Eerder dit jaar schreven we een artikel over het gebruik van energie door datacentra. Onze analyse van destijds liet zien dat datacentra één tot twee procent van de wereldwijde energie gebruiken en verantwoordelijk zijn voor naar schatting minder dan één procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. Door de verdere digitalisering en het gebruik van AI-modellen in het bijzonder kan het energiegebruik van datacentra sterk toenemen. Grote technologiebedrijven kunnen een belangrijke rol spelen bij het beperken van de CO2-uitstoot als gevolg van de digitalisering vanwege hun ambitieuze klimaatdoelstellingen en innovaties die ervoor zorgen dat het energieverbruik veel minder hard stijgt dan bijvoorbeeld het gebruik van data.
Energiegebruik van technologiebedrijven
De discussie rond het energiegebruik van technologiebedrijven is recentelijk in een ander daglicht komen te staan vanwege de interesse van een aantal bedrijven in nucleaire energie. Zo sloot Microsoft onlangs een overeenkomst met Constellation Energy. Constellation Energy gaat de oude Three Mile Island kerncentrale in Pennsylvania nieuw leven inblazen waarna Microsoft voor 20 jaar de geproduceerde zal afnemen van de (gedeeltelijk) heropende centrale.
Google en Amazon gooien het over een andere boeg en zetten in op de ontwikkeling van de zogenaamde SMRs (small modular reactors), ofwel kleine nucleaire installaties (van circa 50-100 MW) die dicht bij een datacentrum, fabriek of woonwijk kunnen worden gebouwd.
Google wil zes tot zeven SMRs bouwen in samenwerking met start-up Kairos Power uit California. Amazon wordt één van de belangrijkste investeerders in X-energy. X-energy gaat met de investering van Amazon een nieuwe generatie SMRs ontwikkelen. SMRs hebben een simpeler design en zijn daarmee sneller te bouwen en tegen naar verwachting acceptabele kosten. Google en Amazon gaan hiermee verder dan Microsoft dat zich verplicht tot afname, maar niet het ontwikkelingsrisico wil lopen. Google en Amazon lopen waarschijnlijk meer risico’s en helpen hiermee de ontwikkeling van een compleet nieuwe industrie. De SMRs worden waarschijnlijk niet alleen voor eigen datacentra gebruikt, maar ook aansluiting op energienet is mogelijk.
Veiligheidsrisico en controverse
De bouw van (kleine) kerncentrales is niet zonder risico, maar ook niet zonder controverse. Naast de veiligheidsrisico’s produceren SMRs naar verwachting relatief meer kernafval dan grote centrales. De vraag is waarom de grote technologiebedrijven de nucleaire optie overwegen voor de energievoorziening van datacentra. Uit cynische hoeken komt het verwijt dat technologiebedrijven en de ontwikkelingen rond AI veel energie gebruiken en de duurzame energie wegkapen bij de rest. Kernenergie is vooral een manier om aan de enorme energiebehoefte te voldoen. Dat verwijt is niet geheel terecht.
… De bouw van (kleine) kerncentrales is niet zonder risico,
maar ook niet zonder controverse.…
Datacentra gebruiken één tot twee procent van de wereldwijde energie en zijn naar schatting verantwoordelijk voor minder dan één procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. Bovendien vervangen datacentra van grote clouddienstverleners zoals Amazon Web Services en Microsoft Azure veelal de dataopslag infrastructuur van bedrijven en doen de grote dienstverleners dat op een veel energie-efficiëntere manier vanwege de grotere schaal. De datacentra van marktleider Amazon Web Services zijn bijvoorbeeld volgens onafhankelijk onderzoek in de VS 3,6 maal meer energie-efficiënt dan eigen datacentra van ondernemingen en de CO2-uitstoot is gemiddeld 88% lager.
Bovendien is, volgens een deze maand verschenen rapport van het IEA (internationaal energieagentschap), een door sommigen gevreesde explosieve groei van het energiegebruik van de datacentra niet waarschijnlijk. Het IEA verwacht een gematigde groei van het energiegebruik van datacentra en waarschuwt dat andere factoren een veel groter effect hebben op het energiegebruik. Alleen al airco units vragen naar verwachting drie keer zoveel extra energie dan de verwachte groei in energiegebruik van datacentra. We hebben al vaak benadrukt dat het energiegebruik van gebouwen een grote en onderbelichte uitdaging is. De verduurzaming van gebouwen is daarom een belangrijk thema binnen onze beleggingsstrategieën.
De gematigde groei van het energieverbruik van datacentra is vooral te danken aan het groot aantal innovaties en efficiencyverbeteringen (waarover later meer). Waarom dan toch de nucleaire optie? Op de eerste plaats speelt leveringszekerheid (24/7) een belangrijke rol, maar ook de ontwikkeling in de klimaatambities van de technologiebedrijven is belangrijk.
Wereldwijde groei van de elektriciteitsvraag, 2023-30, per bron (TWh)
Bron: IEA
…gematigde groei van het energiegebruik van datacentra…
Klimaatdoelstellingen
Veelal worden klimaatdoelstellingen geformuleerd in de vorm van een netto-nul emissie doelstelling ergens in de toekomst. In praktijk komt het erop neer dat datacentra energie gebruiken van lokale netwerken en de uitstoot die hiermee gepaard gaat door het moederbedrijf wordt gecompenseerd met ofwel carbon certificaten, ofwel de levering van eigen duurzame energie elders op het netwerk. Soms betekent dit dat een datacenter in het ene deel van het land volledig draait op elektriciteit van bijvoorbeeld kolen en dat het bedrijf in ruil daarvoor zonne-energie levert in een ander deel van de regio of land. Dit is een systeem dat op lange termijn niet houdbaar is vanwege de geleidelijke verduurzaming van het netwerk (er valt steeds minder te compenseren), de concentratie van datacentra in bepaalde regio’s en het negatieve effect op het klimaat.
Microsoft bijvoorbeeld heeft daarom een 100/100/0 klimaatdoelstelling voor 2030. Dit wordt ook wel de zero carbon matching doelstelling genoemd. De doelstelling houdt in dat het bedrijf voor 2030 streeft naar 100% van de energie, 100% van de tijd uit 0% emissiebronnen. Ook Google vindt dat klimaatdoelstellingen anders moeten worden gedefinieerd dan simpel netto-nul. Wind- en zonne-energie met deze nieuwe doelstellingen zijn niet voldoende, omdat deze niet 24/7 beschikbaar zijn. Kernenergie biedt wel 24/7 energie zonder CO2-uitstoot.
Met de investeringen in nucleaire energie bereiden technologiebedrijven zich dus voor op een koolstofvrije energietoekomst en leveringszekerheid. Recent onderzoek van Bloomberg laat zien dat technologiebedrijven zoals Google, Meta en Microsoft vooroplopen in dit proces middels een breed scala aan maatregelen. De nucleaire energie voegt voor deze bedrijven een extra optie toe.
Bedrijfsvoorbereiding voor Koolstofvrije Energie Toekomst
Bron: Bloomberg
De rol van innovatie is cruciaal
Het recente IEA rapport laat zien dat het energiegebruik van datacentra veel minder hard stijgt dan het gebruik van data. De hoeveelheid energie die nodig is voor dezelfde hoeveelheid rekenkracht halveert elke 2,5 jaar. Dit wordt ook wel de wet van Koomy genoemd. Deze wet blijft vooral in stand dankzij innovaties en efficiencyverbeteringen. Zonder innovaties kan de digitalisering niet doorgaan in het huidige tempo vanwege de negatieve effecten op het klimaat. Innovatie is cruciaal!
Nieuwe technieken kunnen bij elkaar opgeteld datacentra niet enkele procenten, maar een veelvoud energie-efficiënter maken. Voorbeelden zijn het gebruik van Graphics Processing Units (GPU) en Data Processing Units (DPU) in plaats van de Central Processing Units (CPU). De nieuwe Blackwell AI infrastructuur van NVIDIA is volgens het bedrijf 20 tot 25 meer energie-efficiënt dan voorgangers gebaseerd op CPU architectuur. Maar niet alleen de nieuwe generaties chips, ook betere netwerk infrastructuur (harddisks, bekabeling, ethernet switches, etc.), nieuwe koeltechnieken en software zorgen voor substantiële efficiëntieverbeteringen.
Deze innovaties werken niet alleen door bij technologiebedrijven, maar ook in de hele digitale infrastructuur van organisaties en bedrijven aan wie zij diensten verlenen. Het is het kruispunt van innovaties en verduurzaming waar wij het meest enthousiast van worden en die de kern vormt van onze beleggingsstrategieën. Nutanix en Pure Storage zijn twee recente toevoegingen aan de portefeuille van DoubleDividend die op dit raakvlak opereren.
Voorbeeld: Nutanix
Nutanix maakt software dat IT netwerken simpeler maakt. Een typische IT infrastructuur bestaat uit servers, een netwerk en opslag. De software van Nutanix convergeert deze drie bouwstenen samen op een enkele server door middel van Virtualization. Simpel gesteld creëert de software een compleet virtueel netwerk op een enkele bouwsteen in plaats van drie verschillende bouwstenen. Dit zorgt voor een 70% reductie in het gebruik van hardware en een 50% reductie in het gebruik van energie.
Voorbeeld: Pure Storage
Pure storage verkoopt hard- en software voor de opslag van bedrijfsdata. Het bedrijf verkoopt zogenaamd flash storage oplossingen. Flash storage is een vorm van dataopslag waarbij niet gebruik wordt gemaakt van traditionele harde schijven maar van SSD schijven (Solid State Drives). SSD schijven hebben verschillende voordelen: ze zijn veel sneller, betrouwbaarder, kleiner en hebben ze geen bewegende delen (vandaar de solid state). Dit laatste zorgt ervoor dat de SSD schijven veel langer meegaan en dat ze veel minder warmte creëren bij gebruik en dus veel minder energie verbruiken (o.a. omdat er minder hoeft te worden gekoeld). SSD schijven worden al breed toegepast in onder andere telefoons en PCs, maar datacentra draaien nog veelal op traditionele harddisks omdat deze goedkoper zijn. De producten van Pure Storage richten zich op het inrichten van datacentra ook met flash memory oplossingen. De producten van Pure Storage zijn weliswaar duurder in aanschaf, maar vanwege de langere levensduur en het lagere energieverbruik zijn ze toch concurrerend.
