De inzet van lage temperatuur warmte zoals restwarmte uit datacenters staat bekend als duurzaam. Hoe komen we tot succesvolle concepten voor aardgasvrije woningen en wijken? Erik Barentsen van de Dutch Data Center Association (DDA) en Douwe van der Meer van infraspecialist Firan vertellen over de uitdagingen, oplossingsrichtingen en voorbeelden uit de praktijk.
Restwarmte van datacenters geldt als een duurzame bron voor warmtenetten en andere collectieve warmte-oplossingen. De restwarmte, die ontstaat door het stroomverbruik van datacenters, levert lage temperatuur warmte voor de gebouwde omgeving. De retourwarmte gebruiken datacenters voor de koeling van de installaties.
“Negentig procent van de stroom die datacenters gebruiken, wordt omgezet in thermische energie die nuttig kan worden gebruikt voor de verwarming van gebouwen. Als Dutch Data Center Association zien we dan ook een duidelijke rol voor datacenters om bij te dragen aan aardgasvrije warmte voor de gebouwde omgeving”, zegt Erik Barentsen, beleidsmedewerker energie & duurzaamheid bij de Dutch Data Center Association (DDA), de brancheorganisatie van datacenters in Nederland. “Nederland heeft zich ontwikkeld tot internet hub voor de wereld, en dat trekt datacenters aan. De concentratie van datacenters in bijvoorbeeld de Metropoolregio Amsterdam brengt enorme economische voordelen mee. Met het geconcentreerde energieverbruik fungeren datacenters ook als duurzame warmtebronnen voor de omgeving.”
Meer data, meer warmte
Volgens recente studies van onder meer het Internationaal Energie Agentschap steeg het elektriciteitsverbruik van datacenters wereldwijd met slechts vijf procent tussen 2010 en 2018, terwijl het dataverkeer in deze periode vertienvoudigde. Datacenters werken tegelijkertijd aan het verduurzamen van het elektriciteitsverbruik. Nu al is 86 procent van het stroomverbruik van Nederlandse datacenters groen.
Douwe van der Meer, senior businessontwikkelaar van infraspecialist Firan: “Datacenters zijn momenteel goed voor drie procent van het Nederlandse elektriciteitsgebruik. Er wordt veel geïnvesteerd in efficiëntere installaties en processen, maar door het alsmaar groeiende dataverkeer neemt het stroomverbruik onderaan de streep toch licht toe. Het grote voordeel daarvan is dat datacenters kunnen fungeren als een betrouwbare leverancier van een continue stroom van restwarmte.” Ook het elektriciteitsnetwerk en de datacenters hebben baat bij de warmtelevering: de retourtemperatuur van het warmtenet reduceert het energieverbruik voor koeling. Dat scheelt de datacenters exploitatiekosten, en vermindert de belasting van het elektriciteitsnet.
Duurzame ambities
Door de inzet van de restwarmte van datacenters kan Nederland jaarlijks structureel naar schatting 600 kiloton CO2-emissie overbodig maken, wat neerkomt op ongeveer één procent van de totale opgave voor 2030. De toepassing van de industriële restwarmte sluit daarom aan bij de landelijke ambities uit het Klimaatakkoord om de gebouwde omgeving in 2050 aardgasvrij en CO2-neutraal te verwarmen. Met een Routekaart Datawarmte, die wordt ontwikkeld door het ministerie van Economische Zaken, worden gemeenten ondersteund om de restwarmte van de digitale sector optimaal te benutten voor warmtenetten.
“Er wordt wel eens gezegd: wat hebben we eigenlijk aan restwarmte van datacenters? Bij datacenters komt lucht vrij op 30°C en daar kan je niet direct een huis mee verwarmen”, zegt Barentsen over een uitdaging voor de Nederlandse datacentersector. “Maar een warmtepomp die de restwarmte opwaardeert tot de juiste aflevertemperatuur voor verwarming en warm water is veel efficiënter dan een luchtwarmtepomp.” Een extra voordeel van datacenterwarmte is dat de restwarmte al volop beschikbaar en relatief eenvoudig inzetbaar is. Bij de ontwikkeling van een bron zoals biomassa en geothermie komt veel meer kijken.
Voorkeursoptie
Er zijn verschillende manieren om restwarmte uit datacenters te benutten. Van der Meer: “De warmte is uitkoppelbaar naar een lage temperatuur warmtenet en er is uitwisseling mogelijk met warmte-koude-opslagsystemen. Een andere toepassing is de inzet bij modulaire warmtesystemen die zijn toegerust op het toekomstige gebruik van restwarmte uit datacenters.” De restwarmte van datacenters is toepasbaar in nieuwbouw én – in combinatie met bijvoorbeeld een warmtepomp – ook voor bestaande bouw.
“In veel gemeenten is een voorkeur om restwarmte van datacenters te benutten voor nieuwbouw en voor woningen die na renovatie goed zijn geïsoleerd. De hogetemperatuurbronnen komen dan vooral ten goede aan bestaande bouw”, signaleert Van der Meer. Zo heeft de gemeente Amsterdam de restwarmte van datacenters als voorkeursoptie benoemd voor de warmtevoorziening voor ontwikkelingsgebied Amstel III in Zuid-Oost. Daar onderzoeken vastgoedbeheerder Caransa, datacenter-beheerder Equinix, waterbedrijf Waternet, de DDA en Firan – ondersteund door de gemeente – de mogelijkheid om vierhonderd nieuwe woningen aan te sluiten op een warmtenet met de restwarmte van een nabijgelegen datacenter. Het bronnet zorgt voor duurzame warmte en koude voor de hoogbouw in de wijk.
Modulaire warmtesystemen en restwarmte van datacenters
Wijk voor wijk de restwarmte van een lokaal datacenter benutten
Een goede match
In principe kan de Nederlandse datacentersector een miljoen huizen van warmte voorzien, aldus een schatting van de DDA. Barentsen: “Natuurlijk zijn er voor de warmtetransitie ook andere bronnen nodig, maar het zou doodzonde zijn als de restwarmte van datacenters niet nuttig wordt gebruikt. Daarom zijn we actief bezig met matchmaking, om ons aanbod onder de aandacht te brengen van mogelijke afnemers en stakeholders zoals gemeenten, woningcorporaties en vastgoedontwikkelaars.” Ook bij energiecoöperaties staat datacenterwarmte in de belangstelling, zoals blijkt uit bijvoorbeeld een bewonersinitiatief in de Amsterdamse Watergraafsmeer.
Een uitdaging daarbij is de concentratie van datacenters in regio’s zoals Amsterdam, Groningen en Eindhoven. Barentsen: “Er is een goede match nodig tussen het vermogen van het datacenter en de warmtevraag in de omgeving. Voor een sluitende business case is in de nabijheid voldoende vraag nodig. De uitkoppeling en distributie van de warmte zijn namelijk kostbaar, en bij het transport over lange afstanden treedt warmteverlies op.” Op sommige plekken leveren datacenters juist een veel groter vermogen dan nodig is in de nabij liggende gebouwde omgeving. In dat geval komt de business case voor het datacenter niet uit en moet er worden gezocht naar extra afnemers. De uitkoppeling vereist een grote investering die wordt terugverdiend op de besparing op energiekosten die de uitwisseling van warmte en koude oplevert.
Volgens Barentsen zit de huidige wet- en regelgeving de optimale inzet van datacenterwarmte nogal eens in de weg. Zo houden de bestaande regels – en subsidieregelingen zoals de SDE – geen rekening met het gegeven dat datacenters veelal volledig draaien op groene stroom. “Er wordt daarmee onvoldoende recht gedaan aan de duurzaamheidsprestaties van een integrale warmte-oplossing, en het zet de business cases voor toekomstige projecten onder druk.”
Meer dan een belofte
Er zijn inmiddels steeds meer goede voorbeelden en vernieuwende projecten die gemeenten, woningcorporaties, energiecoöperaties en andere stakeholders in de energietransitie inspireren om aan de slag te gaan met datacenterwarmte. Naast studentenwoningen (in Amsterdam) en kantoren (in onder andere Eindhoven) zijn ook een zwembad, kinderdagverblijf en kwekerij (in Aalsmeer) al aardgasvrij gemaakt dankzij de restwarmte van een datacenter.
Daarnaast zijn er op verschillende plekken in Nederland, zoals in Amsterdam, vergevorderde plannen. Ook buiten de Randstad ontstaan er initiatieven, benadrukt Barentsen. “In Groningen gaan duizenden bestaande woningen gebruik maken van de restwarmte van twee datacenters. De inzet van datacenterwarmte is echt al veel meer dan een belofte: het is technisch goed mogelijk en het sluit aan bij de lokale duurzame ambities en plannen.”
Succesfactoren
Een duurzaam concept, een juiste match tussen vraag en aanbod en een sluitende business case zijn cruciale factoren voor de succesvolle inzet van restwarmte van datacenters, constateren de DDA en Firan. “De verschillende belangen binnen de lokale warmteketen in balans brengen, dat is nog een grote uitdaging”, zegt Van der Meer. “Firan denkt daarover mee, en neemt zo nodig de co-financiering, ontwikkeling en realisatie van de warmte-infrastructuren op zich. Bijvoorbeeld als het gaat om de uitkoppeling van een datacenter naar een warmte-overdrachtstation, dat de warmte vervolgens toevoegt aan het stadswarmtenet, of via transport- en distributieleidingen vervoert naar de afnemers.” In samenwerking met engineers en aannemers zorgt Firan ook voor de aansluitingen op gebouwniveau.
“Het gaat erom een open gesprek te voeren, structureel samen te werken, en daadwerkelijk stappen te zetten”, blikt Barentsen vooruit. “Dat vraagt van ons als sector – en van deskundige partijen zoals Firan – ook een goede communicatie over de oplossingen die we kunnen leveren. We zijn in Nederland gewend aan gasgestookte cv-ketels en warmtenetten met een hoge temperatuur. Maar het is heel goed mogelijk om datacenterwarmte in te zetten binnen de nieuwe generatie warmtenetten. Met een warmtepomp is de warmte van 30°C ook efficiënt op te waarderen tot 70°C, als dat voor de woningen gewenst is. Ik ben ervan overtuigd dat de voorbeelden uit de praktijk een sneeuwbaleffect gaan creëren. De praktijk leert dat het concept gewoon werkt.”
