheerders niet anders dan de duurzame weg inslaan.

‘Het probleem bij datacenters is dat er heel veel energie nodig is om de computers aan te drijven. Die computers zetten de energie om in warmte en die moet dan weer afgevoerd worden’, zegt Michel de Paepe, professor aan de Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding van de Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur van de Universiteit Gent.

‘Iedereen die een nieuw datacenter bouwt zoekt naar energiezuinige oplossingen. Soms is dat niet alleen vanuit duurzaam denken, maar ook omdat het technisch anders niet haalbaar is. De kabel die naar zo’n datacenter loopt kan niet oneindig dikker blijven worden… En dan is er natuurlijk ook nog het hogere kostenplaatje.’

De grote spelers

Google is een van de voortrekkers van duurzame datacenters. Zij investeren volop in onderzoek en stellen als doel volledig carbon free te werken. Op dit moment gebruiken ze nog deels fossiele brandstoffen die ze compenseren met de aankoop van hernieuwbare energie, maar die zouden er in de toekomst volledig uit moeten gaan. Ze plaatsten ook een datacenter in Finland, waar ze voor de koeling gebruik kunnen maken van koude lucht en zeewater.

‘Het probleem bij datacenters is dat er heel veel energie nodig is om de computers aan te drijven.’

© Natacha Michiels

Ook Facebook gaat de goede richting uit en bouwt tegen 2022 een gigantisch datacenter in Singapore met honderd procent hernieuwbare energie en efficiënte waterkoeling. Tegelijk investeren ze in datacenters in de poolcirkel, waar ze veel minder intensief moeten koelen. Dat ze ook nog voor een warm land als Singapore kiezen heeft vooral te maken met de dataconnectie ter plaatse.

Verder plaatste de multinational Colt ook nog een datacenter in IJsland om gebruik te kunnen maken van de koude lucht en de overvloedige natuurlijke energie, Microsoft experimenteert met servers onder water en Apple deed onderzoek met Greenpeace en wil alle datacenters klimaatneutraal maken. Kortom: het bewustzijn in de sector is groter dan ooit en de ontwikkelingen volgen elkaar snel op.

‘De grote spelers zijn zich er al lang bewust van dat ze op de energiemuur gaan botsen en investeren volop in energieopslag.’

‘De grote spelers zijn zich er al lang bewust van dat ze op de energiemuur gaan botsen en investeren volop in energieopslag zodat ze de warmte van de zomer kunnen bijhouden voor de winter’, verklaart De Paepe. ‘Onderzoeken geven dan ook aan dat als we zo verder gaan met het stockeren van gegevens online, dit voor het grootste aandeel van energiegebruik in de wereld zal zorgen. We zouden die data kunnen verminderen, maar dat gaat niet gebeuren, dus we moeten er wel iets aan doen.’

Hoe ver staan we in België?

In eigen land gaat het ook steeds beter. Op de Google site in St. Ghislain gebruikt men geen energieverslindende actieve koeling meer, maar wel gezuiverd water uit het nabijgelegen industriegebied en de koele lucht van buiten. Ook het nieuwste datacenter van Belgacom in Brussel heeft een ecologisch heel vooruitstrevende koeltechniek. Die maakt gebruikt van de buitenlucht en zorgt voor zestig procent minder stroomverbruik.

© Natacha Michiels

LCL is één van de hoofdrolspelers in België en beheert 3600 m² datacenters verspreid over Diegem, Aalst en Antwerpen. Zij zijn het eerste bedrijf in de datasector dat de ISO 14001 norm implementeerde, wat betekent dat ze bij elke beslissing bekijken wat de ecologische impact is. Zo kopen ze bijvoorbeeld honderd procent groene energie, maar kijken ze ook naar milieuvriendelijke alternatieven voor blusgassen.

Laurens van Reijen (Managing Director van LCL datacenters): ‘Bij elke uitbreiding kijken we naar mogelijkheden om energie-efficiënter te werken, ook omdat energie een heel groot deel van onze kost uitmaakt’

© Natacha Michiels

‘Bij elke uitbreiding kijken we naar mogelijkheden om energie-efficiënter te werken, ook omdat energie een heel groot deel van onze kost uitmaakt’, zegt Laurens van Reijen, Managing Director van LCL datacenters. ‘Hoe minder we verbruiken, hoe beter dat is voor ons en de klanten.’

‘In eerste instantie hebben we de efficiëntie van onze datacenters de voorbije jaren gedetailleerd in kaart gebracht’, vult Operations Manager Abdellah Mahlous aan. ‘We monitoren ze van heel dichtbij en zien zo waar de grootste verbruikers zitten. Naast de apparaten zelf is dat logischerwijs natuurlijk de koeling, dus die zetten we zo efficiënt mogelijk in. Dat wil daarom niet zeggen dat we onze koelinstallatie van negen jaar oud buitengooien en helemaal opnieuw beginnen. Ook door kleinere aanpassingen kan je bestaande datacenters heel wat energiezuiniger maken.’

‘In Aalst bouwen we volgend jaar wel een volledig nieuwe installatie die deels op zonnepanelen zal werken en waarbij we 170 000 liter regenwater zullen opvangen om efficiënter te koelen. Water maakt net zo goed onderdeel uit van de ecologische voetafdruk als energie. Door dit te doen worden we echt voorlopers in die technologie.’

Restwarmte gebruiken als nieuwe bron

De Universiteit Gent bouwde datacenters op campus Sterre en het Tech Lane Ghent Science Park – Campus A (Zwijnaarde). Dat laatste is gloednieuw en het gebouw voldoet aan de energieprestatienormen van 2030. Heel de zonwering op de zuidgevel bestaat uit zonnepanelen die onder andere het datacenter van energie voorzien. Alle nieuwe gebouwen van de universiteit worden op die manier bekeken, maar met dit project konden ze nog een stap verder gaan.

© Natacha Michiels

‘De restwarmte van het datacenter op de Tech Lane campus gebruiken we rechtstreeks om het gebouw te verwarmen’, zegt De Paepe. ‘Dat kan natuurlijk alleen op de momenten dat er vraag is naar verwarming… Met een energiezuinig gebouw zoals het onze hebben we enkel in de winter alle warmte nodig. In de zomer gaat het net hetzelfde als op campus Sterre en voeren we het gewoon af naar buiten.’

De universiteit heeft grondig bestudeerd of de restwarmte van het datacenter opnieuw gebruikt kan worden als energiebron voor het koelen van de datacenters, en zo de cirkel rond te maken. Technisch is het mogelijk, maar niet evident en momenteel ook niet rendabel. Volgens De Paepe zou je al een hele grote investering moeten doen om een beetje koelend effect te hebben. De warmte omzetten naar iets nuttigs is op dit moment dus nog niet realistisch.

Ondanks de inspanningen komt er bij een datacenter zoals dat van campus Sterre dus nog steeds één megawatt restwarmte vrij, wat toch een serieuze hoeveelheid is. Volgens De Paepe heeft het afvoeren van die warmte naar open water of lucht echter maar een minimale impact op de omgevingstemperatuur: ‘Onze grote kerncentrales sturen bijvoorbeeld per stuk duizend megawatt warmte naar buiten. Dichtbij de bron warmt de Schelde een beetje op, maar eigenlijk is het te verwaarlozen. Veel erger is het broeikasgaseffect dat volgt als er geen duurzame energie wordt gebruikt, daar moeten we aan werken.’

‘In het totaalplaatje zal de voetafdruk dalen’

Europa heeft een richtlijn uitgestuurd waarin staat dat aanbieders van datacenters hun klanten moeten aansporen om zo milieubewust te werken. Dat begint bij het besef dat we niet alles hoeven bij te houden. Elk bestand neemt ruimte in, kost energie en heeft een impact. Ook elke keer als je iets bekijkt op Facebook of een serie kijkt via Netflix, is er telecomverkeer waar verbruik aan vasthangt.

Tegelijk zouden verouderde toestellen vervangen moeten worden door efficiëntere versies en zouden servers ’s nachts niet altijd moeten draaien. ‘Computers evolueren snel en ze produceren steeds minder warmte, ook dat is een deel van de oplossing’, zegt De Paepe.

© Natacha Michiels

‘Er gebeurt momenteel veel onderzoek naar de efficiënte van die systemen en manieren om de warmte te capteren en te gebruiken in gebouwen, maar tegelijk ook om de computers zelf aan te passen. Die twee moeten samen gaan om de cirkel rond te maken, anders krijg je bijvoorbeeld te weinig warmte voor een gebouw, of net veel te veel.’

‘Door op grotere schaal te werken kan alles veel efficiënter verlopen dan bij bedrijven die ergens in een kelder een serverruimte met airco hebben staan’, vult Mahlous aan. ‘Servers worden ook steeds compacter, waardoor het verbruik zal stijgen maar ook het rendement. Door de ontwikkelingen kunnen de ruimtes nu al vijfentwintig tot dertig graden zijn in plaats van de achttien graden van vroeger. Ik geloof wel dat we kunnen evolueren naar een klimaatneutrale oplossing, maar er zal ook altijd energie gebruikt worden, daar kunnen we niet omheen.’

‘Het energiegebruik van datacenters zal zeker toenemen, maar tegelijk kan digitalisering ook zorgen voor het verlagen van de CO²-uitstoot’, zegt van Reijen. ‘Denk bijvoorbeeld aan rekeningafschriften die je vroeger via de post in je brievenbus kreeg en die je nu gewoon tot jaren terug op je smartphone kan zien. Of aan doktersbriefjes en klevers, die binnenkort ook digitaal gaan. Natuurlijk verbruiken datacenters veel energie, maar in het totaalplaatje zal de voetafdruk dalen.’

Alle kennis is aanwezig

Michel De Paepe gelooft dat we niet ver af zijn van volledig klimaatneutrale datacenters: ‘Als je genoeg renderende zonnepanelen legt of windmolens bouwt dan kan je volledig in eigen energie voorzien, maar dat is voorlopig moeilijk. Overdag en als er genoeg wind is kunnen we het perfect redden, maar bij slecht weer of ’s nachts lukt dat nog niet.’

‘Bij datacenters moet de energie echt constant gegarandeerd zijn… Daarom wordt er ook zo hard ingezet in de energieopslag. Minimaliseer dan ook nog eens het verbruik van de computers en verbeter de koelsystemen, en we zijn er. Gelukkig gaat de ontwikkeling heel snel. Alle kennis is aanwezig om klimaatneutraal te werken. We moeten alleen nog alles ontwikkelen en uitvoeren. Ik verwacht in ieder geval dat het probleem over twintig jaar volledig van de baan zal zijn.’