Datacenters: van energieveelvraat naar positieve groene kracht?

Datacenters zuipen enorm veel elektriciteit en wegen zo zwaar op de energievoorziening. Anderzijds zijn elektrificering en digitalisering essentieel om naar een groenere wereld te gaan. Kan het datacenter evolueren van slokop naar ecologische motor?

Over de impact van het elektriciteitsverbruik van datacenters wereldwijd bestaan heel wat cijfers. Wat is een datacenter? Tellen edge-locaties mee? Schneider Electric schat zelf dat twee tot zelfs vier procent van het wereldwijde energieverbruik naar datacenters gaat. “Dat is 400 tot 800 terrawattuur, afhankelijk van of je alleen naar grote datacenters kijkt, dan wel edge-locaties meetelt”, verduidelijkt Xavier Biot, vicepresident Secure Power bij het bedrijf. En dat zal niet meteen minderen.

Meer data, meer elektriciteit

We hebben met z’n allen meer en meer datacenters nodig. De digitalisering marcheert genadeloos verder, Netflix en consorten breiden hun bibliotheken permanent uit, werken gebeurt almaar digitaler met vergaderingen via Teams en Zoom, IoT is nog maar net aan zijn doorbraak begonnen… De benodigde opslagcapaciteit en rekenkracht om iets met al die gegevens te doen, dikt fel aan.

Daar komt nog bij dat niet alle data centraal moeten of kunnen verwerkt worden. Vaak is het interessanter om analyses dichter bij de bron uit te voeren. Denk bijvoorbeeld aan algoritmes voor voorspellend onderhoud op een fabriekssite. Met dat doel in het achterhoofd werd het Edge-datacenter geboren, al is die term in feite vooral een mooi woord voor een on-premises server in de kelder.

lees ook

Datacenters en de energiecrisis: wordt de cloud onbetaalbaar?

Dat alles vreet elektriciteit, en denk daarbij niet alleen aan de servers. Biot verduidelijkt: “Niet alleen de servers verbruiken elektriciteit, maar ook de koeling en andere omkadering.” Die verhouding wordt uitgedrukt in de Power Usage Effectiveness of PUE. “In 2017 was de gemiddelde PUE van grote datacenters wereldwijd twee”, weet hij. “Dat betekent dat je 200 megawatt nodig hebt om 100 megawatt aan servers te voeden.”

1.000 TWh

Dat moet beter. Een steeds digitalere wereld vraagt om efficiëntere datacenters. Data en vooral analyses op die data kunnen heel wat activiteiten duurzamer maken, maar eventuele winsten geboekt in andere industrieën gaan verloren als de datacenters die ze ondersteunen zich ontpoppen tot een onverzadigbaar energiemonster.

En dat zit er een beetje aan te komen. Biot: “Tegen 2040 verwachten we toch een flinke stijging van het aandeel van datacenters in de globale energieconsumptie. Volgens onze voorspellingen gaat het om meer dan een verdubbeling.” Schneider Electric verwacht dat hyperscale-datacenters tegen 2040 meer dan 1.000 TWh zullen opslorpen, of drie tot vier procent van ’s werelds energieverbruik.

Groeien zonder te ontsporen

Toch gaat het de goede kant op. Die PUE van 2017 is immers al flink gedateerd. “In een ideale wereld is de PUE één”, zegt Biot, “maar dat gaat natuurlijk niet.” Toch komen grote hyperscalers al aardig in de buurt. “Het gemiddelde is daar op dit moment 1,17.” Zonder die dalende PUE zou de energievraag pas echt ontsporen volgens Biot. “In acht jaar hebben we 5,5 keer meer datacentercapaciteit, maar de energievraag is slechts verdubbeld. Zonder dalende PUE zou de impact van datacenters naar twintig procent van de wereldwijde energieconsumptie gaan.”

Die efficiëntiewinst komt van verschillende factoren. Volgens Biot speelt nieuwe batterijtechnologie voor UPS-systemen een grote rol. Daar is Lood-Acid vervangen door Li-ion. Die dingen zijn compacter, hebben een hogere dichtheid en gaan tot drie keer langer mee. Bovendien zijn ze minder gevoelig aan temperatuurschommelingen, waardoor koeling heel efficiënter kan worden ingezet.

Andere zaken helpen ook, zoals de efficiëntie van UPS-systemen. Die kunnen tot 99 procent efficiënt zijn, terwijl dat vandaag vaak 96 procent of 97 procent is. Op de schaal van ’s werelds datacenters, is dat bijzonder veel. Verder kijken hyperscalers naar de omstandigheden waarin hun servers draaien. Weg zijn de koelcellen van weleer: het datacenter vandaag mag relatief warm zijn en ook dat scheelt.

Het datacenter als groene katalysator

Biot ziet zelfs een rol voor datacenters in de vergroening van het elektriciteitsnet. “Datacenters kunnen evolueren van deel van het probleem naar deel van de oplossing. Niet alleen kunnen ze een voorbeeld worden van de efficiënte infrastructuur, ze kunnen ook positief bijdragen aan het elektriciteitsnet.”

Datacenters kunnen evolueren van deel van het probleem naar deel van de oplossing.

Xavier Biot, vicepresident Secure Power Schneider Electric

Hij verwijst naar de Li-Ion-batterijen. Die kunnen hernieuwbare energie opnemen, maar ook voor een stuk opnieuw afgeven aan het net om pieken in de vraag op te vangen. “Li-Ion kan een significant deel van de energieopslag vormen”, denkt Biot. Dat is geen toekomstmuziek. “In de VS gebeurt het al, met de energie van de batterij of een generator. Als zo’n generator minder CO2 uitstoot dan het alternatief, is dat een goede optie.”

Met dat in het achterhoofd kijkt Microsoft naar generatoren die niet op diesel maar bijvoorbeeld op waterstof draaien. Die dingen kunnen bij een stroomtekort bijspringen, terwijl de waterstofvoorraad bij een stroomoverschot wordt aangedikt.

Duurzaam design op schaal

Om dat allemaal mogelijk te maken, moet de infrastructuur geschikt zijn. “Datacenters moeten een microgrid hebben”, legt Biot uit. “Zo kunnen ze al hun energiebronnen beheren, waaronder UPS en batterijen, generatoren en eigen bronnen van hernieuwbare energie zoals zonnepanelen. Wanneer die infrastructuur verbonden wordt met het bredere net, kan die een positieve rol spelen.”

Biot wijst er wel op dat datacenters een zekere schaal moeten hebben om efficiënt te werken en een dergelijke rol op te nemen. “Er zijn datacenters van hyperscalers met megawatt-capaciteiten.” Bovendien is het moeilijker om oude datacenters om te bouwen tot sites met een potentiële positieve impact. “Eigenlijk moet duurzaamheid in de designfase zitten. Alles begint al bij de locatie. Waar staat het datacenter? Is daar ruimte om hernieuwbare energie op te wekken?”

Edge verpest het feestje

Voor grote datacenters is er dus een toekomst waarin ze niet alleen efficiënt omgaan met kostbare energie, maar ook hun steentje kunnen bijdragen aan een duurzaam net. Daarmee is het probleem helaas niet opgelost. Schneider voorspelt dat het aandeel van edge-datacenters de komende jaren sterk zal toenemen. Die datacenters in het beheer van bedrijven kunnen geen gebruik maken van een schaalvoordeel.

Hun impact zal sterk toenemen. Waar hyperscalers en grote datacenters tegen 2040 zo’n 1.000 TWh zullen opdringen, zal de totale edge-infrastructuur maar liefst 1.690 TWh vragen. De stroomvraag van edge-infrastructuur gaat de komende jaren haast exponentieel toenemen.

“Edge heeft een grotere impact op de toekomst”, ziet Biot ook. “Daar moeten we meer op werken. Grote jongens hebben meer middelen om datacenters efficiënt te ontwerpen en te beheren. Kleine racks in de hoek van een kantoor verbruiken meer en zijn vaak ook ouder. Bij een kmo draaien ze misschien wel tien jaar, terwijl grote datacenters sneller kunnen vernieuwen met zuinigere servers.”

Iedereen verantwoordelijk

De verantwoordelijkheid om de impact van dat type infrastructuur te drukken, ligt voor een groot stuk bij bedrijven zelf. Biot: “Bedrijven zouden servers toch kunnen verplaatsen naar een professioneel colocatie-datacenter, of investeren in een modern micro-datacenter. Dat is een rack die beschermd, gesloten en geventileerd kan worden. Ook een slimme en efficiënte UPS heeft een grote rol te spelen.

Hoe dan ook is de toekomst van het datacenter dubbel. Grote hyperscalers springen het meest in het oog. Eén site verbruikt in absolute cijfers erg veel energie, maar ironisch genoeg zijn dergelijke datacenters wel het efficiëntst en hebben ze het grootste potentieel om meer dan alleen een last te zijn voor het elektriciteitsnet. De kleinere servers in fabrieken, winkels en kleine bedrijven zijn minder zichtbaar, maar net die IT-infrastructuur zal de komende jaren zwaar gaan wegen op het elektriciteitsnet.

nieuwsbrief

Abonneer je gratis op ITdaily !
  • This field is for validation purposes and should be left unchanged.
terug naar home