Hoe maken we (rest)warmte winstgevend?

Zijn datacenters onderdeel van ons stedelijk ecosysteem? Dit was het onderwerp van Martien Arts van Royal HaskoningDHV tijdens het Datacenter Restwarmte & Innovatie-congres georganiseerd door de Dutch Data Center Association op 10 oktober 2018. Hij liet aan de hand van cases zien hoe de warmte van datacenter-projecten een winstgevende energie-oplossing in stedelijke gebieden kan zijn. Met onder meer de ‘lessons learned’ van projecten die al in Scandinavië zijn gerealiseerd, toonde Arts aan hoe we op een praktische manier datacenters kunnen inzetten als een betrouwbare leverancier voor warmte in stedelijke gebieden.

De datacenter-industrie bestaat nog niet lang vergeleken met andere industrieën. Datacenters zijn gewend zich aan te passen aan de snel veranderende IT. De afmeting van IT-apparatuur, de benodigde vermogens in een rack zijn enkele voorbeelden van de veranderingen in een datacenter. Aanpassing aan de technische installaties ten behoeve van de energietransitie, in dit geval het hergebruik van datacenter warmte hoeft dan ook geen ingewikkeld traject te zijn. De laatste jaren is deze industrie efficiënt geworden in het – zeg maar – ‘vernietigen van
warmte’ door het toepassen van bestaande en nieuwe technieken. Hierbij wordt in veel situaties de vrijgekomen warmte opgenomen door de omgevingslucht. Nu is het tijd om de gegenereerde warmte door datacenters nuttig te gebruiken, bijvoorbeeld in stedelijke gebieden.

1.500 megawatt

Arts stelt dat het elektriciteitsverbruik van de huidige datacenters samen met de datacenters die binnen niet al te lange tijd opgeleverd gaan worden al snel over de 1.500 megawatt bedraagt. Met deze hoeveelheid energie kunnen gedurende de winter circa 500.000 woningen verwarmd worden.

De Nederlandse datacenter-industrie heeft eerder al laten weten de warmte van datacenters nuttig te willen inzetten. Technisch is dit mogelijk en wanneer de temperaturen in het datacenter verhoogd zouden worden, wordt het alleen maar eenvoudiger. Dit kan door inzet van bestaande technieken, maar het is ook belangrijk om nieuwe mogelijkheden te blijven ontwikkelen.

Belangrijk is verder dat we datacenters strategisch plaatsen in onze stedelijke gebieden. De distributie tussen de warmteleverancier en de warmte-afnemer moet zo kort mogelijk zijn voor optimale resultaten. Datacenters moeten geïntegreerd worden in onze samenleving. Digitaal doen we dat al, nu fysiek nog.

Figuur 1. Traditioneel datacenter met koelmachine versus een datacenter met warmtepomp. Doelstelling: 100% Warmte-uitwisseling & Winstgevend.

In het voorbeeld in figuur 1 is een traditioneel datacenter weerge­geven met daarin een koelmachine waarbij de warmte vernietigd wordt. Deze warmte wordt niet hergebruikt. In het voorbeeld daarnaast van het datacenter uit Finland is de koelmachine nog wel aanwezig maar alleen als back-up voorziening, hier is een warmtepomp toegepast die niet alleen warmte afgeeft maar ook koeling levert aan het datacenter. Alle beschikbare warmte uit het datacenter wordt door industriële warmtepompen direct aan het bestaande stadsverwarmingsnet beschikbaar gesteld, hierdoor is de installatie winst­gevend geworden.

Onvoldoende

Er is steeds meer vraag naar duurzaam opgewekte warmte. Er wordt veel gesproken over de mogelijkheden, maar toch zijn er nog onvoldoende succesvolle projecten afgerond. Er zijn verschillende redenen hiervoor te bedenken:

  • Is er echt daadkracht om gezamenlijk een goed resultaat te behalen?
  • Zijn de juiste vaktechnische mensen van de verschillende belanghebbenden met elkaar in gesprek?
  • Kennen de partners verschillende belangen?
  • Zijn we bereid om inzicht aan de andere partners te geven in het technische functioneren van de installatie?
  • Bestaat voldoende duidelijkheid over het warmtetransport? In veel situaties is er duidelijkheid bij de warmteleverancier en -afnemer. Helaas is er nog vaak onduidelijkheid over het transport van deze warmte, namelijk hoe deze warmte uitgewisseld kan worden. Denk hierbij aan eigenaarschap, beheer, onderhoud, verantwoordelijkheid en vergunningen
  • Wordt kleinschalig begonnen om ervaring op te doen? Het is slim om eerst kleinschalig te beginnen en gefaseerd uit te breiden. Grote projecten aanpakken betekent een hogere complexiteit, wat in de praktijk kan leiden tot vertraging.

Voorbeeld van warmte-uitwisseling tussen een datacenter en een stad.

Zicht en begrip

Kortom, om (rest)warmte uit datacenters succesvol te maken, is het van belang goed zicht en begrip te hebben voor de belangen van alle betrokken partijen.

Energie-uitwisseling kan alleen gezamenlijk met alle stakeholders. Hiervoor moeten een aantal technische vraagstukken ingevuld worden: onderzoeken van de daadwerkelijke warmtevraag, het bepalen van de warmtebalans, vaststellen of het warmtenet zal functioneren met lage of hoge temperaturen, bepalen van de locatie voor opstelling van de warmtepomp.

Naast de technische vraagstukken zijn er ook enkele financiële vraagstukken: wie gaat er investeren in het project, wie zal de installatie integraal beheren en wat is de prijs voor warmte?

Verder zijn contractuele afspraken essentieel voor de bedrijfszekerheid van de warmte-uitwisseling.
Winstgevend voor iedereen
Een belangrijk uitgangspunt moet zijn dat hergebruik van restwarmte winstgevend is voor alle partijen. Zodat er lagere kosten zijn voor koeling en inkomsten door de distributie van warmtetransport. Ook is het van belang voor de eindgebruiker dat de warmte schoon, betrouwbaar en goedkoop is.

Restwarmte moet gezien worden als nutsvoorziening. Daarbij moet onderzocht worden of er andere initiatieven in hetzelfde gebied zijn en of deze op elkaar afgestemd kunnen worden.

Resultaten tot nu toe

Wat zijn tot nu toe de lessons learned?

  • Maak gebruik van lokale partijen die er direct profijt van hebben.
  • De rol van de overheid is het actief sturen van energieprijzen en het geven van subsidies om initiatieven te ondersteunen. We moeten nieuwe energieoplossingen blijven ontwikkelen.
  • Betrek de samenleving in projecten.

De combinatie van datacenters en IT is een uitstekende warmte­leverancier die als volwaardige warmtebron gezien mag worden.

Datacenters moeten een onderdeel worden van ons stedelijke
energie ecosysteem voor hergebruik van warmte. Alleen zo kan de warmte ook winstgevend gemaakt worden.

One Response to Hoe maken we (rest)warmte winstgevend?

  1. John Laban schreef:

    Excellent story well told.
    With the new families of higher power processors liquid heat transfer from the servers CHC (Combined Heat & Compute) will just happen.

    See the results of the OCP Foundation sponsored study of European Data Centre Energy presented during the OCP Summit Amsterdam during October 2018 : Adoption of liquid heat transfer and CHC will surge during the next two years.

    https://www.opencompute.org/events/past-summits

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.