Hoe datacenters de batterijen van de toekomst kunnen zijn

Lange aanloop

Want de afgelopen paar jaar zijn er genoeg nieuwsberichten geweest over stroominfarcten en krapte op het stroomnet in Amsterdam, plus volle regio’s, tijdelijke bouwstops en beperkingen. Waarna er nieuwe knelpunten in onder meer Friesland en Gelderland zijn ontstaan (naast Noord-Holland en vooral Amsterdam). Gevolgd door een ‘stroomstop’ voor grootverbruikers in de kop van Noord-Holland. En ga zo maar door.

Niet verbazingwekkend gezien het feit dat het ministerie van Economische Zaken en Klimaat (EZK) eind 2020 al heeft erkend dat het elektriciteitsnet het de komende jaren niet aankan. EZK bevestigde toen de sombere verwachting van toezichthouder ACM dat de situatie nog verergert, ondanks investeringen van netbeheerders. Stroom was in de voorzomer van 2018 al kopzorg nummer één voor datacenters in de metropoolregio Amsterdam (MRA).

Datacenters zijn inmiddels niet meer de enige boosdoeners maar ook niet de grootste of voornaamste slachtoffers in de stroomcrisis. Afgelopen zomer is de dreiging van energietekorten officieel in beeld gekomen als remmende factor voor ICT. En daarmee voor het bedrijfsleven en de maatschappij in het algemeen. De Duitse overheid heeft bedrijven aangeraden om eigen noodstroommaatregelen te treffen, zoals aanschaf van aggregaten en backup-generators om hun systemen draaiende te kunnen houden.

Oorzaak én oplossing

Het is wel pijnlijk duidelijk: het elektriciteitsnet zit vol, ook in Nederland. Ondertussen blijft de vraag naar stroom maar doorgroeien, mede aangejaagd door digitalisering. IT in ons land is goed voor zo’n 3% van het nationale elektriciteitsverbruik, vertelde Harold Veldkamp, programmadirecteur Digitalisering bij Topsector Energie, eind vorig jaar al aan AG Connect. Dat percentage is “een significante hoeveelheid”.

Maar juist deze ‘oorzaak’ voor het energieprobleem kan ook de oplossing brengen. En dat niet alleen doordat hardware - maar in theorie ook software - steeds zuiniger kan zijn. De oplossing voor stroomproblemen zit ook in het digitaliseren van de infrastructuur voor elektriciteit. Daarbij kunnen datacenters zich zelfs ontpoppen tot ‘batterijen van de toekomst’, vertelt Veldkamp in een vervolggesprek.

À la telecom toen

Hij ziet parallellen met de telecomsector, waar hij van origine vandaan komt. De huidige bewegingen in de energiesector, zoals overgang naar smart grids en decentralisatie, zijn eigenlijk iets van twintig jaar geleden in de telecom. De reactie die telco’s toen hadden, was ‘méér koper, méér glas’. Brute capaciteit er tegenaan smijten. Wat haast wel moest, want de besturingsintelligentie zat toen alleen op het hoogste niveau van de infrastructuur, legt Veldkamp uit.

Een telefoontje naar je buurman liep toen via een x-aantal hiërarchische lagen in het telecomnetwerk, geeft hij als voorbeeld. In plaats van de verbinding direct, op zo laag mogelijk niveau routeren naar die fysiek naastgelegen bestemming. Voor energienetwerken spelen nu soortgelijke inefficiënte opzetten. “Terwijl de opwekking fundamenteel veranderd; dat is nu enorm gedistribueerd.” Zie windmolenparken her en der, zonneweides in landelijke gebieden en zonnepanelen op daken door heel het land.

Tegelijkertijd, weet Veldkamp, is de gemiddelde benuttingsgraad van het stroomnet 10 tot 20%. Een schrikbarend laag percentage. “Dus hoezo is er netcongestie? Of dat nu echte of contractuele congestie is.” De programmadirecteur spreekt niet tegen dat er problemen zijn, maar nuanceert dat het veel afhangt van waar, wanneer en hoe lang je meet.

Digitalisering van energienetten

Er valt een wereld te winnen en veel efficiëntie te behalen door beter te meten. Om vervolgens beter te sturen op die meetresultaten. “Daar zijn nieuwe systemen voor nodig”, verklaart Veldkamp. Een kwestie van modernisering en digitalisering die echter kan botsen met de huidige aanpak van betrokken partijen. Dat moet echter geen belemmering zijn, houdt Veldkamp voor. Hij haalt een tekst van actiegroepering Loesje aan: “Streef onbekommerd naar het ideale.”

Immers, de uitvinder van de auto reed zelf ook paard, zegt de topman van de Topsector Energie. Op gegeven moment zal de oude methode plaats moeten maken voor de nieuwe. “Wanneer gaat de wal het schip keren?”, dat is de grote vraag. De doorslaggevende factor daarvoor kan financieel zijn, bijvoorbeeld door stijgende energieprijzen.

Maar het kan ook om andere redenen gauw gaan gebeuren, vertelt Veldkamp. “In de Eemshaven is er fysiek geen plek meer voor uitbreiding”, stipt hij aan. De elektriciteitscentrale daar in Groningen zit dus ‘vol’ wat verbindingen betreft, vanwege voorschriften voor bepaalde afstanden tussen lijnen en bereikbaarheid voor onderhoud. “Linksom of rechtsom gaan verschillende wallen verschillende schepen keren.”

Energiediensten leveren

Veldkamp signaleert niet alleen de problemen, maar ziet ook uitwegen. Om te beginnen in lokale energiesystemen, zodat vraag en aanbod elkaar lokaal kunnen ‘vinden’. Denk aan het telecomvoorbeeld van je buurman bellen. Daarvoor is dus betere meting benodigd, want “meten is weten”. Hierdoor kunnen vraag en aanbod beter op elkaar worden afgestemd en kunnen gewone bedrijven ook energieleverancier worden.

Hoe een non-energiebedrijf dat kan doen? Veldkamp legt uit dat een fabrikant van kantoorstoelen energiedienstenleverancier kan worden. Door in plaats van lijm voor die producten snél te verwarmen, wat een piek in de energieafname oplevert, te kiezen voor langzaam opwarmen. Dat levert niet letterlijk energie op, maar scheelt wel energie waardoor andere afnemers hun behoefte vervuld kunnen zien.

Datacenters kunnen op dit gebied een flink grotere rol vervullen. Niet alleen kun je processors in die rekencentra sneller of langzamer laten draaien, wat dus scheelt in de energieafname. Hyperscalers kunnen dat op zo’n grote schaal dat netbeheerders daar veel verschil van merken. Veldkamp licht toe dat het heus niet alleen de hyperscalers van techreuzen zijn die deze omvang en impact hebben. “Dit kunnen ook normale datacenters.”

Net als internetroutering

Een stap verder is het ontwikkelen van systeemdiensten, met oog op energieverbruik. Denk aan processorvermogen inzetten op basis van duurzame energie tegen de laagste prijs. Wat dan eventueel in een andere regio is. Dit is qua idee vergelijkbaar met hoe routering van datapakketten op internet gebeurt: welke route langs welke netwerken is op welk moment optimaal? Een enkele mail kan versnipperd langs geheel verschillende routes gaan.

“Een commercieel bedrijf vraagt zich af: kan ik hier geld aan verdienen en hoeveel moeite kost dat?” Datacenters onderscheiden zich traditioneel op energieprijzen en ICT-beschikbaarheid. Eerstgenoemde wordt voor iedereen duurder en laatstgenoemde is tegenwoordige bij nagenoeg elke aanbieder wel op orde. Datacenters moeten van ‘groen’ een unique selling point (USP) maken, zegt Veldkamp. Als ze daarbij dan ook snel kunnen reageren op dynamische tarieven, is zo’n aanbod ook prijstechnisch aantrekkelijk.

‘Klein’ beginnen

Een nieuw soort peering, niet van datastromen maar van energiestromen en reken-jobs, komt in beeld. Idealiter is dit dan een groot geheel van diverse datacenters die deze uitwisseling van energie- en systeemdiensten op nationale of zelfs internationale schaal doen. Net zoals cloudaanbieders met reken- en opslagcapaciteit doen en telecomproviders met dataverkeer.

Voor een vergelijkbare energie-aanpak zijn dan wel technische standaarden, operationele afspraken en contractuele overeenkomsten nodig. Daar schuilt misschien een kip-ei probleem in, maar het kan relatief klein beginnen. Nu al. Veldkamp wijst erop dat een datacenter dat op verschillende locaties zit dit al voor zichzelf kan doen. Intern, maar met externe voordelen.

Kansen in crisis

De externe voordelen reiken voorbij datacenters zelf en hun klanten; ook energieleveranciers kunnen vruchten plukken, schetst de programmadirecteur. Bij sterke wind kunnen windmolenparken in bijvoorbeeld Flevoland een negatieve energieprijs opleveren. Datacenters kunnen het zo ontstane ‘overschot’ aan energie opvangen en goed benutten door dan even op vol vermogen te draaien.

Voordat het zover is dat datacenters de ICT-aanpak van servers en racks ‘opschalen’ naar andere locaties en zelfs concurrenten zitten we met de huidige crisissituatie. “Het piept en kraakt”, zegt Veldkamp, “Wat betekent dat er kansen voor nieuwe businessmodellen zijn”. Daar moet nog wel wat werk voor worden verricht; technisch en ook zeker contractueel. Veldkamp parafraseert een bekende wijsheid (van notabene Thomas Edison): innovatie is 1% inspiratie en 99% transpiratie.