Energieverbruik datacenters stijgt, maar ze worden wel efficiënter

Een film kijken, op zoek gaan naar een vlucht: we doen het elke dag. Datacenters zijn daarbij onmisbaar. Tegelijkertijd hebben we meer rekenkracht nodig vanwege de AI-ontwikkelingen. Volgens de laatste schattingen van het Internationaal Energie Agentschap (IEA) kan het elektriciteitsverbruik van datacenters tegen 2026 verdubbeld zijn.

De laatste IEA Annual Electricity Review wees erop dat de wereldwijde vraag naar elektriciteit in de komende drie jaar zal groeien. Datacenters, AI en cryptocurrencies zijn deels de oorzaak. In 2022 verbruikten datacenters wereldwijd naar schatting 460 TWh elektriciteit; dat is 2% van het totaal wereldwijd. Hun totale energieverbruik zou in 2026 kunnen oplopen tot meer dan 1000 TWh- ongeveer de hoeveelheid elektriciteit die Japan verbruikt.

Hoe werken datacenters en welke maatregelen kunnen ze nemen om hun energieverbruik te beheersen? Andrew van der Haar, senior adviseur energie en duurzaamheid bij de (DDA), helpt ons deze vragen te beantwoorden.

Verschillende datacenters

Voordat we ingaan op de details, moeten we een aantal definities toelichten. Er zijn twee soorten datacenters: colocatie en hyperscale datacenters. Colocatie datacenters zijn eigendom van een bedrijf dat ruimte, rekenkracht en koeling verkoopt aan meerdere bedrijven op één locatie. Colocatiefaciliteiten zijn een goede optie voor bedrijven die externe rekenkracht nodig hebben, maar zich geen eigen datacenter kunnen veroorloven. Een colocatiecentrum kan honderden, zelfs duizenden klanten bedienen.

Hyperscale datacenters (HDC's) hebben een grotere verwerkingskracht en worden beheerd door een bedrijf, zoals Google, Microsoft of Apple. Deze infrastructuren zijn nodig voor grootschalige cloud- en big data-opslag. HDC's hebben minstens 5.000 servers en 929 m2 of 10.000 vierkante meter.

“Energiebeheer is eenvoudiger als je eigenaar bent van het datacenter, omdat je alle operaties onder controle hebt. Bij colocatiefaciliteiten hangt het af van de bedrijven die ze bedienen. Als je zakelijke bedrijven bedient, vindt het grootste deel van het energieverbruik overdag plaats, terwijl een e-commerceplatform eigenlijk altijd resources nodig heeft”, legt Van Der Haar uit.

Bezuinigen op koeling

Volgens het IEA-rapport is 40% van de elektriciteitsbehoefte van datacenters bestemd voor computers en 20% voor de bijbehorende IT-apparatuur. De resterende 40% wordt veroorzaakt door koeling. Het is van cruciaal belang om duizenden servers koel te houden om ze draaiende te houden - ze produceren warmte terwijl ze draaien, net zoals een laptop dat doet.

Naast standaard ventilatiesystemen is het gebruikelijk om vrije koeling te gebruiken met externe lucht om het datacenter te verversen. Deze methode kan het stroomverbruik met 10 tot 50% verminderen, afhankelijk van de locatie. Zogeheten adiabatische koelsystemen zijn een andere optie. Ze gebruiken water om de temperatuur van de omringende lucht te verlagen.

AI en automatisering helpen ook. “Rekening houdend met temperatuur, elektriciteitskosten en benodigde stroom, gebruiken datacenters algoritmes om hun stroomverbruik te beheren. AI onderneemt actie wanneer ze een setpoint naderen - de datacentertemperatuur die met hun klanten is afgesproken, enzovoort - om het energieverbruik te optimaliseren,” verduidelijkt Van Der Haar. Daarnaast maken de nieuwste serverontwerpen gebruik van koelsystemen die direct op de server zijn aangesloten.

Kwantumcomputers gaan geneeskunde transformeren door snellere ontdekking van medicijnen

Effectievere behandelingen en snellere ontwikkelingscycli liggen in het verschiet dankzij kwantumcomputing. Europese pioniers op het gebied van gezondheidstechnologie leiden deze innovatie.

Read More

Efficiëntie verbetert

De energievraag van datacenters neemt toe, maar hun energie-efficiëntie verbetert ook. PUE (Power Usage Effectiveness) is een maatstaf die wordt gebruikt om de efficiëntie van een datacenter te bepalen. De PUE wordt berekend door de hoeveelheid energie die de faciliteit binnenkomt te delen door het vermogen dat wordt gebruikt om de IT-apparatuur te laten draaien. Uitgedrukt als een ratio geldt: hoe dichter de PUE-waarde bij 1 ligt, hoe efficiënter een datacenter is. Over het algemeen zijn colocatie- en hyperscale faciliteiten efficiënter. De afgelopen jaren is de efficiëntie wereldwijd toegenomen, zoals te zien is in de onderstaande grafiek.

Een trend die Van Der Haar signaleert, is de grotere vraag naar stroom die nieuw gebouwde datacenters met zich meebrengen. Parallel daaraan neemt ook de rekendichtheid toe, met meer verwerkingseenheden geconcentreerd in dezelfde ruimte. “Bij het herinrichten van een datacenter voor meer rekenkracht, geven bedrijven echter ook de faciliteit als geheel een nieuwe vorm. Ze hebben misschien meer eenheden om te koelen, maar met updates aan hun infrastructuur en lay-out hebben ze niet per se meer vermogen nodig.”

Hoe zit het met Nederland?

In Nederland zijn er 187 colocatiecentra, 3 hyperscalers en 6328 enterprise datacenters. DDA heeft meer dan 115 leden. De meeste daarvan staan in Noord-Holland, met name in Amsterdam en omgeving, zoals het gebied rond Schiphol.

Volgens Van Der Haar zijn de meeste DDA-leden bezig met het aanpassen of herontwerpen van hun faciliteiten. Hoewel de industrie bloeit, wordt uitbreiding beperkt door aansluiting op het energienet. Groei is niet meer mogelijk in en rond Amsterdam, maar er zijn andere mogelijkheden buiten de provincie Noord-Holland.

De expert zegt ook dat 99% van de energie die DDA-leden gebruiken afkomstig is van hernieuwbare bronnen. “Veel datacenters spreken expliciet af om duurzame energie af te nemen in de stroomafnameovereenkomst - het contract dat ze afsluiten met hun energieleverancier. Bovendien installeren datacenters ook batterijen om energie op te slaan.”

Wat komt hierna?

In 2022 waren er ongeveer 1240 datacenters in de EU, goed voor bijna 4% van het stroomverbruik. In Ierland gebruikten datacenters 17% van de elektriciteit, deels door de lage vennootschapsbelasting. Het IEA verwacht dat dit in 2026 zal groeien naar 32%.

Nu AI de vraag naar datacenters stimuleert, zal ook de energiebehoefte van computers toenemen. Hopelijk kunnen technologische ontwikkelingen en hernieuwbare energie ons digitale leven ondersteunen, zodat onze planeet niet in gevaar komt.