Chain analysis datacenters and hospitals – update Q4 2015 CSR CO2-PL ketenanalys… · Chain analysis datacenters and hospitals – update Q4 2015 Deerns Nederland BV Rijswijk,

Chain analysis datacenters and hospitals – update Q4 2015

Deerns Nederland BV

Rijswijk, 10-5-2016

HOME PAGE: www.deerns.com

PROJECT NUMBER ONL100.00037-MVO.00.0001

STATUS Version 1.1

DOCUMENT CODE

H:\PRJ\100\00037-CSR\00\0003-CO2\Ber-Ontw\DRI CSR CO2-PL ketenanalyse datacenters en

ziekenhuizen 20150223 update december 2015.V1.2.docx

AUTHOR Ir. J. van Dorp INITIALS

PROJECT MANAGER/GROUP

LEADER M. Schellekens

INITIALS

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced and/or published by means of print, photocopy, microfilm or in any other way without the advance written permission of the client. If this report has been commissioned, see the DNR 2005 or particular contract concluded between the parties in relation to this for the rights and obligations of the client and contractor.

2

Contents

1. INTRODUCTION ............................................................................................................... 4

2. SCOPE 3 CHAIN ANALYSIS ............................................................................................ 5

2.1. Datacenters ............................................................................................................................... 5

2.1.1. Targets ...................................................................................................................................... 5

2.1.2. Information supplied ................................................................................................................ 5

2.1.3. Assumptions ............................................................................................................................. 5

2.1.4. Results + findings ...................................................................................................................... 7

2.2. Hospitals .................................................................................................................................... 7

2.2.1. Targets ...................................................................................................................................... 8

2.2.2. Information supplied ................................................................................................................ 8

2.2.3. Results + findings ...................................................................................................................... 8

3. VERIFICATION .................................................................................................................. 9

3.1. Validation of source data and outcomes - datacenters .............................................................. 9

3.2. Validation of source data and outcomes - hospitals................................................................... 9

4. REFLECTION ................................................................................................................... 10

4.1. Quality of source data and insight - datacenters .......................................................................10

4.2. Quality of source data and insight – hospitals ..........................................................................10

4.3. Forecast for realising the targets - datacenters .........................................................................10

4.4. Forecast for realising the targets – hospitals .............................................................................10

5. PROPOSALS FOR IMPROVEMENT ........................................................................... 11

5.1. Reformulation of target - hospitals ...........................................................................................11

3

4

1. INTRODUCTION

In order to qualify to maintain the CO2-Performance Ladder certificate, a regular update of pro-

gress on achieving CO2 reduction targets at datacenters and hospitals is undertaken. This report

provides information on this progress.

This report is an update and refers frequently to findings and analyses previously published in the

Chain Analysis report: “DRI_MVO_CO2-Prestatieladder_ketenanalyses_20131212_V2.0.pdf”.

Readers looking for additional background to many of the issues included in this update are di-

rected to the chain analysis report, of which this current report is an update. A copy of this report

is appended to this update.

5

2. SCOPE 3 CHAIN ANALYSIS

2.1. Datacenters

Datacenters can be characterised by their PUE, or Power Usage Effectiveness. As the PUE ap-

proaches unity, the energy use for auxiliary systems is reduced and the overall efficiency of the

datacenter improves. Datacenters with a low PUE have lower associated CO2 emissions.

2.1.1. Targets

A quantitative target is difficult to define for this sector, because the design of efficient datacenters

rests on many individual technical solutions and their integration, and the resulting efficiency of a

datacenter is largely dependent on the ambition (and available budget) of the owner. However, a

quantitative target was defined, as follows.

- Deerns will endeavor to realize an EUE of <1.2 for all its datacenter projects.

- Deerns will try to convince all its datacenter clients to utilize waste heat generated by

datacenter equipment.

Information regarding Deerns datacenter projects will be published.

2.1.2. Information supplied

Projects realised Site power rating

PUE

Waste heat uti-lised?

CO2 re-duction relative to PUE 1.6 (ton/a)

Total 0

2.1.3. Assumptions

2.1.3.1 Co2 intensity of purchased electricity

The aggregate emission factor of the Dutch electric grid is used for calculating emission reduc-

tions resulting from the avoided consumption of purchased electricity.

Alternatively, the emission intensity of the electricity of the specific electricity supplier contracted

by the datacentre could be used, but this is likely to distort the actual emission reductions

achieved. This distortion is caused by the European renewable energy certificate trading

scheme (GVO’s). Under this scheme, solar and wind electricity can be traded through the use of

certificates. These certificates decouple production of renewable electricity from consumption in

6

time and space. Essentially, these certificates allow the sale of wind and solar power at any

time, including at night and/or when there is no wind. In effect, these certificates allow a 100%

renewable electricity supplier to obscure the fact that conventional fossil fuels are still physically

delivering most of the power it is selling. This creates the false impression that the consumer of

that power is not causing co2 emissions, and hence that little or no emission reductions can be

achieved by designing the datacentre to be more efficient.

On the other hand, a datacentre which purchases power supplied by a hydro power plant that

operates all year, or from a nuclear power plant, or from some other stable low-carbon source,

is in fact eligible to take credit for reduced emissions. So if a datacentre has a contract which

specifies the consumption of electricity supplied by such stable low-carbon sources (supplied in

real time, not through GVO certificates) then it may be appropriate to assign a suitable low car-

bon intensity to the electricity they consume.

Another option is if the electricity is purchased from a supplier which only trades current GVO’s,

meaning GVO’s which are consumed at the same time that they are generated. In that case, the

electricity consumed can be directly attributed to a particular generator, allowing the determina-

tion of the factually achieved carbon intensity. Such a supplier will not be a 100% low-carbon

electricity supplier (unless it only sells electricity from stable low-carbon sources, perhaps sup-

ported by electricity storage), but it will supply a mix of low-carbon and high-carbon electricity.

However, to avoid underestimation of calculated co2 emission emissions, and to help support

the relevance of designing energy efficient datacentres, datacentre emissions can be calculated

on the basis of the emission intensity of the electricity system which supplies them, not per se

on the basis of the emission intensity published by the trader.

2.1.3.2 Datacenter energy consumption

Datacenters can be seen as large computers, and are typically heavy consumers of a continu-

ous supply of electricity. While stand-alone datacenters also have regularly occupied spaces,

such spaces are not typically heated by fossil fuels. Datacenters designed by Deerns which

have regularly occupied spaces are fitted with electric resistance heating or electric heat pumps

attached to the cooling water system of the datacentre. The consequence of this is that data-

centers only consume electricity, which is why this chain analysis for datacenters concerns elec-

tricity only.

The datacentre electricity consumption is determined from the design documentation and PUE,

not from operational information, because Deerns does not generally obtain such operational

information from our datacentre customers. Moreover, it would take at least a year or more to

7

obtain energy consumption information that would allow an accurate determination of the aver-

age energy performance of the datacentre, free from such effects as seasonal and annual fluc-

tuations in climate and weather. Additionally, the utilisation of a datacentre tends to change (typ-

ically grow) in time as the datacentre expands its customer base and/or the number of services

it is hosting. All of this makes it impractical to determine the energy performance from measure-

ment.

Conversely, determining the reference energy performance of the design from simulation and

calculation is fairly straightforward, owing to the fact that datacentre HVAC design relies criti-

cally on an accurate appraisal of all energy-related aspects of the datacentre. Hence, all the in-

formation necessary for determining the energy performance is available and of relatively high

quality.

2.1.4. Results + findings

In the reporting period, no new datacentre projects have been delivered.

2.2. Hospitals

Hospitals are significant users of energy, including energy for powering indoor climate control.

Deerns has a lot of experience in designing climate control systems which make use of ATES

(Aquifer Thermal Energy Storage). In most of Deerns hospital projects, ATES technology is im-

plemented. Because hospitals generally have year-round demand for cooling and heating, the

economics of using ATES are generally favourable. A more in depth discussion of this technol-

ogy can be found in the chain analysis report.

8

2.2.1. Targets

Deerns’ target is to include ATES in every hospital project, un-

less the local geology precludes the application of ATES.

2.2.2. Information supplied

Projects real-ised or in re-alisation

Date of de-sign com-pletion

Date of build-ing comple-tion

ATES ap-plied?

Date of ATES in-stallation

GFA (a)

Newly added GFA (a)

Alternative installation

CO2 emis-sions relative to no ATES applied (kton/a)

CO2 emissions after ATES ap-plied (kton/a)

CO2 reduc-tion with ATES (kton/a)

Total 0

2.2.3. Results + findings

No new hospital project have been delivered in the reporting period.

9

3. VERIFICATION

3.1. Validation of source data and outcomes - datacenters

The data has been collected and verified through a worker familiar with the datacenter projects

portfolio.

3.2. Validation of source data and outcomes - hospitals

The data has been collected and verified through the assistant manager in charge of hospital

projects.

10

4. REFLECTION

4.1. Quality of source data and insight - datacenters

No issues at the present time.

4.2. Quality of source data and insight – hospitals

For hospitals, data issues remain. More effort will need to be expended in obtaining information

appropriate for completing the chain analysis. This will require ongoing cooperation with the rel-

evant department.

4.3. Forecast for realising the targets - datacenters

The achievement of a PUE of 1.2 was reached in the single project reported. In future datacentre

projects, achievement of a PUE of <1.2 will continue to be the target. There is high confidence

that this target continue to be met.

4.4. Forecast for realising the targets – hospitals

There are few if any new hospital projects in The Netherlands. Widening the scope to include all

buildings – not just hospitals – could be considered.

11

5. PROPOSALS FOR IMPROVEMENT

5.1. Reformulation of target - hospitals

Since new hospital projects in The Netherland are few, it is suggested that ATES installations for

all suitable buildings – not just hospitals – could provide a more useful scope to base a target for

co2 reduction on.

1.1.1.1

Ketenanalyse downstream vande twee meest materiele emissies – Ziekenhuizen en datacenters

Deerns Nederland BV

Rijswijk, 12 december 2013

HOMEPAGE www.deerns.nl

PROJECTNUMMER 100-05-01256-03

STATUS concept

DOCUMENTCODE C:\Users\NL0286\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet

Files\Content.Outlook\7FS6DM73\DRI_MVO_CO2-Prestatieladder_ketenanalyses_20131212_V2 0

(2).docx

AUTEUR J. van Dorp PARAAF

PROJECTLEIDER/GROEPSLEIDER M. Schellekens PARAAF

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar worden gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van de opdrachtgever. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de DNR 2011, dan wel naar de betreffende ter zake tussen partijen gesloten overeenkomst.

http://www.deerns.nl/

100-05-01256-03 1

I N H O U D

Doc: C:\Users\NL0286\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Outlook\7FS6DM73\DRI_MVO_CO2-

Prestatieladder_ketenanalyses_20131212_V2 0 (2).docx Rijswijk, 12 december 2013

Hoofdstuk Blad

1. Inleiding 2

2. Ketenanalyse Ziekenhuizen – Toepassing WKO 3 2.1. Wat is warmte-en-koudeopslag? 3 2.2. Uitgangspunten 5 2.2.1. Toelichting uitgangspunt 1 6 2.2.2. Toelichting uitgangspunt 2 6 2.2.3. Toelichting uitgangspunt 3 7 2.2.4. Toelichting uitgangspunt 4 7 2.2.5. Toelichting uitgangspunt 5 8 2.2.6. Toelichting uitgangspunten 6 en 7 8 2.3. Berekeningen 8 2.3.1. Aardgasgebruikreductiepotentieel bij warmteopwekking 8 2.3.2. Elektriciteitgebruikreductiepotentieel 9 2.4. Conclusie 10 2.4.1. Doelstelling 11

3. Ketenanalyse Datacenters 12 3.1. Uitgangpunten 12 3.2. Discussie optimale EUE van datacenters 12 3.3. Analyse 13 3.4. Technieken voor CO2-emissiereductie in datacenters 14 3.5. EUE verbetering bij nieuwe en bestaande datacentra 15 3.5.1. Efficiënte ventilatie 15 3.5.2. Efficiënte koeling 16 3.6. Benutting van restwarmte uit datacenters 16 3.7. Conclusie en doelstelling 17 3.7.1. Doelstelling 17

100-05-01256-03 2



1. INLEIDING

In het kader van de CO2 prestatieladder zijn twee ketenanalyses uitgevoerd. Doel van de analy-

ses zijn de gezondheidszorg (specifiek ziekenhuizen) en datacenters.

Voor de ziekenhuizen is onderzocht hoeveel CO2 reductie haalbaar is door toepassing van

warmte- en koude opslagsystemen.

Voor de datacenters is geschat hoe groot de CO2 emissie reductie is van het ontwikkelen van

datacenters met een lage PUE.

De resultaten van het onderzoek naar de meest materiele emissies zijn in de tabel weergege-

ven. Hieruit blijkt dat gezondheidszorg en datacenters de meest materiele emissies hebben.

Rangorde van alle (meest materiële) scope 3 emissies

PCM's sectoren en activiteiten

Omschrijving van activiteit waarbij CO2 vrijkomt

Relatief belang van CO2-belasting van de sector en invloed van de activiteiten

Potentiële invloed van het bureau op CO2-uitstoot

Rang-orde

1 2 3 Sector 4 Activitei-ten 5 6

Sco-re 3

Sco-re 4

Sco-re 5

Totaal score

Data centers Installatietech-niek

groot groot groot 1 10 10 10 1000

Gezondheids-zorg

Installatietech-niek

middel-groot

groot groot 2 6 10 10 600

Gezondheids-zorg

Bouwfysische eigenschappen

middel-groot

middel-groot

groot 3 6 6 10 360

Luchthavens Installatietech-niek

middel-groot

middel-groot

middelgroot 4 6 6 6 216

Luchthavens Bouwfysische eigenschappen

middel-groot

middel-groot

middelgroot 5 6 6 6 216

Vastgoed Installatietech-niek

middel-groot

klein middelgroot 6 6 4 6 144

Vastgoed Bouwfysische eigenschappen

middel-groot

klein middelgroot 7 6 4 6 144

Clean techno-logy

Installatietech-niek

klein klein middelgroot 8 4 4 6 96

Clean techno-logy

Bouwfysische eigenschappen

klein klein middelgroot 9 4 4 6 96

100-05-01256-03 3



2. KETENANALYSE ZIEKENHUIZEN – TOEPASSING WKO

Een van de mogelijke technieken die in staat is om tot CO2 reductie te leiden bij een ziekenhuis

is de toepassing van Warmte en Koude Opslagsystemen (WKO) in combinatie met een (om-

keerbare) warmtepomp. Met een dergelijk systeem kan warmte en koude geleverd worden

tegen een lager energiegebruik dan wanneer een aardgasketel en koelmachine gebruikt wordt.

Eerst wordt in paragraaf 2.1 de techniek van warmte en koudeopslag beknopt toegelicht. In

paragraaf 2.2 worden de uitgangspunten voor de analyse gegeven. Vervolgens de uitgangspun-

ten voor de berekening. Daarna wordt in paragraaf 2.3 de berekening uitgevoerd, en gevolg

door de conclusies en de formulering van een doelstelling in paragraaf 2.4.

2.1. Wat is warmte-en-koudeopslag?

Warmte en koudeopslag (WKO) is een techniek waarbij warmte wordt opgeslagen of onttrokken

aan de bodem. Dat kan door middel van ondergrondse watervoerende leidingen (zogenaamde

gesloten systemen), of door het direct oppompen en terugpompen van grondwater (open sys-

temen).

De gesloten systemen kennen diverse uitvoeringsvormen, namelijk met horizontale leidingsys-

temen dicht onder het maaiveld of verticale leidingen die tot ruim 100 meter diep kunnen zijn.

De open systemen kennen voorts twee varianten, namelijk monobronnen en doubletten. Een

doublet is een tweetal putten waarbij water vanuit de ene put wordt opgepompt en wordt terug-

gepompt in de andere put nadat warmte of koude is onttrokken. Op deze manier ontstaan

ondergrondse reservoirs van relatief warm en relatief koud water. Door de pomprichting te

draaien kan de opgeslagen warmte of koude later (grotendeels) weer worden benut. Een mo-

nobron werkt met een enkele put waarin zowel de productie als de injectieleiding is geïnte-

greerd. De productie en injectie vinden dan plaats op verschillende dieptes, waardoor reservoirs

ontstaan die onder elkaar liggen, in plaats van naast elkaar. Verder is de werking ongeveer

hetzelfde als een doublet.

Doubletten en monobronnen kunnen ook gebruikt worden als recirculatiesysteem, dus waarbij

de pomprichting nooit wordt omgekeerd. Die varianten zijn goedkoper om te bouwen maar het

is dan niet mogelijk om opgeslagen warmte of koude efficiënt te benutten, hoewel de overige

voordelen van het gebruik van grondwater als warmte- of koude bron behouden blijven. Door de

voortdurende doorstroming van het grondwater tussen de injectie en productieput worden

variaties in de temperatuur van het injectiewater gemiddeld voordat het injectiewater uiteindelijk

100-05-01256-03 4



in de buurt van de productieput komt. Dit zorgt dat het productiewater een relatief constante

temperatuur behoud ook al varieert de

Voor ziekenhuizen zijn open systemen meestal de beste keus. Deze systemen vergen namelijk

maar een klein voetafdruk omdat er alleen ruimte gevonden moet worden voor het slaan van de

injectie en productieputten. Gesloten systemen met hetzelfde vermogen vergen veel meer

oppervlak om voldoende leidingen in de grond te kunnen leggen of persen. Bij (bestaande)

ziekenhuizen is die ruimte meestal niet aanwezig. Open systemen zijn bovendien goedkoper

dan gesloten systemen wanneer relatief grote koel/warmtevermogens gevraagd worden zoals

al snel het geval is bij ziekenhuizen.

Figuur 1 Illustratie van een open koude en warmte opslagsysteem, doubletvariant,

(warmtepomp niet getoond).

100-05-01256-03 5



2.2. Uitgangspunten

Ten behoeve van de ketenanalyse is gebruik gemaakt van informatie in het artikel “Zorgsector

laat jaarlijks 115 miljoen euro liggen” geschreven in 2010 door TNO Centrum Zorg en Bouw

medewerkers Roberto Traversari en Stefan van Heumen. Uit dit artikel blijken de volgende

relevante uitgangspunten voor de ketenanalyse:

Ziekenhuizen in Nederland – Uitgangspunten (2008)

Bruto vloeroppervlak – m² 7.200.000

Aardgasverbruik – Nm³/jaar 237.600.000

Elektriciteitsverbruik – MWh/jaar 741.600

Aandeel gasgebruik voor verwarming 76%

Aandeel elektriciteitsgebruik voor klimatiseren 40%

Huidige penetratiegraad warmtepompen (2008) 4%

Penetratiegraad warmtepompen potentieel (volgens TNO, op basis van

economische haalbaarheid)

30%

De term ‘penetratiegraad’ zoals in de tabel gehanteerd betekent het aandeel van het aantal

ziekenhuizen dat is uitgerust met deze techniek. In het vervolg van deze analyse zal (bij gebrek

aan informatie hierover) worden aangenomen dat deze penetratiegraad ook gelijk is aan het

aandeel van de totale warmtevraag van de ziekenhuizen dat door de betreffende techniek wordt

opgewekt.

Om de potentiele besparing door toepassing van WKO en warmtepompen voor ruimteverwar-

ming en –koeling te berekenen zijn de volgende aannames gehanteerd. Deze aannames zijn

gebaseerd op de ervaring van Deerns met de installatietechnische voorzieningen in ziekenhui-

zen en zullen kort gemotiveerd worden.

Ter informatie: De afkorting COP in het vervolg van deze analyse staat voor “Coefficient Of

Performance” en is een maat voor de energie-efficiëntie van een warmte- of koudeopwekker.

Een COP van 1 betekent dat 100% van de gebruikte energie (elektriciteit, aardgas, of andere

energie exclusief de energie uit een eventuele natuurlijke warmte of koudebron) wordt omgezet

in warmte (of koude). Een COP van 4 betekent dat er vier keer zoveel warmte (of koude) wordt

opgewekt per eenheid gebruikte energie. Hoe hoger de COP, hoe hoger de efficiëntie en hoe

minder het energiegebruik. De COP van een koude- of warmteopwekker wordt zowel bepaald

door de technische kwaliteit van de opwekker als door thermodynamische grenzen (ten gevolge

van thermodynamische hoofdwetten) die worden gesteld aan thermodynamische processen.

100-05-01256-03 6



# Uitgangspunten voor berekening van besparing door toepassing van WKO en warm-

tepompen

1 COP van een WKO en warmtepomp systeem voor verwarming, uitgaande van

inpassing in een bestaand ziekenhuis

4

2 Gemiddelde penetratiegraad van verwarming op basis WKO en warmtepompen in

een bestaand ziekenhuis dat wordt uitgevoerd met WKO

70%

3 COP van een WKO en warmtepomp systeem voor koeling, uitgaande van inpas-

sing in een bestaand ziekenhuis

8

4 Penetratiegraad van koeling met WKO en warmtepompen in een bestaand zieken-

huis

80%

5 Aandeel van elektriciteitsgebruik voor koeling in een ziekenhuis (klimaatbeheersing

totaal is 40%)

30%

6 CO2 intensiteit van aardgasverbranding kg/Nm³ 1,7

7 CO2 intensiteit van elektriciteitsgebruik kg/kWh 0,6

2.2.1. Toelichting uitgangspunt 1

De COP (Coëfficiënt of Performance) voor ruimteverwarming van een bestaand ziekenhuis met

WKO en warmtepompen wordt bepaald door het te bereiken ontwerptemperatuurniveau van het

CV (Centrale Verwarming) water systeem. In een bestaand ziekenhuis (zonder warmtepompen)

wordt veelal gebruik gemaakt van CV watertemperaturen die te hoog liggen om warmtepompen

zinvol in te zetten. Echter, het is in principe mogelijk om gedurende een groot deel van het jaar

met een lagere CV temperatuur te werken. Hiertoe moet de regeling van het CV systeem aan-

gepast worden. In dat geval is het afgegeven vermogen van de diverse warmteafgifteappara-

tuur van het CV systeem ook lager (vanwege het kleinere temperatuurverschil tussen het op-

pervlak van de apparatuur en de te verwarming luchtstroom of ruimte), maar de warmtevraag

vanuit de ruimtes is ook lager wanneer het niet zeer koud is. Bij zeer koud winterweer moet het

systeem wel met de hoge ontwerptemperaturen werken. Het een en ander zoals hierboven

besproken is tot uitdrukking gebracht in de gehanteerde penetratiegraad van het WKO en

warmtepompsysteem van 70%. 30% van de energie voor verwarming zal dus nog door een

aardgasketel geleverd worden (gedurende zeer koud weer).


De ‘penetratiegraad’ zoals hier bedoeld is gelijk aan het aandeel van het totale energiegebruik

dat gedekt wordt. Dit aandeel is als percentage verschillend van het percentage van het totaal

opgesteld vermogen. Bijvoorbeeld: het vermogen van een WKO+warmtepomp installatie voor

verwarming kan 40% zijn (met de resterende 60% in de vorm van een aardgasketel), toch zal

100-05-01256-03 7



op jaarbasis 70% van de energie voor verwarming geleverd kunnen worden door de

WKO+warmtepomp installatie, omdat deze installatie preferent wordt toegepast. De aardgaske-

tel zal alleen gebruikt worden bij hoge warmtevraag en dergelijke hoge vraag komt relatief

weinig voor. In de praktijk is de penetratiegraad van een WKO+warmtepomp installatie met een

geïnstalleerd vermogen van 40% van het totale opgestelde verwarmingsvermogen zo tussen de

70% en 85%, afhankelijk van de relatie tussen de warmtevraag van het gebouw en de buiten-

temperatuur. Er is voor 70% gekozen bij wijze van voorzichtige aanname.


De COP voor koeling van een bestaand ziekenhuis met WKO en warmtepompen wordt net als

voor verwarming bepaald door de benodigde GKW (GeKoeld Water) temperatuur. Dit is in

bestaande ziekenhuizen meestal lager dan wat direct door een WKO systeem (zonder tussen-

komt van de warmtepomp) geleverd kan worden. Een deel van de koeling zal dus door de

warmtepomp geleverd worden. Dit is verdisconteerd door een penetratiegraad van slechts 80%

te hanteren in combinatie met een COP voor koeling van slechts 8. 20% van de energie voor

koeling wordt (bij zeer warm weer) volledig door koelmachines en/of door de omgekeerde

warmtepomp geleverd. 80% van de koeling wordt door de WKO in combinatie met een be-

scheiden bijdrage van de warmtepompen geleverd. Gedurende dagen met niet te hoge buiten-

temperaturen kan de WKO installatie zelfstandig koeling leveren, dus zonder tussenkomst van

de warmtepomp.


In navolging van wat besproken is onder punt 2) geldt een analoge beschouwing ten aanzien

van de penetratiegraad van een WKO+warmtepomp installatie inzetbaar voor koeling. De

penetratiegraad is iets hoger aangenomen, namelijk op 80%, omdat het maximale koelver-

mogen van een WKO+warmtepomp installatie groter is dan het verwarmingsvermogen. Dat is

omdat bij koeling zowel de WKO opslag (direct) als de warmtepomp (in zomerbedrijf) inzetbaar

zijn voor koudelevering, terwijl bij verwarming met zo’n installatie alle warmte door de warmte-

pomp warmte moet worden geleverd omdat de warmte in het WKO systeem te koud is om

direct in te zetten. Afhankelijk van de verhouding tussen warmtevraag en koudevraag van het

gebouw – welke een tamelijk complexe functie is van de gebouwvorm, het gebouwgebruik, het

installatieprincipe en de bouwkundige eigenschappen - zal de penetratiegraad van warmte

versus koudevoorziening per gebouw verschillen. De in deze analyse gehanteerde 80% wordt

gehanteerd als een voor deze analyse bruikbare aanname voor een gemiddeld ziekenhuis.

100-05-01256-03 8




Elektriciteit voor klimaatbeheersing wordt gebruikt voor het verpompen van gekoeld en ver-

warmd water, voor het aandrijven van ventilatoren en voor het aandrijven van koelmachines.

Afhankelijk van de specifieke installatietechniek zal het grootste deel van de elektriciteit voor

klimaatbeheersing door de koelmachines worden gebruikt. Dit verschilt per gebouw en is afhan-

kelijk van diverse factoren ook genoemd onder punt 4). Er is voor deze analyse (conservatief)

uitgegaan van een aandeel van 75% voor de koelmachines, oftewel: de waterpompen en venti-

latoren verbruiken de overige 25% van de elektriciteit voor klimaatbeheersing. 75% van 40% is

30%.

2.2.6. Toelichting uitgangspunten 6 en 7

Deze getallen voor de co2 emissiefactoren voor aardgasverbranding en elektriciteitgebruik zijn

standaard getallen en gebaseerd op de Nederlandse mix voor elektriciteitopwekking.

2.3. Berekeningen

De berekening wordt uitgevoerd door op basis van de uitgangspunten te berekenen wat de

reductie van elektriciteitsgebruik en aardgasverbruik wordt in de nieuwe situatie, dus wanneer

30% van de ziekenhuizen zijn uitgevoerd met een WKO en warmtepompensysteem.

2.3.1. Aardgasgebruikreductiepotentieel bij warmteopwekking

De primaire energie-efficiëntie van warmteopwekking met aardgasketels in de bestaande situa-

tie is 85%. Dit betekent dat van de warmte opgewekt door verbranding van aardgas 85% te

goede komt aan de verwarming van ruimtes in het gebouw. De overige 15% gaat verloren door

verliezen via de rookgassen en/of condensafvoer, en door verliezen in de distributie. Er is

gekozen voor 85% omdat onbekend is wat het gewogen gemiddelde systeemrendement voor

verwarming is van de beschouwde ziekenhuizen in Nederland. Ten overvloede: een ziekenhuis

met HR-ketels kan een primair systeemrendement voor warmtevoorziening hebben van meer

dan 90%, terwijl een ziekenhuis met VR ketels of gewone ketels 80% of (veel)minder rende-

ment heeft. 85% is gekozen als bruikbare waarde voor deze analyse.

De primaire energie efficiëntie voor verwarming van een WKO en warmtepompsysteem in de

nieuwe situatie is 137,5%, uitgaande van 70% penetratiegraad WKO en warmtepompen (COP

= 4) en 30% aandeel aardgasketels (COP = 0,85). Ten opzichte van de bestaande situatie met

alleen aardgasketels (COP=0,85) betekent de nieuwe situatie (COP=1,375) een energiege-

bruikreductie van 38%.

100-05-01256-03 9



Nota Bene: Bij de berekening van de primaire energie efficiëntie moet de COP van de warmte-

pomp worden vermenigvuldigd met de primaire energie efficiëntie van elektriciteitopwekking in

Nederland. Hiervoor is de waarde 40% gehanteerd. Aldus is de berekening (4 * 70% * 40%) +

(0,85 * 30%) = 1,375.

Het energiegebruik voor verwarming is 76% van het totale aardgasgebruik in ziekenhuizen. Het

aantal ziekenhuizen waar warmtepompen economisch kunnen worden toegepast stijgt van 4%

naar 30%, dus 26% meer van de verwarming wordt in de nieuwe situatie voorzien door een

WKO en warmtepomp systeem (met aardgas piekketel). Deze verwarming wordt met 38%

minder energiegebruik opgewekt. De totale besparing op aardgasgebruik over alle ziekenhui-

zen, in geval 26% van de ziekenhuizen worden uitgevoerd met WKO en warmtepompsystemen

is in dat geval 76% * 26% * 38% = 7,5%.

De bestaande CO2 uitstoot ten gevolge van aardgasverbranding in ziekenhuizen is, op basis

van de uitgangspunten, 404 kton per jaar. 7,5% hiervan is 30,5 kton per jaar. De CO2 besparing

door toepassing van WKO en warmtepompen in 26% van de ziekenhuizen is dus 30,5 kton CO2

per jaar. Indien alle ziekenhuizen zouden worden voorzien van WKO en warmtepompen, dan

zou een CO2 reductie van 117 kton per jaar gerealiseerd kunnen worden. Ter illustratie: 117

kton CO2 komt overeen met de hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij de verbranding van ongeveer

70 miljoen kubieke meter aardgas.

2.3.2. Elektriciteitgebruikreductiepotentieel

30% van het elektriciteitsgebruik in ziekenhuizen is voor ruimtekoeling. 26% van de ziekenhui-

zen kunnen (economisch) worden uitgevoerd met WKO en warmtepompsystemen.

De elektrische energie efficiëntie van koudeopwekking met koelmachines in de bestaande

situatie is 300% (COP = 3). Deze waarde is typisch voor bestaande koudeopwekkingsinstalla-

ties werkend op basis van luchtgekoelde koelmachines. In de praktijk kan deze waarde variëren

van 3,5 voor goed onderhouden installaties met natte koeltorens, tot minder dan 3 voor ineffici-

ente installaties met droge koelers. Voor deze analyse is aangenomen dat de waarde ‘3’ bruik-

baar is voor de bedoeling van de analyse bij gebrek aan informatie over de werkelijke gewogen

gemiddelde COP van koelinstallatie in bestaande Nederlandse ziekenhuizen.

De elektrische energie efficiëntie voor koeling van een WKO en warmtepompsysteem in de

nieuwe situatie is 700% (COP=7), uitgaande van 80% aandeel WKO en warmtepompen in

zomerbedrijf (COP = 8) en 20% aandeel koelmachines/warmtepompen zomerbedrijf (COP = 3).

100-05-01256-03 10



Ten opzichte van de bestaande situatie met alleen koelmachines (COP=3) betekent de nieuwe

situatie (COP=7) een energiegebruiksreductie van 57%.

Nota Bene: In tegenstelling tot hetgeen besproken is onder de kop “Aardgasreductiepotentieel”

hoeven de COP’s in dit geval niet te worden gecorrigeerd om de primaire energie-efficiënte van

elektriciteitopwekking te verrekenen, omdat voor koeling in dit geval altijd elektriciteit gebruikt

wordt. Oftewel, de berekende reductie van primaire energiegebruik als percentage veranderd

niet door de (beide!) COP’s te vermenigvuldigen met het primaire opwekkingrendement van de

Nederlandse elektriciteitmix. Vandaar dat dat ook niet is gedaan.

Het energiegebruik voor koeling is 30% van het totale elektriciteitgebruik in ziekenhuizen. Het

aantal ziekenhuizen waar warmtepompen economisch kunnen worden toegepast stijgt van 4%

naar 30%, dus 26% meer van de koeling wordt in de nieuwe situatie voorzien door een WKO en

warmtepomp systeem in zomerbedrijf (met koelmachines voor pieklast). Deze koeling wordt met

57% minder energiegebruik opgewekt. De totale besparing op elektriciteit over alle ziekenhui-

zen, in geval 26% van de ziekenhuizen worden uitgevoerd met WKO en warmtepompsystemen,

is in dan geval 30% * 26% * 57% = 4,5%.

De bestaande CO2 uitstoot ten gevolge van elektriciteitsgebruik in ziekenhuizen is, op basis van

de uitgangspunten, 445 kton per jaar. 4,5% hiervan is 19,8 kton per jaar. De potentiele CO2

besparing door toepassing van WKO en warmtepompen in 26% van de ziekenhuizen is dus

19,8 kton CO2 per jaar. Indien alle ziekenhuizen zouden worden voorzien van WKO en warmte-

pompen, dan zou een CO2 reductie van 76 kton per jaar gerealiseerd kunnen worden.

2.4. Conclusie

Het toepassen van WKO en warmtepompen in 26% van de ziekenhuizen is (volgens TNO)

economisch haalbaar. Hiermee kan koude en warmte worden opgewekt met een hogere ener-

gie efficiëntie in vergelijking met aardgasketels en koelmachines. De potentiele CO2 reductie is

7,5% en 4,5% respectievelijk, voor aardgas en elektriciteit. Dit vertaalt zich in een CO2 reductie

potentieel van 30,5 kton en 19,8 kton respectievelijk, in totaal zo’n 50 kton CO2 per jaar. Indien

alle ziekenhuizen met deze technologie worden uitgevoerd (wat volgens TNO economisch niet

zonder meer haalbaar is) dan zou een totale CO2 reductie van 193,5 kton per jaar gerealiseerd

kunnen worden.

De totale CO2 uitstoot in Nederland is ongeveer 200 mton CO2 equivalenten per jaar. Het uit-

voeren van alle ziekenhuizen in Nederland met WKO en warmtepompen zou dus voor een CO2

reductie in Nederland van ongeveer 0,1% kunnen leiden. Indien slecht 26% van de ziekenhui-

100-05-01256-03 11



zen hiermee wordt uitgevoerd is een nationale CO2 (equivalente) emissiereductie van 0,026%

haalbaar.

2.4.1. Doelstelling

Uitgaande van een economische levensduur van installaties voor warmteopwekking bij zieken-

huizen van minimaal 15 jaar zou gedurende de komende 15 jaren de volledige economisch

haalbare omschakeling naar WKO en warmtepompen kunnen worden geïmplementeerd in alle

geschikte ziekenhuizen. In dat geval is de gemiddelde CO2 besparing door toepassing van deze

techniek 50/15=3,3 kton CO2 per jaar.

Deerns heeft gemiddeld per jaar drie nieuwe of bestaande ziekenhuizen onder handen waar-

voor de klimaatinstallaties dienen te worden gerenoveerd of nieuw ontworpen. In vrijwel alle

gevallen adviseert Deerns de toepassing van WKO. Er zijn zo’n 90 grote en kleine ziekenhuizen

in Nederland. Indien 26% hiervan geschikt is voor de economisch haalbare toepassing van

WKO dan blijkt dat Deerns 3/(90*26%) = 13% van de ziekenhuizen waar WKO economische

haalbaar is kan adviseren per jaar. In dat geval wordt jaarlijks gemiddeld een CO2 emissiere-

ductie van 13%*50 =6,5 kton CO2 bereikt.

100-05-01256-03 12



3. KETENANALYSE DATACENTERS

In het kader van de CO2 prestatieladder is een ketenanalyse uitgevoerd met betrekking tot CO2

emissiereductie in datacenters. In deze ketenanalyse worden het CO2 reductiepotentieel voor

datacenters in Nederland geanalyseerd vanuit het perspectief van Deerns als ingenieursbureau,

en wordt beschreven met welke technieken Deerns zorgt voor de realisatie van het aanwezige

CO2 emissiereductie potentieel.

Deerns levert internationaal installatietechnisch advies voor bestaande en nieuwe datacenters,

met betrekking tot de koeling, ventilatietechniek en energievoorziening. Omdat datacenters

energie-intensief zijn, zijn er wegens de schaalgrootte vaak economisch interessante mogelijk-

heden om energie-efficiënte technieken in te zetten, wanneer die nog niet zijn ingezet. Deerns

heeft veel ervaring met het adviseren van deze technieken en zal hiermee ook in de toekomst

zorgen voor energiebesparing bij bestaande en nieuwe Datacenters.

3.1. Uitgangpunten

De situatie in Nederland met betrekking tot de energiehuishouding van datacenters is in kaart

gebracht en weergegeven in het CE Delft rapport: “Vergroenen datacenters 2012-2015”. Daarin

wordt onder andere geprojecteerd dat het energiegebruik van datacenters in 2015 vermoedelijk

zal uitkomen rondom 2,1 TWh aan jaarlijks elektriciteitsverbruik, op een totaal IT vloeroppervlak

van naar schatting bijna 350.000 m². De EUE (Energy Usage Effectiveness: the jaarlijks totale

energiegebruik gedeeld door het energiegebruik door ICT) was in 2012 gemiddeld 1,60 en

verbeterd in de projectie van CE Delft tot ongeveer 1,45 in 2015. De CO2 uitstoot van datacen-

ters in 2015 zal dan rond de 930 kton CO2 per jaar uitkomen. Op basis van deze uitgangspun-

ten zal – na een korte discussie over de optimale EUE van datacenters – berekend worden hoe

groot de te behalen CO2 emissiereductie van Nederlandse datacenters ongeveer is.

3.2. Discussie optimale EUE van datacenters

De optimale EUE van datacenters wordt bereikt wanneer energie-efficiënte componenten

worden toegepast. In Nederland is de optimale EUE ongeveer 1,10 a 1,15. Het overgebleven

niet-IT gerelateerde energieverbruik bestaat dan nog vooral uit het energiegebruik in trafo’s,

UPS, verlichting en overige randapparatuur, welke niet verder gereduceerd kan worden.

Een EUE van 1,15 wordt door Deerns op dit moment beschouwd als uitmuntende prestatie in

Nederland. Hoe dichter men komt richting de theoretisch laagst mogelijke EUE van 1, hoe

moeilijker (lees: duurder) het wordt om verder te gaan. Uiteindelijk is het budget en de ambitie

van de opdrachtgever de bepalende factor van hoe laag de EUE kan worden.

100-05-01256-03 13



Een lage EUE van 1,15 wordt bereikt door Google in hun nieuwe datacenter waar Deerns bij

betrokken is als adviseur. Dit datacenter heeft een ontwerp EUE van ongeveer 1,15. Het Goog-

le datacenter bereikt deze hoge prestatie mede omdat Google volledige controle heeft over de

uitvoering van de ICT in het datacenter, waardoor bijvoorbeeld een hogere lucht-

inblaastemperatuur kan worden toegepast. Bij datacenters met meerdere huurders zijn er

doorgaans garantievoorwaarden die eisen stellen aan onder andere de luchtinblaastempera-

tuur, waardoor deze niet zonder herziening van de contracten kan worden doorgevoerd.

Verder worden ook andere efficiëntie-verhogende maatregelen mogelijk, bijvoorbeeld door het

op het moederbord van de servers installeren van accu’s zodat er minder of geen UPS meer

nodig is.

Met betrekking tot de toekomst voorziet Deerns een toenemende efficiëntie van datacenters,

oftewel een verdere verlaging van de EUE richting de 1,1, door toepassing diverse best-

practices en efficiëntie-verhogende technieken en systeemkeuzes.

3.3. Analyse

De als gevolg van Deerns adviespraktijk optredende CO2 besparing van datacenters in Neder-

land kan ingeschat worden op basis van het verschil tussen de door CE Delft verwachtte EUE

in 2015 en de EUE die Deerns nu al realiseert in datacenter nieuwbouw- en renovatieprojecten.

Aangezien het bereiken van een hele goede EUE (<= 1,15 in Nederland) mede afhankelijk is

van de ambitie en investeringsbereidheid van de opdrachtgever kan Deerns niet zonder meer

zorgen dat dergelijke goede EUE ook daadwerkelijk behaald worden. Echter, uitgaande van

een situatie waarbij opdrachtgevers allen de nodige hoge ambities hebben dan zou binnen 15

jaar (de uiterste levensduur van de meeste datacenters) het volledige datacenterpark van

Nederland op een EUE van 1,15 gebracht kunnen worden.

Uitgaande van een huidige gemiddelde EUE van 1,60 zou dat gaan om een verbetering van de

gemiddelde EUE van Nederlandse datacentra van (1,60-1,15)/15 = 0,03 per jaar. Uitgaande

van een huidige EUE van 1,60 is een verbetering van 0,03 per jaar gelijk aan een reductie van

1,9% per jaar. Indien wordt uitgegaan van een toekomstig datacenterpark ter grootte van de

inschatting van CE Delft voor 2015, en met de door CE Delft berekende navenante CO2 emissie

van 930 kton per jaar, dan betekent dit een gemiddelde energiebesparing van 1,9% per jaar dus

een reductie van CO2 emissies van ongeveer 930*1,9% = 17 kton CO2 per jaar, uitgaande van

een gelijkblijvende CO2 intensiteit van de Nederlandse elektriciteitsvoorziening in de toekomst.

Per m² datacentervloeroppervlak gaat het dan om een besparing van ongeveer 50 kg CO2 per

m² per jaar.

100-05-01256-03 14



In Nederland zijn een aantal verschillende ingenieursbureaus actief op het gebied van installa-

tietechnische adviesdienstverlening ten behoeve van de realisatie van nieuwbouw en renova-

ties van datacenters. Deerns is betrokken bij gemiddeld 10.000 m² aan datacentervloeropper-

vlak per jaar en zal als adviseur dus gemiddeld 10.000 * 0,05 ton CO2 per m² per jaar = 500 ton

CO2 per jaar aan besparingen helpen realiseren.

3.4. Technieken voor CO2-emissiereductie in datacenters

Met betrekking tot het reduceren van de CO2 emissie van datacenters zijn er drie groepen

maatregelen te onderscheiden.

1. De eerste groep maatregelen richt zich op het reduceren van het energiegebruik (ver-

beterde EUE) door toepassing van zuinige technieken en systemen voor (met name)

datacenterkoeling en -energievoorziening.

2. De tweede groep maatregelen betreft het benutten van de restwarmte van een data-

center voor een ander doel, waardoor voor dat doel geen of minder CO2 intensieve

energie nodig is.

3. De derde groep maatregelen betreft het voorzien van energie met lage CO2 intensiteit,

waaronder energie uit wind, zon, biomassa, waterkracht of kernsplitsing.

De derde groep maatregelen heeft betrekking op een werkveld dat zich veelal buiten de scope

van een datacenterproject bevind, aangezien datacenters vaak niet geschikt zijn voor lokale

opwekking van voldoende duurzame energie. Het energiegebruik van een datacentrum is zo

hoog dat het (bijvoorbeeld) bedekken van het dak van een datacentrum met PV panelen niet

meer dan een paar procent van de energievraag kan dekken. Het toepassen van PV panelen

op de daken van datacenters is echter wel voor de hand liggend, omdat wegens de grote elek-

triciteitaansluiting van datacenters het relatief eenvoudig is om een hoog geinstalleerd ver-

mogen aan PV panelen te installeren zonder dat uitbreiding van het aansluitvermogen nodig is.

Evenwel vereist het voorzien van een datacentrum met energie met lage CO2 intensiteit prak-

tisch de inkoop van dergelijke energie en is als zodanig niet door Deerns technisch advies

beïnvloedbaar, hoewel Deerns het inkopen van energie met lage CO2 intensiteit altijd aanbe-

veelt vanuit milieuoogpunt.

De eerste twee groepen maatregelen zullen in het volgende kort besproken worden, met de

realisatie van de genoemde reductiedoelstellingen.

100-05-01256-03 15



3.5. EUE verbetering bij nieuwe en bestaande datacentra

Met betrekking tot het realiseren van een lage EUE vormt de koeling van een datacentrum een

belangrijk thema. Datacentra worden standaard gekoeld met lucht die met behulp van ventilato-

ren door de servers gevoerd wordt. De warme afvoerlucht wordt vervolgens afgekoeld en

hergebruikt. Door te zorgen voor een lage luchtweerstand en een energie-efficiënte koeling van

deze lucht wordt een lage EUE bereikt. Efficiënte ventilatie en koeling zal apart behandeld

worden.

3.5.1. Efficiënte ventilatie

Door ten eerste te zorgen voor lage luchtsnelheden in de kanalen, roosters, filters en warmte-

wisselaars wordt een lage luchtweerstand gerealiseerd en daardoor een laag opgenomen

vermogen van de (efficiënte) ventilatoren. Echter, het realiseren van dergelijke lage luchtsnel-

heden vergt een groot doorstroomd oppervlak en dus een (fysiek) grote ventilatie installatie. In

datacenterprojecten (zowel nieuwbouw als renovatie) zijn echter praktische grenzen aan hoe

groot deze onderdelen mogen zijn. Door de beschikbare ruimte voor ventilatie installaties opti-

maal te benutten wordt een zo laag mogelijk drukval en dus een zo hoog mogelijke efficiëntie

van de ventilatie bereikt. Met name de lucht-luchtwarmtewisselaars en koelbatterijen vormen

locaties waar relatief hoge luchtweerstanden optreden, en door deze onderdelen zo groot

mogelijk te ontwerpen wordt de totale luchtweerstand het meeste beperkt.

Een aanvullende reductie van het opgenomen ventilatievermogen is het direct met buitenlucht

ventileren van datacenters. In dat geval is er geen lucht-lucht warmtewisselaar nodig en vervalt

dus de luchtweerstand van dat onderdeel. Echter, de veelal hoge eisen die worden gesteld aan

de luchtconditie (vochtigheid) en luchtkwaliteit (stof) in een datacentrum maken het direct venti-

leren met buitenlucht niet altijd mogelijk. Echter, op locaties met een lage stofconcentratie in de

lucht en een geschikte luchtvochtigheid is direct ventileren met buitenlucht een bewezen optie.

Naast de resulterende reductie in benodigd ventilatorvermogen is ook de mogelijkheid om vrije

koeling met buitenlucht te benutten voordelig voor de EUE. Echter, de eisen die door huurders

van datacenters worden gesteld maken het in landen met relatief hoge (fijn)stofconcentraties

als Nederland niet altijd mogelijk om af te wijken van het principe van strikte scheiding van

buitenlucht en binnenlucht.

Indien mogelijk kan het ventilatorvermogen worden verlaagd door toepassing van lagere lucht

inblaastemperaturen en/of hogere retourtemperaturen. Dat is afhankelijk van de eisen gesteld

aan de ventilatieluchtcondities en de ruimte die daarin wordt geboden aan afwijkende luchttem-

peraturen. Met name in combinatie met ventileren met buitenlucht, of wanneer andere voorzie-

100-05-01256-03 16



ningen voor benutting van vrije koeling aanwezig zijn, kan reductie van het luchtdebiet in com-

binatie met een groter temperatuurverschil tussen toe- en afvoer ventilatorenergie besparen.

Ten slotte kan een goede afstemming van de ventilatiehoeveelheid op de optredende koelvraag

van de ICT apparatuur leiden tot een reductie op jaarbasis van de ventilator energie. Wanneer

de koelvraag lager is dan de ontwerpvraag dan kan energie bespaard worden door de ventilato-

ren naar rato terug te toeren (door gebruik van VFD – Variable Frequency Drives). Hierdoor

kunnen met name besparingen gerealiseerd worden wanneer het datacenter nog niet volledig is

gevuld met ICT apparatuur en in deellast draait.

3.5.2. Efficiënte koeling

Koeling van datacenters wordt conventioneel voorzien met koelmachines op buitenlucht. Aan-

gezien dergelijke koelmachines gemiddeld op een COP (Coëfficiënt Of Performance) van 3 à 4

werken zal het volledig koelen van een datacentrum met dergelijke machines zorgen voor een

partiële-EUE van ongeveer 0,25 à 0,33. Het behalen van een EUE van 1,10 is met dergelijke

koelmachines dus niet zonder meer haalbaar. Datacenters met een dergelijke koelvoorziening

hebben daarom een EUE van minimaal 1,4 à 1,6. In plaats van koelmachines kunnen in het

geval van datacenters een aantal andere koudebronnen worden gebruikt, waaronder oppervlak-

tewater, grondwater en waterverdamping in buitenlucht. Dergelijk koelwater is nagenoeg het

hele jaar beschikbaar en dergelijke bronnen worden daarom nu al ingezet in Deerns projecten,

wanneer haalbaar.

Koelen met grondwater of bodemwarmte maakt veel hogere COPs haalbaar dan wanneer er

mechanisch gekoeld wordt. COPs van 10 à 20 kunnen behaald worden. Hierdoor kan de parti-

ele EUE voor koeling gereduceerd worden tot 0,05. Het verbeteren van de COP voor koeling

vormt een van de belangrijkste manieren om lage EUEs te realiseren.

Het direct koelen met buitenlucht werd al genoemd onder de paragraaf efficiënte ventilatie. Bij

direct koelen met buitenlucht geldt theoretisch een partiële PUE voor koudeopwekking van 0,00

indien dit volledig passief kan gebeuren. Direct koelen met buitenlucht is echter alleen mogelijk

wanneer het buiten koud genoeg is, hoewel door toevoeging indirecte adiabatische koeling –

ook wel verdampingskoeling genoemd - in principe gedurende het hele jaar gewerkt kan wor-

den met directe koeling met buitenlucht.

3.6. Benutting van restwarmte uit datacenters

Aangezien ook bij een volledige passieve koeling en ventilatie (hetgeen in principe mogelijk is)

van een datacenter zal de EUE nog altijd minimaal 1,05 à 1,10 zijn (in Nederland). Naast het

100-05-01256-03 17



zoveel mogelijk reduceren van de EUE is het dus goed om te kijken naar benutting van rest-

warmte. De warmte van een datacenter komt in principe continu vrij en is daardoor een be-

trouwbare bron van warmte. De lage temperatuur van deze warmte maakt het echter moeilijk

om de warmte direct te gebruiken voor bijvoorbeeld ruimteverwarming. In datacenterprojecten

van Deerns wordt deze warmte al wel gebruikt voor ruimteverwarming van de niet-IT ruimtes in

een datacentrum (bijvoorbeeld de eventueel aanwezige kantoorruimtes).

Deerns houdt zich bij elk datacenterproject bezig met de vraag hoe de restwarmte benut kant

worden. Datacenters worden in de regel op specifieke locatie gebouwd, nabij een internet

knooppunt of nabij het bedrijf of de instelling waar het datacenter voor is. Het is dus vooralsnog

niet mogelijk om datacenters daar te plaatsen waar een geschikte warmtevraag aanwezig is.

Een interessante ontwikkeling waar Deerns ook bij betrokken is, is het zorgen dat de restwarm-

te op een hogere temperatuur beschikbaar is, zodat er meer toepassingen voor de vinden zijn

(zonder dat er een aanvullende warmtepomp tussen gezet hoeft te worden). Aangezien de

warmte in een datacentrum voor het grootste deel wordt geproduceerd door computerchips die

werken op een temperatuur van rond de 60 °C is het in theorie mogelijk om deze warmte ook

op deze hoge temperatuur te winnen. Echter, er moet dan een compleet andere wijze van

koeling toegepast worden. Te denken valt aan directe koeling van de computerchips door

middel van individuele chipkoelers die werken op hoge temperatuur. Dat zou met waterkoeling

kunnen, dus door alle chips aan te sluiten op een koelwaternet met een retour temperatuur van

om en nabij de 60 °C. Er zijn ook nog andere oplossingen denkbaar, waaraan ook door Deerns

gewerkt wordt in samenwerking met universiteiten en Deerns’ klanten.

3.7. Conclusie en doelstelling

Deerns zal doorgaan met het adviseren van technisch en economisch haalbare efficiënte tech-

nische installaties voor datacenters. In elk van Deerns datacenterprojecten wordt gestreefd naar

een zo hoog mogelijk efficiëntie, afhankelijk van de eisen en randvoorwaarden gesteld door de

klant. Ook zal Deerns nadrukkelijk bezig blijven met het aanbieden van adviesdiensten op het

gebied van optimalisering van bestaande datacenters, door het verbeteren van de regeltechniek

wanneer mogelijk. Bij bestaande datacenters zijn daarnaast vrijwel altijd een of meer efficiëntie

verhogende aanpassingen aan de systemen mogelijk, bijvoorbeeld het aanpassen van pomp-

systemen om te werken met debietregeling.

3.7.1. Doelstelling

Een kwantitatieve doelstelling is voor deze marktsector moeilijk te definiëren omdat de realisatie

van steeds efficiëntere datacenters bestaat uit het toepassen van een groot aantal individuele

100-05-01256-03 18



technische oplossingen in een samenhangend verband in lijn met de eisen gesteld door de

opdrachtgever ten aanzien van budget en prestaties. Toch wordt een kwantificeerbare doelstel-

ling geformuleerd. Deerns zal er naar streven om:

- Een EUE van < 1,2 te realiseren bij alle datacenters (renovatie en nieuwbouw, wereld-

wijd) waar Deerns het installatieadvies voor mag verzorgen

- Alle cliënten te stimuleren om co2 vrije energie in te kopen wanneer mogelijk, of an-

ders ter compensatie duurzame energie certificaten in te kopen. De doelstelling is om

alle cliënten te overtuigen om dit te doen.

- Alle cliënten te stimuleren om duurzame PV installaties op de daken van de datacenter

te plaatsen. (“Duurzame PV installaties” zijn PV installaties met een op-

brengst/verbruik factor van 10 of beter. Oftewel: de PV installatie levert over de le-

vensduur minstens tien keer zoveel energie als nodig voor de productie en het onder-

houd van de installatie)

Van alle datacenterprojecten die Deerns uitvoert worden gegevens verzameld en gepubliceerd

op basis waarvan het bereiken van deze doelstellingen kan worden bijgehouden.

Documents

Chain analysis datacenters and hospitals – update Q4 2015 CSR CO2-PL ketenanalys… · Chain analysis datacenters and hospitals – update Q4 2015 Deerns Nederland BV Rijswijk,