Digitale gegevens duurzaam laten stromen

Wie regelmatig van internet gebruik maakt, zal zich waarschijnlijk niet altijd realiseren hoeveel energie met deze activiteit gemoeid is. En ook de opslag van computergegevens vraagt meer energie dan menigeen bewust is. De datacentra, die voor de opslag en verwerking van digitale gegevens zorgen, slurpen nu al bijna 1 procent van het landelijk elektriciteitsgebruik op, en die hoeveelheid zal de komende tijd naar verwachting alleen maar sterk toenemen. De vraag is hoe deze sector te verduurzamen valt.

Onlangs kwam in het nieuws dat Google driehonderdmiljoen euro gaat investeren in het verbeteren van de efficiency van het datacentrum van Saint-Ghislain in België. De milieuwinst is te behalen door het datacentra niet langer met elektrische ventilatoren te koelen, maar met behulp van een verdampingskoeler, die hiertoe het benodigde water uit een nabijgelegen kanaal oppompt. Dankzij deze geavanceerde manier van koelen kunnen de computers van Google aanzienlijk zuiniger werken dan met de gebruikelijke elektrische koeling.

De aandacht van Google voor het verbeteren van de efficiëntie zal niet uitsluitend voortkomen uit de zorg voor het milieu, het terugdringen van het energieverbruik is ook uit bedrijfsoogpunt van het grootste belang. ‘Op dit moment verbruiken de veertig grootste datacentra in en rond Amsterdam 350 tot 400 miljoen kWh aan elektriciteit,’ vertelt Maikel Bouricius, ‘het belangrijkste is niet alleen om deze datacentra zo efficiënt mogelijk te laten draaien, maar ook om ze zoveel gebruik te laten maken van duurzame energiebronnen.’ Bouricius, projectmanager van GreenIT, een consortium van ICT bedrijven, was één van de sprekers op de eind juni in Amsterdam gehouden Expertmeeting Data Centra, georganiseerd door ontwikkelingsorganisatie Hivos.

Centraal discussiepunt was, hoe de datacentra veel duurzamer zouden kunnen functioneren. Geen onbelangrijke vraag, gezien de hoge energieconsumptie binnen deze sector. Zo lag in 2012 het landelijk elektriciteitsverbruik van de Nederlandse datacentra rond de 1,6 TWh (1 terrawattuur = 1.000 gigawattuur GWh), de verwachting is dat dit getal met 30 procent zal groeien tot 2,1 TWh in 2015, evenveel als het jaarlijks elektriciteitsverbruik van 450.000 gemiddelde gezinnen nu. De hiermee gepaard gaande CO₂ emissies zijn gelijk aan 0,8 procent van de huidige Nederlandse CO₂ emissies, in de nabije toekomst zullen deze emissies waarschijnlijk oplopen tot circa 1,2 procent in 2015. Het aandeel van de ict-industrie in de totale CO₂-uitstoot van ons land is hiermee ruwweg gesproken evenveel als van onze luchtvaartsector. De vraag, die tijdens de Expertmeeting van Hivos centraal stond, was dan ook, of het mogelijk zou zijn om het energieverbruik te verduurzamen.

Synergie

Volgens Bouricius vervult Google op dit terrein een voortrekkersrol. ‘In Zweden heeft Google bijvoorbeeld  onlangs een windpark met 24 windturbines geïnstalleerd met een totaal vermogen van 72 MW,’ aldus Bouricius, ‘het gebruik van duurzame bronnen is een manier om de sector te verduurzamen, maar je kunt ook efficiënter gaan werken. Bijvoorbeeld door het toepassen van gelijkstroom in plaats van wisselstroom. Zowel in de Verenigde Staten als in Zwitserland zijn er al datacentra die met gelijkstroom werken.’

Ook in ons land zijn er al goede voorbeelden te vinden van energiezuinige of duurzame datacentra. In Amsterdam, bijvoorbeeld, waar sinds 2010 in de kelder van het stadhuis een uiterst energiezuinig datacentrum draait. Net als bij Google in België krijgen ook hier de computers hun koeling voor een deel dankzij water uit de Amstel. Een mooi voorbeeld van synergie is dat het opgewarmde koelwater vervolgens weer te gebruiken is om het stadhuis te verwarmen.

Rolwisseling

Het  streven naar een hogere efficiëntie en naar meer duurzaamheid binnen de ict-sector zou wel eens tot een soort rolwisseling kunnen leiden: de datacentra zouden niet zozeer hun functie ontlenen aan het feit dat zij gegevens verwerken, nee, de datacentra van de  toekomst zouden wel eens als belangrijkste taak het produceren  van warmte kunnen krijgen. Dat zij daarbij ook nog eens data verwerken komt op de tweede plaats. Dat is - kort samengevat - de gedachtenlijn die Wim Buters, business unit manager bij ingenieursbureau Deerns het publiek voorhield. Buters trok hierbij een parallel met de staalindustrie, waar hij heeft gewerkt. Het was hem opgevallen dat er bij het staalproductieproces structureel een grote hoeveelheid gas wordt geproduceerd, die de hoeveelheid gefabriceerd staal ruimschoots overtreft.  De fabriek lijkt een kolenvergasser, die als bijproduct staal maakt. Het was snel duidelijk dat dit ‘bijproduct’ gas nuttig moest worden ingezet!

Naar analogie van de staalindustrie zou je kunnen zeggen dat de datacentra van de toekomst misschien wel warmtegeneratoren zullen zijn, met als nevenactiviteit het innemen, verwerken, opslaan en doorsturen van data’, zo stelde Buters. Hij  voegde eraan toe, dat het niet wenselijk is, om uit te leggen waarom een dergelijke benadering niet mogelijk zou zijn. Het zou in zijn ogen van groter belang zijn om elkaar te helpen om een dergelijk scenario te realiseren, of meer richting dit scenario te koersen.

Netcapaciteit

Menno Chang van advies- en ingenieursbureau Movares ging op dezelfde lijn verder, door te stellen dat datacentra een belangrijke rol zouden kunnen vervullen binnen de nationale en internationale elektriciteitssector. Dit kan met name dankzij de toepassing van smart grids, stroomnetwerken die het mogelijk maken om effectief en efficiënt op een groeiende energiebehoefte in te spelen. Als voorbeeld noemde Chang de toekomstige situatie in Duitsland over een kleine tien jaar, waar op bijvoorbeeld een denkbeeldige donderdag van het jaar 2022 tussen 10 uur ’s ochtends en 13 uur ’s middags windparken en zonnepanelen alle benodigde elektriciteit voor heel Duitsland zouden leveren. ‘Maar vanaf 13 uur daalt de productie van de windparken en zonne-installaties, en tegen 17 uur is er een aanvullende capaciteit van 30 GW aan elektriciteit vereist’, aldus Chang. ‘Om dit op te lossen is een grotere netcapaciteit gewenst, terwijl er de beschikking moet zijn over een flexibele manier om elektriciteit op te wekken. Daarnaast moet zowel de industrie als de consument op deze situatie reageren, door bijvoorbeeld tijdelijk minder energie te gebruiken.’ Chang noemde als denkbare oplossingen voor deze situatie de toepassing van warmtepompen, elektrische auto’s en andere opslagmogelijkheden. 

Een mogelijke optie om het energieverbruik van datacentra te verduurzamen is door servers op een andere locatie te plaatsen dan waar de gebruikers zich bevinden. Bijvoorbeeld op een plek waar duurzame energie goedkoop beschikbaar is. Volgens Chang is hierbij het risico dat de servercapaciteit op die plek op een gegeven moment tekort zal schieten. Het alternatief is dat je data van de ene naar de andere plek transporteert, afhankelijk van waar er op dat moment duurzame stroom voorhanden is.

100 procent groene ict

Voor Ben Witjes, directeur van Hivos, zou het zeker voor ontwikkelingslanden verstandig zijn om van meet af aan in te zetten op de ontwikkeling van een groene ict-sector.  Hivos erkent de grote rol van ict in armoede bestrijding en is als ontwikkelingsorganisatie al ruim 15 jaar actief  binnen de ICT. ‘Zo wordt bijvoorbeeld de mobiele telefoon op een slimme manier ingezet,’ aldus Witjes, ‘we helpen organisaties om faciliteiten op te bouwen zodat boeren ’s ochtends kunnen kijken wat de markt doet op een bepaald moment.’ ict is dus te gebruiken om armoede te bestrijden. 

Anderzijds draagt het hoge energieverbruik en de CO₂ uitstoot van de ict-sector in toenemende mate bij aan klimaatverandering.  ‘Wij zijn de campagne '100 % groene ICT' begonnen om erop te wijzen dat de groei aan dataverkeer dermate sterk zal toenemen dat, ondanks de stijging in efficiency, het totale energieverbruik van datacentra alleen maar zal groeien. Om de hoge CO₂ uitstoot van deze sector  omlaag te krijgen is het niet alleen noodzakelijk om de efficiency te verbeteren, maar ook om over te schakelen op duurzame energiebronnen.’

In het verlengde hiervan richt Hivos zich ook op de klimaatproblematiek en het bevorderen van een duurzame samenleving. Witjes noemde als inspirerend voorbeeld de manier waarop de ontwikkeling op het Indonesische eiland Sumba momenteel gestalte krijgt. Hier heeft Hivos het initiatief genomen om de elektriciteitsvoorziening met behulp van duurzame energiebronnen tot stand te brengen. ‘Het is een van de armste regio’s van Indonesië, de meerderheid van de 650.000 inwoners heeft geen toegang tot elektrische stroom of schone brandstof om te koken,’ aldus Witjes.

'De meeste bewoners van dit eiland zijn aangewezen op vervuilende kerosine lampen voor verlichting, en veel mensen lopen gezondheidsrisico’s door het inademen van de rook van het houtvuur, waarop zij hun maaltijden koken. Inmiddels is op basis van onderzoek door het Nederlands adviesbureau KEMA duidelijk, dat het potentieel aan duurzame bronnen enorm is. Windenergie zou bijvoorbeeld samen met waterkracht in staat zijn om het eiland volledig van stroom te voorzien. Te verwachten is dat ook daar de toepassing van ict zal toenemen en dus ook het data verkeer. Door het eiland geheel van duurzame energie te voorzien zou  hier al een belangrijke stap gezet kunnen worden in de richting van een groene ict voorziening, bijvoorbeeld voor het opladen van de mobiele telefoons die ook op dit eiland oprukken. We hopen dat deze discussie, die we nu hier voeren rond de vergroening van datacentra, ook van belang is voor de verduurzaming van de samenleving in ontwikkelingslanden.’