Start Campus en Schneider Electric bouwen zeer duurzaam 1,2GW-datacenter: hoe doen ze dat?

Innovatie via bestaande infra en zeewaterkoeling

Start Campus en Schneider Electric bouwen zeer duurzaam 1,2GW-datacenter: hoe doen ze dat?

Start Campus is bezig om een heel groot datacenter neer te zetten op een bijzondere plek in Portugal. Voor de vloeistofkoeling gebruikt het bestaande infrastructuur uit een meer vervuilend verleden van de regio. Wij waren eerder deze week op uitnodiging van Schneider Electric ter plaatse om er alles over te weten te komen.

Sines in Portugal zal niet bij veel mensen een belletje doen rinkelen. Kenners van havens en zeevaart weten wellicht dat het een van de weinige zeehavens in Europa is (naast Rotterdam) waar zelfs de grootste schepen kunnen aanmeren (en waar de nodige opslag is van olie). Liefhebbers van geschiedenis zouden het kunnen kennen als de stad waar ontdekkingsreiziger Vasca Da Gama vandaan komt. Toeristen zullen er eventueel ook weleens langs zijn gekomen, aangezien er enkele mooie stranden zijn. Verder spreekt het nog geen vijftienduizend inwoners tellende stadje niet enorm tot de verbeelding.

Start Campus zet Sines op de kaart

Vanaf nu is Sines echter een plek om in de gaten te houden als je actief bent in de wereld van IT en dan specifiek die van (de bouw van) datacenters. Sinds oktober 2024 is Start Campus er namelijk actief met de eerste fase van een datacenter dat zonder meer tot de verbeelding spreekt. Het is er namelijk eentje van in totaal 1,2 GW. Het eerste (en kleinste) 26MW-deel, SIN01 genoemd, zal volgend jaar volledig operationeel zijn. Daarna volgen er nog vijf gebouwen, alle groter dan SIN01, voor een totaal van 1,2 GW. Start Campus bouwt daarnaast ook nog een VHV (Very High Voltage) substation op de site om het geheel van stroom te voorzien.

Hieronder zie je hoe het geheel eruit moet komen te zien:

Luchtfoto van een industriële faciliteit met zes gelabelde gebouwen (SINO1–SINO6), infrastructuur voor zeewaterkoeling en een VHV-onderstation, met weergave van de MW-capaciteit van elke sectie.
Bron; Start Campus

De nieuwe site van Start Campus zal het grootste datacenter van Portugal worden. Het wordt volgens de bouwer voorzien van volledig hernieuwbare energie. Daarmee is het op meerdere manieren ook een vlaggenschipproject voor Portugal. Dat wil zich meer en meer positioneren als belangrijke hub in de datacenter- en connectiviteitswereld. Het heeft een overproductie aan groene (hernieuwbare) energie en veel ruimte om datacenters te bouwen, horen we van vertegenwoordigers van Start Campus. Met onderzeese kabels vanuit meerdere windstreken die er aankomen, is het ook op dat gebied een interessante locatie. Het wil op deze manier de strijd aangaan met onder andere Nederland als ‘Gateway to Europe’.

Het nieuwe datacentercomplex van Start Campus wordt niet alleen het grootste van Portugal overigens. Het is ook een van de weinige in Europa dat meer dan 1 GW aan netstroom heeft weten veilig te stellen. Voor Portugal is het dan ook officieel aangeduid als een project van nationaal belang. Daarnaast claimt het ook een PUE van 1,1 zodra het geheel operationeel is. Heel veel lager kun je in de praktijk eigenlijk niet komen. Hoe Start Campus dat bewerkstelligt, lees je verderop in dit artikel.

De rol van Schneider Electric

Schneider Electric nodigt ons uiteraard niet voor niets uit om te komen kijken naar SIN01. Het levert behoorlijk wat apparatuur en software aan Start Campus.

SIN01 maakt gebruik van een uitgebreid pakket oplossingen uit Schneider Electric’s EcoStruxure-portfolio. Door data uit Schneider’s infrastructuuroplossingen te combineren met realtime inzichten via de EcoStruxure-software, kan Start Campus naar eigen zeggen een hoog niveau van operationele efficiëntie behalen. Zeker met het oog op AI-workloads, waar Start Campus dit nieuwe datacenter expliciet voor ontwikkelt, is dit belangrijk, zo klinkt het. Volgens recente analyses stijgt de energievraag in datacenters in EMEA alleen al met meer dan 98 TWh per jaar, vergelijkbaar met het totale energieverbruik van België.

Het nieuwe datacenter van Start Campus maakt niet alleen gebruik van de software van Schneider Electric. Het is ook uitgerust met apparatuur zoals de Schneider Electric Galaxy VX UPS, een van de topmodellen van het bedrijf. Daarnaast levert Schneider Electric ook de switching-apparatuur en MV- en LV-distributiesystemen voor de elektriciteit. Kijken we naar EcoStruxure, dan gaat het specifiek om de implementatie van EcoStruxure Buildings Management, Energy Management en Power Monitoring Expert. Deze software biedt realtime inzichten, onder andere op het gebied van automatisering, maar ook cybersecurity. Zeker dat laatste is de laatste tijd in OT-omgevingen een belangrijk onderwerp.

Grote elektrische schakelpanelen staan in rijen opgesteld in een ruim industrieel pand, met blootliggende bedrading en leidingen boven zich.
Foto; Start Campus

Focus op duurzaamheid

Tot slot heeft Start Campus via Schneider Electric’s Sustainability & Consulting Services ondersteuning gekregen bij het ontwikkelen van een Power Purchasing Agreement-strategie. Hiermee wordt 100% hernieuwbare energie ingekocht voor het nieuwe datacenter. Dat is een belangrijk voor moderne datacenters die steeds meer onder druk staan vanwege hun ecologische voetafdruk.

De focus op duurzaamheid komt niet uit de lucht vallen. Schneider Electric werkt ook met andere bedrijven zoals Digital Realty aan het verminderen van Scope 3-emissies in datacenters. In de samenwerking met Digital Realty ging het vorig jaar vooral over het verlengen van de levensduur van apparatuur en het toepassen van circulaire principes. De samenwerking met Start Campus gaat nog een behoorlijk stuk verder.

Artikel gaat verder onder het kader

Vloeistofkoeling is soms “op grote schaal experimenteren”

Het feit dat Start Campus de nodige flexibiliteit inbouwt in het koelsysteem, is niet alleen om de temperatuur van het water dat terug de zee instroomt goed te kunnen regelen. Vloeistofkoeling is als geheel ook nog behoorlijk in ontwikkeling. We spreken hier tijdens ons bezoek aan Sines over met Andrew Bradner, de GM en SVP Cooling Business bij Schneider Electric.

In het algemeen is vloeistofkoeling natuurlijk niet nieuw, maar het is pas sinds de AI-boom echt een onderwerp geworden waar niet alleen over gesproken wordt, maar waar ook steeds meer concrete interesse in komt. Waar het op zich wel mogelijk is om ook 100kW/rack met luchtkoeling te koelen (en dat ook zeker gebeurt volgens Bradner), is het steeds duidelijker dat dit niet de toekomst heeft, zeker niet als het op steeds grotere schaal moet gebeuren.

De uitdaging van vloeistofkoeling is echter onder andere dat het op dit moment vrij onduidelijk is wat de juiste temperatuur is. Iedere fabrikant houdt er eigen waardes op na. Dat maakt het in een moderne, heterogene datacenteromgeving lastig om een vaste temperatuur in te stellen. Het resultaat is dat er begrijpelijkerwijs voor de veilige route gekozen wordt en de laagste gemene deler als uitgangspunt wordt gepakt.

Voor de duidelijkheid: idealiter koel je met vloeistof die zo warm mogelijk is. Dat levert simpelweg een hogere efficiëntie op. Iedere graad die je omhoog kan, levert drie procent winst op qua efficiëntie (of capaciteit, afhankelijk van wat je voorkeur heeft), rekent Bradner voor. Dat klinkt misschien niet als een heleboel, maar is op een datacenter van het formaat van dat in Sines al snel een heleboel winst.

Als je bovenstaande in het achterhoofd houdt en daar de behoorlijk dynamische moderne AI-workloads bij betrekt, wordt het rekensommetje nog een beetje lastiger. Er moet nog behoorlijk wat onderzoek gedaan worden, geeft Bradner dan ook aan. Dat is zeker niet eenvoudig, geeft hij meteen toe, maar moet wel gebeuren. Anders blijft het schieten op een bewegend doelwit. We zullen dus ook moeten accepteren dat er nog het nodige geëxperimenteerd moet worden.

Er is een standaard nodig

Uiteindelijk is het duidelijk wat er moet gebeuren. Er moeten standaarden komen voor vloeistofkoeling. Als je nu aan tien leveranciers de vraag stelt wat de capaciteit van een CDU is, dan krijg je tien verschillende antwoorden, aldus Bradner. Daar speelt niet alleen de temperatuur van het water/de vloeistof een rol in, maar ook impact die filters hebben op de prestaties van een CDU. Zo komt het voor dat een leverancier een capaciteit van 1,3 MW claimt voor een CDU, maar dat daar 30 procent van wegvalt zodra er een filter in wordt geplaatst.

Klanten gaan ook steeds vaker vragen naar bewijs op basis van echte tests voor claims die leveranciers doen. Maar hoe test je apparaten op de schaal waarop ze tegenwoordig ingezet worden? Dat kan niet iedereen doen. Bradner ziet hier vanzelfsprekend een schone taak voor Schneider Electric weggelegd. Volgens hem is er maar een select groepje kandidaten voor het uitvoeren van dit soort grootschalige, real-world tests. Verder is ook het bekende ASHRAE inmiddels druk bezig om zich bezig te houden met de ontwikkeling van standaarden. Dat gaat ook zeker helpen.

Volledig vloeistofgekoeld, met behulp van zeewater

Het formaat van de nieuwe site van Start Campus in Sines is op zich bijzonder. Wat ons betreft is dit echter niet het meest bijzondere aspect van SIN01 en de gebouwen die later zullen volgen. Dat is dat het geheel volledig gekoeld zal worden met vloeistof. Het gaat hier om een gesloten systeem van vloeistofkoeling.

Volledig gesloten systemen voor vloeistofkoeling zijn echter nog altijd niet bijster nieuw of interessant in 2025. Het bijzondere van het datacenter in Sines zit hem in hoe die vloeistof van de opgenomen warmte afkomt. Dat gebeurt zoals gebruikelijk via heat exchangers. Daar zitten echter geen koeltorens op aangesloten, maar de Atlantische Oceaan.

Locatie aan zee, naast kolencentrale

Start Campus heeft de locatie vlakbij de zee namelijk niet voor niets gekozen. Het gaat zeewater inzetten om dit te doen. Het systeem is op een haar na af, men verwacht dat het zeer binnenkort zover is. Nu wordt het nog wel gedaan via koeltorens. Die moeten er sowieso zijn als back-up en draaien op dit moment om de warmte af te voeren.

Om de koppeling met de zee te leggen, maakt Start Campus gebruik van bestaande infrastructuur. Het datacenter ligt namelijk pal naast een oude kolencentrale, die vanaf de jaren 1970 tot 2021 operationeel is geweest. Om die kolencentrale van koelcapaciteit te voorzien, is er infrastructuur aangelegd richting de zee. Het gaat dan specifiek om een inlaat en een uitlaat. Daar gaat Start Campus gebruik van maken. Voor SIN01 liggen de pompen en pijpen er al, voor de volgende gebouwen moet er nog wat extra werk verzet worden.

Hieronder zie je op de foto links het datacenter vanuit de lucht. Linksonder is de inlaat voor het zeewater. Daar staat het bouwwerk dat je op de foto rechts ziet staan. De blauwe pompen en pijpen zijn voor het aanvoeren van het zeewater richting het datacenter.

Hoe werkt koelen met zeewater?

In de basis werkt het koelen van de koelvloeistof in het datacenter vrij eenvoudig, al is de praktische implementatie uiteraard verre van eenvoudig. De koelvloeistof stroomt aan de ene kant langs koelplaten en het zeewater langs de andere kant. Het is dus een volledig gescheiden systeem. Het zeewater dat via de inlaat het systeem ingaat wordt gefilterd voor het langs de prijzige titanium platen gaat, maar komt nooit in contact met de koelvloeistof en de chemicaliën erin. Het enige wat er op papier gebeurt is dat er via de uitlaat warmer water terug de zee ingaat.

Hieronder zie je een vereenvoudigde weergave van hoe het systeem in Sines werkt:

Diagram van een open zeewatersysteem uit de Atlantische Oceaan en een gesloten koelsysteem voor een datacenter, verbonden door een warmtewisselaar.
Bron; Start Campus

De materialen voor het zeewatersysteem zijn uiteraard zo gekozen dat die tegen het zoutgehalte kunnen. Verder is de opstelling ook voor een deel redundant uitgevoerd. Van de vijf pompen werken er op ieder gegeven ogenblik maar drie. Dit om onderhoud aan de pompen en de aangesloten circuits mogelijk te maken zonder dat het hele systeem uitgeschakeld moet worden.

Volgens woordvoerders van Start Campus zal dit allemaal binnen de daarvoor gestelde kaders gebeuren. Het mag namelijk niet zo zijn dat het water bij de uitlaat te veel opwarmt. Het heeft de mogelijkheid om een beetje te spelen met hoeveel water er per seconde via de inlaat naar binnen en via de uitlaat naar buiten gaat. Dat is belangrijk, omdat de temperatuur van het zeewater niet het hele jaar hetzelfde is, maar het aantal graden dat men ervan af mag wijken wel (3 graden). In totaal moet het mogelijk zijn om zo’n 1,4 miljoen kubieke meter zeewater per vierentwintig uur langs de platen te sturen.

SIN01 is op meerdere manieren innovatief

Al met al is SIN01 (en de uitbreidingen die er nog aankomen) op meerdere manieren een interessante casus wat ons betreft. Start Campus geeft ermee aan dat de bouw van zeer grote datacenters zeker nog wel kan, maar dat er af en toe ook wat buiten de standaard kaders gekeken moet worden. Het geeft met de combinatie van de koeling met zeewater en het hergebruik van bestaande infrastructuur in ieder geval een signaal af richting de markt. Zeker met de steeds strengere PUE-eisen kan het goed zijn om dit soort alternatieven te onderzoeken in de zoektocht naar een locatie voor een datacenter.

Of Start Campus met SIN01 alle beloftes ook daadwerkelijk waar kan maken, is uiteraard nog afwachten. Er is ongetwijfeld erg goed over nagedacht allemaal, maar zowel AI als vloeistofkoeling zijn volop in beweging en ontwikkeling. Het is onderaan de streep een systeem van communicerende vaten. Als er ergens iets scheefloopt, heeft dat een impact op de hele keten. Er lijkt in ieder geval voldoende bandbreedte te zijn ingebouwd in de koelingsinfrastructuur. Over een tijdje, als een en ander ook daadwerkelijk draait, weten we hoe het in de praktijk gaat.