Siemens en FuelCell Energy onderzoeken lokale stroomopwekking voor datacenters

Siemens en FuelCell Energy gaan samenwerken aan grootschalige brandstofcelsystemen voor datacenters en andere energie-intensieve locaties. De bedrijven willen lokale elektriciteitsopwekking combineren met batterijopslag, microgrids en middenspanningsinstallaties.

De samenwerking moet leiden tot energieprojecten met een vermogen van meer dan 100 megawatt. Dat is voldoende om grote datacentercampussen en AI-infrastructuren van elektriciteit te voorzien. FuelCell Energy levert de brandstofcelsystemen, terwijl Siemens verantwoordelijk wordt voor de elektrische infrastructuur, waaronder transformatoren, schakelsystemen, beveiliging en besturing.

Datacenters behoren volgens de bedrijven tot de belangrijkste beoogde toepassingen. De groei van cloudplatforms en kunstmatige intelligentie leidt tot een snel toenemende vraag naar elektriciteit. Op veel locaties vormt niet de beschikbaarheid van grond, maar het gebrek aan transportcapaciteit op het stroomnet inmiddels de belangrijkste belemmering voor uitbreiding.

Minder afhankelijk van het elektriciteitsnet

Brandstofcellen wekken elektriciteit op de locatie zelf op. Een datacenter hoeft daardoor niet voor zijn volledige energiebehoefte te wachten op een zware aansluiting op het openbare net. De systemen kunnen worden ingezet als primaire energiebron, als aanvulling op een kleinere netaansluiting of als onderdeel van een lokaal microgrid.

Dat kan vooral interessant zijn in gebieden met netcongestie. Daar is soms voldoende elektriciteit beschikbaar, maar kunnen kabels, transformatoren en verdeelstations de extra vraag niet verwerken. Uitbreiding van deze infrastructuur kan jaren duren, waardoor nieuwe datacenters wel gebouwd kunnen worden, maar niet direct volledig operationeel zijn.

Lokale stroomopwekking neemt die netcongestie niet weg. Wel kan zij de afhankelijkheid van het uitbreidingstempo van netbeheerders verminderen en de zogenoemde time to power verkorten: de periode tussen de start van een datacenterproject en het moment waarop daadwerkelijk voldoende energie beschikbaar is.

Stabiele stroom voor kritieke infrastructuur

Brandstofcellen zijn geschikt voor het leveren van een continue basislast. In tegenstelling tot zonne- en windenergie zijn zij niet afhankelijk van het weer. Zolang voldoende brandstof beschikbaar is, kunnen ze dag en nacht elektriciteit produceren.

Dat sluit aan bij de eisen van datacenters, waar servers, netwerkapparatuur en koelsystemen continu moeten blijven functioneren. De installaties van FuelCell Energy zijn modulair opgebouwd, waardoor het vermogen in stappen kan worden uitgebreid. Een datacenter kan daardoor beginnen met een beperkt aantal modules en later extra capaciteit toevoegen.

De modulaire opzet maakt het bovendien mogelijk om afzonderlijke onderdelen te onderhouden zonder de volledige energievoorziening stil te leggen. Voor datacenters, die hoge eisen stellen aan beschikbaarheid en redundantie, is dat een belangrijk voordeel.

Combinatie met batterijopslag

Siemens en FuelCell Energy willen de brandstofcellen combineren met batterijen en intelligente energiebeheerplatforms. Batterijen kunnen snel reageren op plotselinge veranderingen in het stroomverbruik, terwijl brandstofcellen vooral een stabiele basisproductie leveren.

Dat wordt steeds belangrijker door de opkomst van AI-datacenters. Grote clusters met grafische processors en andere AI-accelerators kunnen sterke schommelingen in de vermogensvraag veroorzaken. Batterijen kunnen zulke pieken tijdelijk opvangen en worden opnieuw opgeladen wanneer het energiegebruik afneemt.

Het openbare net kan binnen zo’n hybride systeem als aanvullende of redundante energiebron blijven functioneren. Daarmee ontstaat een lokale energievoorziening waarin netstroom, brandstofcellen en batterijen gezamenlijk worden aangestuurd.

Duurzaamheid afhankelijk van brandstof

De inzet van brandstofcellen betekent niet automatisch dat een datacenter volledig duurzaam wordt. De systemen kunnen onder meer werken op aardgas, biogas en waterstof. Bij het gebruik van aardgas blijft CO₂-uitstoot ontstaan.

Het uiteindelijke emissieprofiel hangt daarom sterk af van de gekozen brandstof. Groene waterstof of duurzaam geproduceerd biogas kan de uitstoot verlagen, maar de beschikbaarheid en kosten daarvan blijven belangrijke aandachtspunten.

De warmte die bij het opwekken van elektriciteit vrijkomt, kan mogelijk worden gebruikt voor koeling. Met absorptiekoeling kan warmte worden omgezet in koude, waardoor minder elektrische energie nodig is voor conventionele koelinstallaties. De praktische toepasbaarheid verschilt echter per locatie en ontwerp.

De overeenkomst tussen Siemens en FuelCell Energy is voorlopig verkennend. De bedrijven gaan samen pilots en commerciële toepassingen onderzoeken. Er is nog geen concreet datacenterproject aangekondigd.