Tot nu toe zien we dit: grote datacenters kunnen aanzienlijke hoeveelheden water gebruiken, maar het verschil tussen locaties is enorm. Sommige moderne campussen rond Frankfurt gebruiken gesloten circuits en luchtgekoelde chillers en lijken daardoor relatief weinig water te consumeren. Andere systemen, vooral met verdampingskoeling, kunnen veel meer gebruiken. Daarom kunnen we nog niet zeggen: Frankfurt trekt de Rijn leeg. Wat we wél kunnen zeggen is dat een zeer snel groeiende, energie- en soms waterintensieve sector zich midden in een stroomgebied bevindt dat tegelijkertijd steeds vaker met lage zomerafvoeren en waterstress te maken heeft. Dat rechtvaardigt nader onderzoek.
FRANKFURT EN HET RIJNSTROOMGEBIED
Frankfurt is voor dit onderzoek een logische eerste casus. Niet alleen omdat het een van Europa's grootste datacenterclusters is, maar vooral omdat Frankfurt hydrologisch onderdeel is van het Rijnstroomgebied.
De stad ligt aan de Main. De Main stroomt ongeveer dertig kilometer beneden Frankfurt bij Mainz in de Rijn. De Internationale Commissie ter Bescherming van de Rijn behandelt het Mainbekken als een van de grote afzonderlijke deelstroomgebieden van de Rijn.
Dat betekent dat watergebruik in Frankfurt niet losstaat van het Rijnsysteem.
4.1 Frankfurt is geen klein datacentercluster
Frankfurt behoort al jaren tot de belangrijkste datacentermarkten ter wereld. De schaal wordt duidelijk wanneer we alleen al naar enkele grote exploitanten kijken.
Digital Realty vermeldt momenteel 24 datacenters in Frankfurt. �
digitalrealty.com
CyrusOne meldde al in 2021 dat zijn drie operationele datacenters in de wijk Sossenheim samen bijna 100 MW capaciteit hadden. Daar kwam een nieuwe faciliteit van 21 MW bij.
Later kondigde CyrusOne Frankfurt V aan: twee gebouwen van elk 31,5 MW, samen dus 63 MW critical power.
Daar bovenop staat FRA6 gepland met nog eens 72 MW IT-capaciteit.
Alleen de genoemde CyrusOne-projecten komen daarmee al in de orde van grootte van:
**bijna 100 MW bestaand
21 MW uitbreiding
63 MW FRA5
72 MW FRA6
= circa 256 MW**
Dat is niet noodzakelijk allemaal gelijktijdig operationeel en het mag daarom niet als actuele belasting worden gepresenteerd. Maar het laat wel de orde van grootte van één exploitant in één stedelijke regio zien.
Vantage heeft daarnaast zijn FRA1-campus in Offenbach, direct naast Frankfurt. Die campus bestaat uit drie datacenters en is ontworpen voor samen 56 MW critical IT load.
We zitten dus al boven 300 MW aan bekende capaciteit en aangekondigde ontwikkeling bij slechts twee exploitanten.
En daar zijn Equinix, NTT en Digital Realty nog niet kwantitatief bij opgeteld.
Dat geeft aan waarom Frankfurt zo belangrijk is.
4.2 Wat betekent 300 MW energetisch?
Wanneer 300 MW werkelijk continu als gemiddelde IT-belasting zou draaien:
300 MW × 8.760 uur = 2,628 TWh per jaar.
Dat is geen gemeten verbruik van deze campussen maar een schaalberekening.
Bij de eerder gevonden Europese gemiddelde WUE voor datacenters >10 MW van circa 0,704 L/kWh zou 2,628 TWh theoretisch corresponderen met:
2,628 miljard kWh × 0,704 L/kWh
= circa 1,85 miljard liter water per jaar
oftewel:
1,85 miljoen m³ per jaar.
Maar dit is precies het punt waarop het Frankfurt-onderzoek interessant wordt:
die berekening blijkt waarschijnlijk te hoog wanneer we naar sommige daadwerkelijk toegepaste Frankfurtse koelsystemen kijken.
4.3 Vantage Frankfurt: 56 MW, maar weinig direct water
Vantage geeft voor zijn FRA1-campus bijzonder bruikbare technische informatie.
De eerste faciliteit gebruikt air-to-air cooling. De overige gebouwen maken gebruik van een closed-loop chilled-water system met air-cooled chillers. Buitenlucht wordt gebruikt via economisers wanneer de temperatuur dat mogelijk maakt.
Vantage omschrijft het watergebruik zelf als minimal water.
Dat is technisch logisch.
Het water in het gesloten circuit transporteert warmte binnen het systeem, maar wordt niet voortdurend in een koeltoren verdampt. De uiteindelijke warmte wordt via luchtgekoelde chillers aan de buitenlucht afgegeven.
Dat betekent:
water in het systeem ≠ waterconsumptie.
Een gesloten leidingstelsel kan duizenden liters water bevatten zonder dat jaarlijks duizenden liters verloren gaan.
Voor FRA1 beschikken we op dit moment niet over een openbaar cijfer in m³ per jaar.
Vantage FRA1 – 56 MW
Koelsysteem: gesloten watercircuit + air-cooled chillers
Openbaar absoluut watergebruik: niet gevonden
Verwachte directe consumptie: relatief laag
Bewijskracht: technisch ontwerp openbaar; m³ niet openbaar
4.4 CyrusOne: dezelfde ontwikkeling
Bij CyrusOne zien we iets vergelijkbaars.
De uitbreiding van Frankfurt IV werd ontworpen met closed-loop chilled-water cooling en CyrusOne zegt expliciet dat dit bedoeld is om een lage WUE te bereiken.
Frankfurt V krijgt eveneens een closed-loop water cooling system, volgens CyrusOne juist om het watergebruik en de impact op de lokale ecologie gedurende de levensduur van het datacenter te beperken.
Voor het geplande FRA6 wordt hetzelfde principe genoemd: een gesloten waterkoelsysteem dat waterconsumptie en afval moet minimaliseren.
Een onbekend deel van de nieuwste Frankfurtse hyperscale-infrastructuur wordt ontworpen om verdampingswatergebruik sterk te beperken. De resultaten laten zich vooralsnog raden. We zoeken de realiteit.
4.5 Maar het waterprobleem is niet verdwenen
Er zijn drie redenen waarom we Frankfurt nog niet kunnen afschrijven als weinig relevant.
Ten eerste bekijken we hier vooral nieuwe installaties.
Frankfurt heeft tientallen oudere datacenters. Digital Realty alleen noemt 24 Frankfurtse locaties. Voor verschillende openbare locatiepagina's wordt wel koeling genoemd, maar niet welk systeem precies wordt gebruikt of hoeveel water dat jaarlijks vergt. (want daar kunnen oudere watergekoelde chillers of andere systemen tussen zitten)
Ten tweede zegt closed loop nog niet automatisch nul watergebruik.
Er kan water nodig zijn voor:
aanvullen van verliezen, luchtbevochtiging, sanitair, reiniging, noodsystemen en eventueel hybride koelonderdelen.
Maar het verschil met een klassieke open verdampingskoeltoren kan zeer groot zijn.
Ten derde blijft de indirecte watervraag van elektriciteitsproductie bestaan.
Een waterarm datacenter dat honderden megawatt elektriciteit vraagt kan elders in het energiesysteem alsnog watergebruik veroorzaken.
Dat spoor komt later terug.
4.6 Frankfurt heeft zelf al een gevoelige waterbalans
Frankfurt haalt niet simpelweg onbeperkt drinkwater uit één lokale bron.
De stad gebruikt onder meer een systeem waarbij behandeld water uit de Main wordt ingezet om grondwater in de Frankfurter Stadtwald kunstmatig aan te vullen.
De stad Frankfurt beschrijft dat expliciet: gezuiverd Mainwater wordt geïnfiltreerd zodat de grondwaterstand wordt gestabiliseerd en drinkwaterwinning ook gedurende droge perioden mogelijk blijft.
Het betekent dat:
Mainwater → grondwateraanvulling → drinkwaterwinning
onderdeel vormt van het stedelijke watersysteem.
Frankfurt stelt zelf dat deze kunstmatige grondwateraanvulling belangrijk is om met veranderende neerslagpatronen en langere droge perioden om te gaan.
We hebben hier dus niet te maken met een stad met een onbeperkte autonome drinkwaterbron.
De waterhuishouding wordt actief beheerd om droogtebestendig te blijven.
4.7 Frankfurt erkent de druk op waterbeheer
De stad werkt inmiddels ook aan digitaal grondwater- en watermanagement, onder meer door grondwaterstanden te monitoren en de invloed van neerslag en vegetatie op de lokale waterbalans te onderzoeken. De gemeente noemt klimaatverandering en veranderende waterbeschikbaarheid expliciet als aanleiding.
Dat bewijst niet dat datacenters het probleem NIET veroorzaken.
Het bewijst wel dat de achtergrond waartegen de datacentersector groeit hydrologisch niet neutraal is.
4.8 De schaal moet zorgvuldig worden geïnterpreteerd
Stel dat een Frankfurtse datacentercluster werkelijk 1 miljoen m³ water per jaar consumeert.
Dat komt gemiddeld neer op:
1.000.000 / 365 = 2.740 m³ per dag
en:
31,7 liter per seconde.
Of:
0,032 m³/s.
Vergeleken met een Rijn-afvoer van honderden of duizenden m³/s lijkt dat klein.
Daarom zou het wetenschappelijk onjuist zijn om te zeggen dat één Frankfurt-cluster zichtbaar de Rijnwaterstand bij Lobith verlaagt.
Maar het gaat hydrologisch niet alleen om het gemiddelde debiet van de Rijn.
De echte vragen zijn:
Waar wordt het water onttrokken?
Op welk moment?
Uit welk grondwater- of drinkwatersysteem?
Hoeveel andere gebruikers zijn daarvan afhankelijk?
En piekt die vraag juist tijdens langdurige droogte?
Dat is het verschil tussen rivierhydrologie en lokale waterstress.
Een relatief kleine hoeveelheid ten opzichte van de gehele Rijn kan lokaal wél betekenisvol zijn.
4.9 Een interessante juridische aanwijzing
Bij een vergunningprocedure voor een Equinix-installatie in Frankfurt werd door het Regierungspräsidium Darmstadt expliciet aandacht besteed aan de cumulatieve situatie rond datacenters.
In de stukken wordt opgemerkt dat vanwege de grote hoeveelheid datacenters in Frankfurt en Offenbach rekening moet worden gehouden met cumulatieve effecten van installaties op omgeving en bevolking.
Die passage betreft niet uitsluitend water; het vergunningstuk gaat breder over milieueffecten.
Maar voor ons rapport is hij relevant omdat de bevoegde overheid zelf erkent dat de concentratie van datacenters zodanig groot is geworden dat installaties niet altijd geïsoleerd kunnen worden beschouwd.
En precies dat is onze onderzoekslijn: cumulatie.
Niet één datacenter.
Niet één waterleiding.
Niet één droge zomer.
Maar:
een snel groeiend infrastructuurcluster dat permanent energie en mogelijk water vraagt binnen een watersysteem dat tegelijkertijd door klimaatverandering onder toenemende druk staat.
4.10 Conclusie
Mijn hypothese was:
“De grote Frankfurtse datacenters verdampen massaal Rijnwater en veroorzaken daardoor de lage Rijnstand”
Deze stelling verdient meer maatschappelijke discussie en meer transparantie van publieke zijde over het verdwijnen van de zoetwater capaciteit.
Grote moderne campussen van Vantage en CyrusOne zijn ontworpen met gesloten circuits en luchtgekoelde systemen om direct waterverlies te minimaliseren.
Maar de groei van datacenters creëert een nieuwe structurele water- en energievraag binnen Europese regio's die zelf steeds vaker met waterstress kampen, terwijl de absolute waterconsumptie per locatie onvoldoende openbaar is om de cumulatieve impact betrouwbaar te beoordelen.
Next 5. Regio Amsterdam en vooral Middenmeer/Hollands Kroon. Daar bestaan namelijk enkele bekende conflicten en veel concretere openbare cijfers over drinkwaterlevering aan hyperscale datacenters.
Vraagje : onze Koning weet toch zoveel van watermanagement of heeft hij zijn diploma gekregen? Waarom horen wij hèm hier nooit over?
Geen opmerkingen:
Een reactie posten