Datacenters kunnen en moeten veel efficiënter worden. Schneider Electric heeft hierin een belangrijke rol te spelen. Dat is echter gemakkelijker gezegd dan gedaan, leerden we recent bij een bezoek aan het Electric Cooling Hub van het bedrijf in Conselve, Italië. Dat het wel degelijk mogelijk is om stappen te zetten, bewijst STACK Infrastructure, waar we eveneens op bezoek zijn geweest.
Datacenters zijn regelmatig doelwit in discussies rondom het klimaat, duurzaamheid en energieverbruik. Ze verbruiken enorm veel energie en water en doen er verder niet zoveel aan om te veranderen. Dat is althans de perceptie die heerst in de markt. We gaan in de komende twintig jaar echter alleen maar meer datacenters nodig hebben. Andrew Bradner, General Manager Cooling bij Schneider Electric, geeft aan dat er in die tijd een verdubbeling moet komen van capaciteit.
Deze verdubbeling heeft overigens niet alleen te maken met de opkomst van AI. Dat is wellicht verleidelijk om te denken, maar AI maakt maar maximaal zo’n 15 procent uit van de verwachte verdubbeling. De rest van de workloads gaan dus ook enorm groeien. Dat is op zich ook niet zo gek. Voor iedere nieuwe ontwikkeling komen er weer allerlei nieuwe applicaties, die data nodig hebben om te kunnen functioneren. Die data moet ergens staan in een datacenter. Dit kan een private cloud zijn, een colo-datacenter of een public cloud.
Van oorzaak naar oplossing
Het mag duidelijk zijn dat datacenters zich in een bijzondere spagaat bevinden. Daarmee geldt hetzelfde voor partijen zoals Schneider Electric en STACK Infrastructure. Vanuit wetgevers zien we her en der een primaire reactie van een moratorium op de bouw van datacenters. Dat klinkt op zich logisch, maar is niet houdbaar. Er komt immers alleen maar meer behoefte aan datacenters. Dus het verbieden van de bouw ervan is alleen een kortetermijnoplossing, voor zover het een oplossing is.
Uiteindelijk zal de oplossing voor de problemen die datacenters hebben en veroorzaken op het gebied van onder andere energie- en waterverbruik toch echt voor een belangrijk deel in technische ontwikkelingen moeten liggen. Dat is waar ze bij Schneider Electric druk mee zijn. Het is goed om te zien dat er in ieder geval meer wordt gedaan dan offsetten. Daar hebben we niet zoveel mee. Dat is wat ons betreft een vorm van greenwashing, ook al is offsetten natuurlijk nog wel altijd beter dan helemaal niets doen. De enige keer tijdens de twee dagen van de persbijeenkomst dat er iets van offsetting voorbijkwam, was meteen aan het begin. Schneider Electric heeft voor iedere aanwezige journalist een boom geplant ergens in een bos in Frankrijk.
Datacenters moeten van oorzaak naar oplossing gaan. Dat is de teneur van het betoog van Marc Garner, SVP Secure Power Europe bij Schneider Electric. Hij gaat zelfs een stapje verder: “Datacenters kunnen de katalysator zijn voor duurzame verandering.” Daarmee zet hij de perceptie van datacenters volledig op zijn kop. De quote uit de titel is ook van hem afkomstig. Gelukkig blijken het meer dan alleen loze kreten te zijn, leren we tijdens het verdere evenement.
Lees ook: Drukste kwartaal ooit voor Europese datacenters, Amsterdam groeit licht
Koeling speelt een hoofdrol
Heb je het over het energie- en waterverbruik van datacenters, dan heb je het al heel snel over koeling. Dat is zonder meer de spil van de veranderingen die datacenters en de leveranciers van producten voor datacenters moeten maken. In de woorden van Bradner: “We moeten een strategie hebben voor slim en groen koelen.”
Bovenstaande is eenvoudig gezegd, maar heeft behoorlijk wat voeten in de aarde. Denk alleen maar aan de uitdagingen die bijvoorbeeld AI met zich meebrengt. Dat zorgt ervoor dat het aantal HPC-workloads zal toenemen. Daar moet een bedrijf als Schneider Electric op voorbereid zijn, door bijvoorbeeld extra koelingsformaten aan te bieden aan klanten. Daarnaast kan de datacentermarkt wel wat standaardisatie gebruiken, volgens Bradner. Dat is ook wat klanten willen, want het is eenvoudiger en dus ook goedkoper.
Uiteindelijk zal een volledig gestandaardiseerde datacentermarkt er niet zomaar komen. Wel ziet Bradner dat de geografische locatie een minder grote rol gaat spelen. Het moet vooral allemaal efficiënt gebeuren, op meerdere vlakken. Dan is het niet de bedoeling dat er voor iedere geografische locatie een uniek design komt.
Vloeistofkoeling wordt groter en belangrijker
Als het gaat om vloeistofkoeling, komt bij ons de analogie met IPv6 bovendrijven. Daarvan roepen we al een jaar of 25 dat we in het jaar van IPv6 zitten. Maar die ‘big bang’ lijkt maar niet te komen (en gaat er ook niet komen, durven we wel te voorspellen, maar dat terzijde). Bradner verwoordt deze analogie als volgt: “Vloeistofkoeling is al vijftien jaar de next best thing.” Daarmee impliceert hij dat het nog altijd niet het geval is. De markt is daar nog steeds niet echt aan toe, met uitzondering van partijen die HPC-workloads draaien.
Dat de markt er nog niet aan toe, ligt er vooral aan dat nog steeds het leeuwendeel van de workloads en racks prima met lucht gekoeld kunnen worden. Het zal dus ook nooit het geval zijn dat vloeistofkoeling het volledig overneemt. Uiteindelijk ligt de grens dat vloeistofkoeling min of meer verplicht is boven zo’n 50 kW/rack, horen we tijdens het evenement. Daar ben je niet zomaar, ook al groeien we er wel gestaag naartoe. Alles onder 50 kW/rack kan in principe nog met luchtkoeling gedaan worden, ook al zullen er ook daar situaties zijn waarin vloeistofkoeling efficiënter is.
Met betrekking tot richtlijnen op het gebied van vloeistofkoeling, moet er overigens nog wel het nodige worden geformaliseerd. Voor luchtkoeling waren en zijn er de ASHRAE-richtlijnen. “Die worden wat archaïsch en gedateerd”, geeft Bradner aan. Daar moet dus een nieuwe variant op komen. Het feit dat die er nog niet is, geeft ook weer aan dat vloeistofkoeling in datacenters echt nog in de kinderschoenen staat.
Gecombineerde oplossingen voor lucht- en vloeistofkoeling
Vloeistofkoeling mag dan aan een onvermijdelijke opmars bezig zijn, het is zeker niet zo dat je dit moet zien als de oplossing voor alle koeling in een datacenter. Er zal ook behoefte blijven aan luchtkoeling. Dat zadelt een partij als Schneider Electric natuurlijk wel op met een extra uitdaging. Het moet nu immers hybride oplossingen mogelijk maken, waarbij een deel door lucht en een deel door vloeistof wordt gekoeld. Vandaar ook dat men een end-to-end-benadering heeft gekozen, geeft Bradner aan. Op die manier houden ze het volledige koelingsproces in het zicht. Vanaf het koelen op de chip, via de distributie van koeling in een datacenter naar het afstoten van de warmte buiten.
Bovenstaande klinkt alsof Schneider Electric een lock-in wil creëren voor klanten. Dat is doorgaans wat ‘end-to-end’ betekent, is onze ervaring. Dat is echter niet het geval, geeft Bradner meerdere keren aan tijdens zijn onderdeel van de sessie. “We willen agnostisch blijven”, stelt hij. “We gaan iedere technologie, iedere leverancier ondersteunen, dat is wat vloeistofkoeling van ons vraagt.”
Van synthetische naar natuurlijke koelvloeistof
Kijken we naar de koeling van racks in datacenters en dan met name naar gesloten systemen met koelvloeistof, dan roept de opkomst hiervan natuurlijk ook de nodige vragen op rondom duurzaamheid. Die vloeistoffen zijn vaak verre van milieuvriendelijk namelijk. Enkele van de ergste gassen zijn er inmiddels al uit, maar het probleem is zeker nog niet opgelost.
Het is met bovenstaande in het achterhoofd geen verrassing dat er momenteel het nodige te doen is rondom koelvloeistof. Er wordt druk gezocht naar natuurlijke koelvloeistoffen. Dat is op zichzelf een goed idee, geeft Maurizio Frizziero, Technical Innovation Expert Leader werkzaam bij de Schneider Electric Cooling Hub in Conselve, aan. Hij wijst er echter op dat we wel ons verstand moeten blijven gebruiken. “Het grootste gedeelte van de ecologische voetafdruk zit niet in de koelvloeistof, maar in het energieverbruik”, volgens hem. Dat houdt in dat een groene koelvloeistof die minder efficiënt is dan een synthetische of chemische, onderaan de streep averechts werkt. Daarbij is het ook nog van belang dat je kijkt hoe energie wordt opgewekt uiteraard. Als dat op een groene manier gebeurt, dan slaat de balans wellicht juist wel weer positief uit op de groene schaal.
Al met al is het ook op dit punt belangrijk dat er vanuit een end-to-end-benadering gedacht en gekeken wordt naar de duurzaamheidsvraagstukken binnen datacenters. “Doe je dit niet, dan verschuif je het probleem alleen maar”, concludeert Frizziero.
Vloeistofkoeling mag dan nog verre van gemeengoed zijn in datacenters, Schneider Electric is zich er al wel op aan het voorbereiden. Dat is heel duidelijk als we een tour door de Cooling Hub krijgen. Er is een volledige nieuwe lijn voor ingericht in de fabriek.
STACK Infrastructure als voorbeeld voor duurzame datacenters
Na het bezoek aan de Cooling Hub van Schneider Electric was het tijd om een heus datacenter te bezoeken. Dat deden we in Milaan bij STACK Infrastructure. Meer specifiek ging het hier om het MIL01-datacenter. STACK Infrastructure heeft in meerdere regio’s in Europa datacenters. Naast Milaan zijn dat Frankfurt, Geneve, Kopenhagen, Oslo, Stockholm en Zürich. Het bedrijf bestaat nog maar sinds 2019, maar is behoorlijk ambitieus. Het heeft nu al een totale capaciteit van meer dan 2,5 GW, maar willen binnen afzienbare tijd naar meer dan 4 GW wereldwijd. Dat is ook zeker mogelijk, want achter het bedrijf zitten investeerders met behoorlijk wat financiële mogelijkheden (IPI Partners). De focus van het bedrijf ligt op dit moment vooral op hyperscalers.
Het feit dat STACK Infrastructure relatief jong is, biedt mogelijkheden op het gebied van duurzaamheid. Het heeft immers geen enorm oude sites, waar het retrofitten van nieuwe technologie de nodige hoofdpijn kan opleveren. Daarnaast kan duurzaamheid ook meegenomen worden bij het kiezen van de locatie voor datacenters.
Locatie speelt belangrijke rol
Als we naar de bovenstaande lijst locaties kijken, valt op dat deze vrijwel allemaal in gebieden liggen waar duurzaamheidsdoelen zoals het gebruiken van 100 procent hernieuwbare energie relatief eenvoudig behaald kunnen worden. Dat wil zeggen, in Zwitserland en in Scandinavië is er behoorlijk wat energie die afkomstig is van waterkrachtcentrales beschikbaar. Het noorden van Italië heeft ook de nodige waterkrachtcentrales. Eigenlijk is alleen Frankfurt gelegen in een regio die lastiger is te voorzien van 100 procent hernieuwbare energie. Die regio werd eind vorig jaar geopend, maar voldoet ook aan deze doelstelling.
Alle locaties van STACK in Europa draaien op 100 procent hernieuwbare energie, drukken de woordvoerders ons herhaaldelijk op het hart. De noodgenerators van het datacenter draaien overigens nog wel gewoon op diesel. Dat is vooralsnog de enige echt betrouwbare brandstof om de garanties te kunnen bieden die klanten van een datacenter verwachten.
Op zich is het heel logisch dat STACK Infrastructure heeft gekozen voor de bovenstaande locaties, met de ambities op het gebied van duurzaamheid in het achterhoofd. Deze strategie gaat echter in tegen wat Bradner ons de vorige dag had verteld, dat geografische locatie steeds minder belangrijk wordt. Ook op het gebied van standaardisatie is dit bedrijf niet het beste voorbeeld. We horen tijdens de sessie in Milaan dat het koelsysteem speciaal voor dit datacenter is gebouwd. Dat is echter logisch, want MIL01 is een luchtgekoeld datacenter. De trends die Bradner benoemt, zullen eerder van toepassing zijn op vloeistofgekoelde datacenters dan op luchtgekoelde. Zoals al eerder aangegeven, vloeistofkoeling is nog altijd niet heel erg wijdverspreid. We zullen dus nog even moeten wachten op standaardisatie.
Naast waterkracht gebruikt STACK Infrastructure ook andere vormen van hernieuwbare energie. Zo is er op meerdere locaties voorzien in zonnepanelen. Verder vangen ze ook regen- en smeltwater op en hergebruiken ze de warmte die de datacenters produceren. Dat laatste doen ze naar eigen zeggen erg succesvol in Oslo en Geneve. In Oslo gaat het bijvoorbeeld om het verwarmen van 5000 woningen. Ook nog goed om hier te vermelden is dat STACK Infrastructure ook aan het kijken is naar het gebruik van zogeheten Groen Beton en gerecycled staal voor de bouw van datacenters.
We zien verder nog iets bijzonders op de campus van het MIL01-datacenter waar we op bezoek zijn. Dit is namelijk een van de locaties waar STACK Infrastructure bijenkasten heeft neergezet. Dit heeft niet meteen iets te maken met hernieuwbare energie, het besparen of hergebruiken ervan, maar is wel van belang voor de natuur. Bijen spelen immers een belangrijke rol in het bestuiven van planten en daarmee in het voortbestaan ervan. Het plan is om ook op de andere locaties bijenkasten te plaatsen.
Duurzaam datacenter gaat om meer dan hernieuwbare energie
Het duurzamer maken van een datacenter heeft echter niet alleen te maken met het soort energie dat je erin stopt (en eruit krijgt). Dat zagen we hierboven ook al even toen we het hadden over natuurlijke vloeistofkoeling. Het is ook een kwestie van goed nadenken om de energie die datacenters verbruiken, zo efficiënt mogelijk in te zetten. Dat is ook waar de uitspraak in de titel van dit artikel, van de al eerder aangehaalde SVP Secure Power bij Schneider Electric, Marc Garner, voor een deel op slaat.
Efficiënt gebruik van energie begint al bij de hardware die in een datacenter terechtkomt. Als je daarvan weet wat de impact is op het milieu in het algemeen, kun je een goed geïnformeerde beslissing nemen over welke hardware je nodig hebt. Daarbij gaat het niet alleen om hoeveel energie deze verbruikt na aanschaf, maar ook om de materialen die erin zitten en hoe die bijdragen aan de vervuiling en de ecologische voetafdruk. Schneider gebruikt voor deze vorm van product lifecycle management PEP, oftewel Product Environmental Profile. Je kunt van alle producten gedetailleerd zijn wat de impact is, verdeeld over Scope 1, 2 en 3.
Daarnaast is het mogelijk om ook op het gebied van operationele zaken duurzamer te zijn. Daarvoor moet je allereerst continu inzage hebben in de stand van zaken van alle systemen die je hebt. Met andere woorden, alle systemen moeten met elkaar in verbinding staan. Alle data van die systemen kunnen dan worden omgezet in duidelijke informatie over hoe ze werken en hoe het beter kan. Daarvoor heb je uiteraard ook software nodig. Deze software levert Schneider Electric heel toevallig ook, binnen het EcoStruxure-portfolio. Daar zitten overigens niet alleen zaken rondom energieverbruik in, maar ook componenten gericht op de koppeling van OT en IT en op security.
Al met al is het goed om in de gaten te houden dat op het eerste gezicht kleine aanpassingen grote gevolgen kunnen hebben. Tijdens de sessie die we hadden in het datacenter van STACK Infrastructure in Milaan, hoorden we op dat vlak een interessant feitje. Een verschil van één graad in koeltemperatuur betekent vijf procent minder energieverbruik. Daar is dus nog het nodige te winnen. Garner heeft zeker een punt als hij zegt dat er in principe geen energietekort is, maar dat we te veel energie verspillen. In ieder geval als het gaat om het tweede deel van zijn stelling. Of er echt geen energietekort is, zouden we niet zomaar kunnen onderschrijven. Maar dat is op zich ook niet nodig. Ook als er wel een energietekort is, moeten we zo weinig mogelijk energie verspillen, dus de noodzaak verandert niet.
TIP: We hebben vorig jaar december een aflevering van onze Techzine Talks podcastserie opgenomen over waterkoeling en vloeistofkoeling. Die kun je via deze link beluisteren. In reactie op die aflevering, hebben we enige tijd later ook een aflevering opgenomen met Mark Boeren, de directeur van Pathema. Dat bedrijf heeft een manier ontwikkeld om chemicaliënvrij en circulair water te filteren, onder andere voor gebruik in datacenters. Die aflevering kun je via deze link beluisteren.
1 dag geleden
Expert bijdrage
