Datacenters & waterstof; combinatie van een duurzame digitale toekomst?

Netbeheerders anno 2020 hebben een aantal grote uitdagingen. Naast een razendsnelle toename van vraag én aanbod op het energienetwerk, hebben zij ook te maken met een geografische asymmetrie tussen energie-opwek en -afname: de locatie waar de stroom wordt opgewekt is ver weg van de plek waar deze wordt gebruikt. Ook is er een sterke onbalans tussen tijdstip waarop en het seizoen waarin de energie wordt opgewekt, en de momenten van afname: zo is er in de wintermaanden veel vraag naar elektriciteit, maar minder aanbod van zonne energie.

Daarnaast digitaliseert Nederland in rap tempo, en leunen we steeds meer op onze digitale infrastructuur van o.a. datacenters. Om de continuïteit van deze digitale dienstverlening te kunnen waarborgen, moet deze infrastructuur op de meest betrouwbare manier worden voorzien van elektriciteit.

In deze blog kijken we naar de mogelijkheden van waterstof. Wat kan deze alternatieve energiebron betekenen voor netbeheerders en voor de energievoorziening van onze betrouwbare digitale infrastructuur?

Stabiel elektriciteitsafname profiel

Het elektriciteitsverbruik van datacenters leent zich uitstekend voor het ontwikkelen van een business case rondom een wind- of zonnepark. Een datacenter kent immers een redelijk stabiel en voorspelbaar afnamepatroon. Een continue en betrouwbare stroomvoorziening voor datacenter blijft echter cruciaal. Gezien het feit dat wind en zonne energie over de dag en het jaar qua aanbod variëren, is het de vraag of de netbeheerder of de afnemer zelf de elektriciteit moet stabiliseren om de continuïteit te waarborgen.

Daarnaast zal er altijd een alternatieve energievoorziening aanwezig zal moeten zijn. Momenteel worden hiervoor noodstroom stroomaggregaten gebruikt welke op (groene) diesel draaien. Tegenwoordig kan een datacenter ervoor kiezen om de elektriciteit zelf op te wekken door middel van fuel cell (brandstofcel) technologie.

Noodaggregaten op basis van waterstof

Zouden fuel cells, nu deze op grotere schaal kunnen worden ingezet, de diesel noodaggregaten kunnen vervangen? Hier liggen zeker mogelijkheden, al zijn er nog wel een aantal knelpunten. Datacenters zijn nog relatief onbekend met brandstofcel technologie, en leveranciers bevinden zich nog in de experimentele fase. Daarnaast liggen de kosten van de opgewekte elektriciteit nu nog aanzienlijk hoger dan die van diesel. En ten slotte is het logistieke systeem voor de distributie (logistiek of via pijpleidingen) van waterstof nog volop in ontwikkeling.

Waterstof als elektriciteitsvoorziening

Waterstof biedt echter een interessant lange termijn model waarin de elektriciteitsvoorziening van datacenters geheel anders vorm gegeven wordt. Uitgaande van een goed werkende infrastructuur voor distributie van waterstof, zouden datacenters door middel van waterstof technologie hun eigen elektriciteit kunnen opwekken en zo zelfvoorzienend worden. Hiermee wordt het elektriciteitsnet significant ontlast, en daarmee de betrouwbaarheid vergroot. Er zal slechts een beroep op het net moeten worden gedaan in geval van uitval van de fuel cells. Als alternatief zouden we hier nog steeds kunnen denken aan het gebruik van een back-up fuel cell of dieselaggregaten, waardoor een totale ontkoppeling van het elektriciteitsnet wellicht mogelijk kan worden.

Verder onderzoek is nodig

Over enkele jaren lijkt waterstof technologie toepasbaar als alternatief voor noodaggregaten. De schaalbaarheid en toepasbaarheid als noodstroomvoorziening, de aanpassingen aan de UPS, de kosten en de logistiek zijn echter allemaal zaken welke nog nader onderzocht moeten worden.

Op lange termijn kunnen datacenters zich gaan oriënteren op fuel cell technologie als primaire elektriciteitsvoorziening. Dit laatste is echter alleen noodzakelijk indien er een duidelijk signaal bestaat dat datacenters zich meer onafhankelijk van het elektriciteitsnet moeten gaan opstellen. Dit signaal kan afkomstig zijn van de netwerkbeheerders of is een bewuste keuze van de datacenter industrie om geheel zelfvoorzienend te kunnen opereren.

Data on hydrogen

Datacenters hebben, als onderdeel de Nederlandse ICT industrie, zich volgens de Europesche richtlijnen tot doel gesteld in 2030 geheel CO2 neutraal te zijn. Door het gebruik van duurzaam opgewekte elektriciteit is deze branche op dit moment al de meest duurzame in Nederland. In de periode tot aan 2030 is het niet waarschijnlijk dat er een waterstof infrastructuur zal ontstaan waarbij datacenters zullen worden voorzien van een aansluiting.

De DDA is voorstander om deze waterstof infrastructuur als eerste aan te leggen voor de zware industrie, die nu nog het merendeel van de CO2 uitstoot in Nederland veroorzaken.

De komende periode zal de sector zich wel verder oriënteren op het gebruik van waterstof voor noodstroom voorzieningen en zelfvoorzienendheid. Een implementatie zal sowieso gefaseerd plaatsvinden, gelet op de noodzakelijke continuïteit van datacenters. Een mooie kans om als Nederland onze koppositie als digitale mainport en Europees voorloper op het gebied van waterstof te bevestigen, “data on hydrogen”.

Ondertussen denkt de datacenter industrie graag mee over hoe we de opwekking en distributie van duurzame elektriciteit kunnen versnellen.

GreenDC conferentie 8 oktober 2020

Meer weten over de verduurzaming van datacenters in het algemeen? Noteer dan 8 oktober 2020 in je agenda. Op die datum organiseert de DDA voor het 4de jaar op rij een GreenDC conferentie over duurzame energie, energie efficiëntie binnen datacenters, en het gebruik van datacenter restwarmte voor de gebouwde omgeving.

Op de hoogte blijven? Schrijf je hier in voor onze nieuwsbrief!

Door: Erik Barentsen, Senior Policy Officer bij de DDA