Ongeveer 6600: zoveel datacenters stonden er in 2020 in Nederland, becijferde tech-magazine Tweakers dat jaar. Verreweg de meeste, zo’n 6000, zijn relatief klein: denk aan een zaaltje in het kantoor van het midden- en kleinbedrijf. Nog eens bijna 600 zijn ‘groot’: meer dan 100 vierkante meter. Dit zijn bijvoorbeeld de regionale datacenters van internetproviders en colocatie-datacenters: daar huren verschillende partijen ruimte of servers. En tot slot staan er in Nederland welgeteld drie hyperscales: dataloodsen van tientallen voetbalvelden groot. Vooral die laatste zorgen voor commotie, en dat heeft een reden.

De tech-multinationals komen naar Nederland vanwege onze gunstige vestigingsvoorwaarden, politieke stabiliteit en betrouwbare stroomnet. Vanaf hier leveren ze hun diensten aan het hele continent − of zelfs daarbuiten. Dat brengt Nederland lusten, zoals werkgelegenheid, maar ook lasten. Bijvoorbeeld hun dorst naar koelwater waardoor kostbaar drinkwater of oppervlaktewater ’s zomers verdampt. En Nederland raakt er steeds meer van doordrongen dat deze centra immens veel stroom gebruiken.

‘Hyperscales’ zijn de grootste stroomverbruikers

Landelijk waren datacenters in 2019 verantwoordelijk voor 2,5 procent van het totale stroomverbruik. Een grove berekening laat zien dat meer dan een kwart daarvan − zo’n 0,7 procent van alle Nederlandse stroom − voor rekening komt van de drie vestigingen van Google en Microsoft: de hyperscales.

De overheid verwacht dat in 2030 alle datacenters in Nederland 3,5 tot ruim 7 procent van de stroom zullen gebruiken

Worden alle huidige plannen voor mega-datacenters in de Eemshaven, de Wieringermeer en Zeewolde uitgevoerd, dan gebruiken die drie clusters samen binnenkort zeker 3,7 procent van de Nederlandse stroom. De overheid verwacht dat in 2030 alle datacenters in Nederland 3,5 tot meer dan 7 procent van de stroom zullen gebruiken.

Maar ondertussen wil Nederland een energietransitie bewerkstelligen, en dat gaat niet gemakkelijk. Nog geen vijfde deel van de elektriciteitsproductie was in 2019 hernieuwbaar. De hoeveelheid hernieuwbaar geproduceerde stroom groeide tussen 2017 en 2019 met 31 procent, terwijl het gebruik van stroom door datacenters ruim twee keer zo hard toenam.

Hergebruik van energie

Hoewel de meeste techreuzen hernieuwbare energie inkopen, werkt die grote stijging van hun stroomvraag de energietransitie tegen. Logisch dus om elke mogelijkheid aan te wenden de datacenters zo duurzaam mogelijk te laten opereren.

Van de gebruikte elektriciteit zetten de computers in een datacenter zo’n 90 procent om in warmte. De overige 10 procent gaat grotendeels op aan het weer kwijtraken daarvan: koelen. In plaats van de warmte weg te gooien, zou het natuurlijk mooi zijn als die kan worden hergebruikt. Restwarmte benutten is een geliefd onderwerp bij techbedrijven en overheden, vooral in de fase wanneer er draagvlak moet worden gecreëerd voor de bouw van datacenters. Het is zelfs een van de belangrijkste onderwerpen in de Ruimtelijke Strategie Datacenters (RSD), waarin de rijksoverheid en een waslijst aan lagere overheden en belanghebbenden in 2019 een ‘routekaart’ presenteerden voor de datacenterontwikkelingen tot 2030.

Toch komt er weinig terecht van dat beloofde hergebruik van restwarmte. Wat gaat er mis?

Google Inc. in de Eemshaven

Voordat Google zijn datacenter in de Eemshaven bouwde, kwamen de provincie, de gemeente en Groningen Seaports met een mooi plan: ze beschreven een ‘duurzaamheidsdriehoek’ waarin energiecentrales, datacenters en kassen onderling energiestromen zouden uitwisselen. Dat het anders uitpakte, lees je in onderstaande tijdlijn.

Maart 2010. Het havenbedrijf Groningen Seaports publiceert een rapport over de kansen om de Eemshaven landinwaarts te ontwikkelen. Er is interesse in de bouw van een groot ‘datahotel’, vanwege de gunstige ligging: vlakbij de energiecentrales in de Eemshaven en de onderzeese glasvezelverbinding met het VK en de VS.

Direct ten westen van dat datahotel moet een gebied van zo’n 340 hectare met moderne kassen bebouwd worden, die CO2 uit de gas- en kolencentrales in de haven en warmte uit de datacenters kunnen gebruiken. Door de uitwisseling van ‘utilities’ zullen volgens het rapport zowel de datacenters als de kassen een ‘onlosmakelijke relatie’ hebben met de Eemshaven. Andere locaties worden in het rapport niet overwogen. De gemeente Eemsmond neemt de bevindingen van het rapport over

Oktober 2012. Groningen Seaports legt zijn doelen voor de toekomst vast in het document Economische Groei = Groen. Het havenbedrijf wil zich onder meer inzetten voor ‘de omslag naar een economie gebaseerd op hergebruik’. Het bedrijf neemt ‘een leidende rol [..] in de ontwikkeling van, en het investeren in de infrastructuur voor openbare utiliteiten,’ zoals restwarmte. Sterker: de haven stelt als doel dat in 2030 de helft van de daar opgewekte restwarmte wordt hergebruikt.

Januari 2014. De gemeente Eemsmond stelt het bestemmingsplan vast voor Eemshaven Zuidoost fase 1 en onderbouwt de locatiekeuze in de Eemshaven: er zal hier een ‘duurzaamheidsdriehoek’ ontstaan van energiebedrijven, kassen en datacenters die grondstoffen en energie uitwisselen. Wel nuanceert de gemeente haar mogelijkheden: ‘Waar het bestemmingsplan maar ten dele duurzaamheid kan verankeren, heeft Groningen Seaports als partij die de gronduitgifte regelt, aangegeven dat zij nadere eisen gaat stellen aan de duurzaamheid van bebouwing en inrichting [..].’

September 2014. Google Inc. blijkt de partij te zijn die het datacenter gaat bouwen. Minister van Economische Zaken Henk Kamp (VVD) is erbij als de eerste schop de grond in gaat.

April 2015. In de Provinciale Staten van Groningen sluiten het CDA, de ChristenUnie, D66, GroenLinks en de SP een collegeakkoord. ‘Voor verdere uitbreiding van de glastuinbouw zien wij geen mogelijkheden in onze provincie. Het ruimtelijk beslag voor glastuinbouw zullen wij daarom laten vervallen.’

December 2016. Minister Kamp opent Googles eerste datacenter in Nederland.

Juli 2017. De tech-reus bouwt gestaag verder op de 45 hectare van Eemshaven Zuidoost fase 1. De gemeente wijzigt het bestemmingsplan opnieuw, zodat nog eens 165 hectare aan datacenters mag worden toegevoegd. 

De gemeente laat een milieueffectrapportage (mer) opstellen, en daarin staat iets opmerkelijks over de geplande kassen: ‘In 2012 heeft de provincie dit project aangehouden voor goedkeuring en inmiddels het gehele project planologisch op on-hold gezet. [..] Sinds 2012 is er alleen overleg geweest met de initiatiefnemer om te komen tot een aanvaardbare oplossing voor de lozing van koelwater.’

Hergebruik van de restwarmte is dus al sinds 2012 van tafel. En dat terwijl er in 2014 nog enthousiast over werd gesproken bij het voorstel voor het bestemmingsplan. De duurzaamheidsdriehoek, één van de belangrijkste argumenten voor de vestigingslocatie, is blijkbaar al vijf jaar geleden onmogelijk geworden.

Waar gaat de restwarmte dan heen?

In de mer wordt geschat dat heel Eemshaven Zuidoost, wanneer die metterdaad is volgebouwd met datacenters, 20 PJ (petajoule) per jaar aan warmte zal creëren. Theoretisch staat dat gelijk aan de warmtevraag van zo’n half miljoen bestaande woningen. Omgerekend naar de omvang van de dataloodsen die Google al heeft en die nu in aanbouw zijn, gaat het om zo’n 4,5 PJ. Dat is theoretisch genoeg voor ruim 110 duizend bestaande woningen.

Maar die warmte eindigt volgens de mer voor zo’n 90 procent in de lucht en voor 10 procent in de sloot. 

Het waterschap verwacht dat met het uitbreiden van de bouw binnenkort de maximale afvoercapaciteit van het nabijgelegen gemaal wordt bereikt; daarom sluit het bedrijf North Water de dataloodsen van Google binnenkort aan op een afvoerleiding die het water via de monding van de Eems naar zee zal voeren. In de zee is de warmte van water namelijk een minder groot probleem.

FTM vroeg Benno Schepers, manager duurzame steden bij milieuadviesbureau CE Delft, wat er is misgegaan bij de locatiekeuze. ‘Net als de meeste industrieën zoekt de data-industrie naar plekken waar ze het makkelijkst aan haar energiestromen komt, en waar ze er het makkelijkst vanaf raakt.’ Dat is niet per se de plek waar de restwarmte nuttig gebruikt kan worden: ‘In de Eemshaven zitten hoogwaardige industrieën die weinig zinvols kunnen met warmte van maximaal 30 graden die uit een datacenter komt.’ Zonder woningen in de buurt en na het annuleren van de plannen voor kassen is er geen nuttige bestemming. ‘Dus de warmte wordt daar gewoon verspild,’ stelt Schepers.

Hij legt daarmee de vinger op een gevoelige plek: de ene soort restwarmte is de andere niet. De temperatuur is bepalend voor wat je ermee kunt doen. Bij de meeste toepassingen is alleen een warmtenet met hoge temperatuur − vanaf 70 graden celcius − bruikbaar en rendabel. Met temperaturen van 25 tot 30 graden celsius valt de restwarmte van datacenters in de categorie lage temperatuur.

De lage temperatuur van Googles restwarmte maakt bovendien dat het vervoer ervan over meer dan een kilometer economisch niet interessant is, vanwege de enorme investeringen die een warmtenet vraagt. Het ontbreken van een afnemer in de directe omgeving brengt Google ertoe de makkelijkste manier te kiezen om van zijn warmte af te komen: lozen in de lucht en de zee.

In de Wieringermeer staan al kassen

De gemeente Hollands Kroon, in de kop van Noord-Holland, staat erom bekend dat zij de rode loper uitrolt voor databoeren. Ook hier werd sinds 2016 restwarmte opgevoerd als smeermiddel om de bouw van datacenters te promoten. 

Maar hier geen hypothetisch plan om kassen te bouwen: in Agriport staat al 430 hectare aan kassen vol tomaten en paprika’s. Ze gebruiken daarvoor per jaar naar schatting 5 PJ aan warmte. De bestaande datacenters in Agriport voeren jaarlijks naar schatting zo’n 3,1 PJ af, en na voltooiing van alle plannen zal dat waarschijnlijk oplopen tot 12 PJ.

Maar een cruciale stap is nagelaten: er is nooit onderzocht of de glastuinders interesse hebben in het afnemen van die warmte.

Na veel controverse rond de datacenters liet de gemeente in 2020 uiteindelijk onderzoek doen, door ingenieursbureau Berenschot. De uitkomst is teleurstellend: de tuinders voorzien zelf al in hun warmte, tegen een lage prijs, en andere geschikte afnemers zijn er niet. Berenschot ziet zodoende geen ‘rendabele businesscase’ voor restwarmte.

In een recente brief met toelichting aan de gemeenteraad concludeert de verantwoordelijk wethouder Theo Meskers dat het benutten van restwarmte ‘in theorie goed denkbaar is en heel aantrekkelijk, maar dat de praktijk een stuk ingewikkelder blijkt te zijn. [..] Misschien was het verstandig mijn enthousiasme enigszins te temperen en een slag om de arm te houden.’

Betere warmtebronnen

De glastuinders in Agriport zorgen al voor hun eigen warmte. En die komt al voor 43 procent uit niet-fossiele bronnen, zo blijkt uit het rapport van Berenschot. Verder werken ze met zogenaamde warmtekrachtkoppelingen, die goedkoop aardgas verbranden om te voorzien in alledrie de energiestromen die een kas nodig heeft: elektriciteit, warmte en CO₂. 

Overstappen op datacenter-restwarmte zou betekenen ze hun CO₂ ergens anders moeten halen, en dat zou kosten met zich meebrengen. Ook is de temperatuur van die restwarmte te laag voor de kassen, dus zou die moeten worden opgewaardeerd met een warmtepomp; dat is duur, en vervuilend.

Bijna een derde van de warmte voor de kassen komt nu uit de aarde, via geothermie. Een opvallende opmerking van Berenschot is dat het rendabeler is om de kassen volledig langs deze weg te verwarmen, dan over te stappen op de warmte van de datacenters.

Bij geothermie haal je warmte met kilometerslange buizen diep uit de aarde. In Agriport wordt water door drie sets buizen 2250 meter de aarde in- en weer uitgepompt. Het komt met een temperatuur van 92 graden boven. Die hoge temperatuur heeft een groot voordeel: dan hoef je geen warmtepomp in te zetten, zoals bij de restwarmte van een datacenter wel nodig is.

Geothermie is een vrij nieuwe techniek, en vereist daardoor relatief hoge investeringen. Het wordt inmiddels steeds meer toegepast in Nederland en biedt grote voordelen ten opzichte van restwarmte. Zo is een warmtenet op geothermie niet afhankelijk van een datacenter of een andere aanbieder. Verwarm je je huis of bedrijf met restwarmte van een datacenter, dan heb je een probleem wanneer het datacenter uitvalt of besluit ermee te stoppen. En wanneer het datacenter ‘s winters niet koelt, is er ook geen restwarmte.

Opwaarderen

Een datacenter levert een grote ‘warmtevracht’, maar de manier waarop die beschikbaar komt is ongunstig: een flinke stroom lauw water, van 25 tot 40 graden, ook wel laagwaardige warmte genoemd.

Benno Schepers van CE Delft legt uit waarom die warmte moeilijk toepasbaar is. ‘Voor warm kraanwater moet een warmtenet sowieso boven de 60 graden zijn. Of je moet in elke woning alsnog een boiler installeren.’ En oude woningen − dat wil zeggen: gebouwd voor 1995 − hebben helemaal niets aan de laagwaardige warmte, omdat je ze er niet mee kunt verwarmen.

Onder de streep is het warmtenet daardoor vervuilender dan de bestaande HR-ketels

Om de laagwaardige warmte toch te kunnen gebruiken, moet die worden opgewaardeerd: de temperatuur moet aanzienlijk worden verhoogd. Dat kan collectief, met een centrale warmtepomp, of in elke woning apart.

Hanno Bakkeren liet in een FTM-artikel in 2019 zien hoe een warmtenet bij een Amsterdams datacenter de energietransitie tegenwerkt: vanwege het opwaarderen kost het warmtenet meer stroom dan het datacenter zelf al gebruikt, en die stroom wordt nog altijd grotendeels fossiel opgewekt. Onder de streep is het warmtenet daardoor vervuilender dan de bestaande HR-ketels − en niet of nauwelijks goedkoper voor de afnemers in de Wieringermeer.

De gemeente Amsterdam stelt sinds 2020 als voorwaarde voor nieuwe datacenters dat ze hun restwarmte gratis beschikbaar stellen. Dat haalt weinig uit, meent Schepers. ‘Het zou heel vervelend zijn als ze geld zouden vragen voor die laagwaardige warmte. Het is wel winst dat de datacenters alles moeten klaarzetten om de warmte af te geven. Maar de echte uitdaging is om iets zinnigs met die warmte te doen.’

Het kan, onder de juiste omstandigheden

Dat wil niet zeggen dat laagwaardige warmte per definitie onbruikbaar is. 

In Heerlen verwarmt de startup Mijnwater een warmtenet met de restwarmte van diverse bedrijven, waaronder een datacenter. Maar naast restwarmte gebruikt Mijnwater ook energie van zonnepanelen, wind en biomassa. Een smart grid houdt vraag en aanbod in de gaten, en slaat bij een lage vraag het warme water in oude mijnschachten op − of bewaart daar koud water, want dit net wordt ’s zomers ook voor koeling gebruikt. 

Mijnwater is een mooi voorbeeld van een goed werkend warmtenet. Het combineert veel bronnen voor een betrouwbaar aanbod, warmte wordt slim opgeslagen en de woningen zijn volledig aangepast voor het warmtenet. De nieuwbouwwoningen in het Heerlense Maankwartier zijn goed geïsoleerd, uitgerust met vloer- en wandverwarming, en hebben een eigen warmtepomp of (zonne)boiler voor warm kraanwater.

Het overgrote deel van de potentiële energie- en uitstootbesparing zit in de bestaande bebouwing. Die kan weinig met laagwaardige warmte

Maar het project laat meteen zien dat er veel voorwaarden verbonden zijn aan een succesvol warmtenet. Niet overal liggen afgedankte mijnschachten klaar om als opslag te dienen. De aanleg van ondergrondse warmteopslag, zogenoemde aquifers, is op veel plekken mogelijk, vertelt Schepers. Maar binnen de huidige regelgeving mag het niet altijd met temperaturen boven de 25 graden. Kan de warmte niet worden opgeslagen, dan moet die ’s zomers alsnog worden geloosd.

Ook kun je niet overal, zoals in Heerlen, voldoende warmtebronnen vinden op afzienbare afstand, en dichtbij de afnemer. Tot slot zijn er niet overal afnemers van laagwaardige warmte te vinden. Er zal de komende jaren natuurlijk nog veel gebouwd worden, maar het overgrote deel van de potentiële energie- en uitstootbesparing zit in de bestaande bebouwing. Die kan weinig met laagwaardige warmte, en die opwaarderen kost veel geld en uitstoot.

Een hogere temperatuur bereiken

Maar dat datacenters laagwaardige restwarmte leveren, is geen voldongen feit. De modernere centers koelen zo veel mogelijk door de lucht te ventileren, wat het moeilijker maakt de restwarmte een warmtenet in te sturen. Die koelmethodes kunnen echter ook worden aangepast, om een hoogwaardiger temperatuur te bereiken.

Maikel Bouricius is business development manager bij Asperitas, dat immersiekoeling verkoopt. Bij die techniek wordt apparatuur letterlijk ondergedompeld in vloeistof. Hij beaamt dat de meest voorkomende koelmethodes in de sector het hergebruik van de restwarmte bemoeilijken. 

Hij legt uit dat de sector oorspronkelijk simpelweg als doel had om de apparatuur veilig te houden. In de loop der jaren is dat veranderd naar de ambitie om dat bovendien energie-efficiënt te doen. Zo verschoof de focus naar het beperken van de benodigde overhead energie. Dat doel wordt nog steeds nagestreefd en circulair denken en handelen is allesbehalve ingeburgerd.

Bouricius’ bedrijf Asperitas verkoopt ‘bakken’ met synthetische olie; Het Parool trok de vergelijking met frituurpannen. De servers worden erin ondergedompeld, waardoor veel efficiënter kan worden gekoeld. Hieruit kan onder de juiste omstandigheden warmte van 55 graden worden gehaald. 

Dat maakt de potentie voor hergebruik groter, wat volgens Bouricius precies de bedoeling is. ‘We gaan uit van het principe dat je warmte zo optimaal mogelijk wil leveren, in plaats van die als afval te zien en de makkelijkste manier te zoeken om het te dumpen.’ Hij moet wel toegeven: tot nu toe is aansluiting op een warmtenet nergens verwezenlijkt.

Restwarmte hergebruiken is keuzes maken

Andere bedrijven leveren vergelijkbare oplossingen als Asperitas. De techniek is er, de techreuzen gebruiken ze alleen nog niet. Of dat erg is, is niet alleen aan de databedrijven zelf: het is ook aan de politiek. Maar het staat vast dat restwarmte hergebruiken een rigoureuze voorbereiding vraagt. Het vereist een coherente set keuzes om hergebruik haalbaar te maken: een locatie in de buurt van andere warmtebronnen, in de buurt van geschikte afnemers en met koeling die optimale restwarmte levert. En dat kan prima samengaan met waterbesparing.

Techbedrijven en gemeenten kunnen zich niet van de domme blijven houden: er is genoeg bekend over hergebruik van restwarmte. Blijven ze bewust de verkeerde keuzes maken, dan zijn de mooie woorden over restwarmte niets dan een schaamlap voor de negatieve impact van datacenters.