Regenwater als koelwater: Agriport A7 zet waterbank in voor datacenters én kassen
In Middenmeer draait sinds deze zomer een ondergrondse ‘waterbank’ die regenwater buffert en levert aan datacenters en glastuinbouw. De eerste kubieke meters zijn al geleverd; dit winterhalfjaar wordt het systeem verder gevuld zodat komend groeiseizoen én tijdens de warme piekdagen de gewassen en IT verzekerd is van zoet water, zonder aanspraak op het drinkwaternet.
Agriport A7 is een werkgebied in Noord-Holland waar grootschalige glastuinbouw, agribusiness, logistiek en datacenters samenkomen. Jarenlang was elektriciteit, CO₂ en warmte het domein van ECW Energy. “Wij zijn het nutsbedrijf op Agriport”, zegt Robert Kielstra, directeur bij ECW Energy. “Wij doen alles wat door een kabel of leiding past. Juist waar het bedrijfsoverstijgend is, en dat is vaak zo bij energie en bij water, dan komen wij om de hoek. De datacenters vroegen ons om te helpen met het leveren van water.”
Datacenters maken gebruik van adiabatische koelsystemen. Deze systemen werken grote delen van het jaar alleen met lucht. Energiezuinig, maar het werkt bij temperaturen boven de 29 graden niet meer en dan is er water nodig. Warme buitenlucht wordt dan door nat materiaal of langs waternevel geleid. “Die datacenters gebruiken dus 10 dagen per jaar water. Dat is echt heel weinig. Maar dat zijn wel net de dagen dat drinkwater echt schaars is”, vertelt Kielstra.
Aanvankelijk leek een drinkwateraansluiting voor de datacenters logisch, maar het publieke debat maakte een alternatief urgent, mede door een uitzending van het satirisch televisieprogramma Lubach over het watergebruik van datacenters. “Die datacenters kregen steeds meer maatschappelijke druk op zowel hun energiegebruik, maar zeker ook op hun watergebruik”, zegt Toon Boonekamp, senior consultant watertechnologie & energie bij Sweco. ECW vroeg een consortium, met onder andere Sweco, om een gebiedsoplossing te ontwerpen.
500.000 kuub
Het collectief ontwierp een systeem dat regenwater opvangt, bundelt, zuivert, in de bodem infiltreert en inzet als koelwater en voor hergebruik in de kassen. “Het water dat op de daken van de glastuinbouw en de datacenters valt, vangen we af en leiden we naar een veld met infiltratieputten,” zegt Boonekamp. “De hoeveelheid water die op de daken van datacenters valt, is al meer dan een datacenter zelf gebruikt.”
Het opgevangen regenwater is vrijwel schoon – op wat vogeluitwerpselen en stof na. Voor extra zekerheid passeert het vóór infiltratie een filter. Daarna gaat het naar de ondergrondse watervoerende laag in de Waterbank; een zandlaag ingeklemd tussen twee kleipakketten. In de Waterbank is ruimte voor circa 500.000 kuub opslag. “Door de kleilagen blijft het water in het zandpakket. Op 30-50 meter diepte is de temperatuur ongeveer 12 graden, ideaal om installaties te koelen”, aldus Boonekamp.
Wanneer er water nodig is, pompt de installatie het omhoog; afhankelijk van de vraag is nu tot 200 kuub per uur beschikbaar. “In totaal gaat het om duizenden kuubs per jaar”, zegt Kielstra. Voor het naar het datacenter gaat, verwijderen twee zuiveringsstappen de ongewenste stoffen. “Een datacenter heeft zeer zuiver water nodig; koelsystemen zijn gevoelig voor onder meer ionen, kalk en zout. Een zandfilter gevolgd door een reverse-osmosesysteem (RO) indien noodzakelijk haalt die componenten eruit”, zegt Boonekamp.
Bij onttrekking maakt ECW kwaliteitskeuzes per toepassing. Voor koeling in datacenters is zeer schoon water gewenst om kalkaanslag en corrosie te voorkomen. Regenwater voldoet daar vaak al goed aan, zegt Kielstra. “Wij hebben een threshold gekozen die iets boven regenwater ligt, zodat we een klein beetje vermenging kunnen toestaan zonder dat we hoeven te zuiveren.” Mocht de drempel worden overschreden, dan kan een omgekeerde-osmose-installatie bijspringen ‘om op te zoeten’.
Té schoon regenwater
Een opvallend detail: regenwater is soms té schoon voor de koelsystemen. Boonekamp: “Regenwater is eigenlijk zo schoon dat het niet direct toepasbaar is. We verontreinigen het een klein beetje, dat noemen we opharden.”
Datacenters stellen hoge eisen aan beschikbaarheid. In het ontwerp en de bedrijfsvoering is daarom redundantie ingebouwd. ECW brengt het water via een ringstructuur naar de gebruikers en consolideert vraag en aanbod op gebiedsniveau. Voor de eerste exploitatie is al voldoende regenwater geïnfiltreerd.
“Afgelopen zomer hebben we ons eerste water geleverd. Nu zijn we volle bak aan het infiltreren. Voor de komende zomer moeten er echt een paar honderdduizend kuub water in de grond zitten. We leveren nu voor 100 procent water aan een bestaand datacenter van Microsoft. Microsoft gaat er nog een datacenter bij bouwen, waar we ook aan gaan leveren. Daarnaast zijn we bezig om ook aan twee bestaande datacenters te mogen leveren. Dat duurt wat langer omdat daar het afkoppelen van de schone waterstromen voor nodig is”, zegt Kielstra.
Tweeledig
De maatschappelijke winst is tweeledig. Ten eerste vervalt de noodzaak om voor enkele hete dagen per jaar grote drinkwatercapaciteit te reserveren. Dat ontlast de distributie en houdt ruimte voor huishoudens en zorgfuncties. Ten tweede versterkt de Waterbank lokaal de zoetwatervoorraad en remt verzilting. Door regenwater in de ondergrond te bufferen, blijft het beschikbaar in droge periodes voor zowel koeling als gietwater – en hoeft er minder grondwater te worden opgepompt.
Het gehele waterwinproces is in handen van ECW. Het voordeel van zo’n gebiedsutility, zegt Boonekamp, is dat eigenaarschap van de hele installatie bij één partij ligt. “De sleutel is organisatiekracht: een partij die eigenaarschap neemt, investeert in infrastructuur en risico’s kan dragen. Het is niet te doen als ieder datacenter of kweker dit zelf moet regelen.”
Komend jaar wordt het puttenveld verder opgeschaald en de ondergrondse bel gevuld. Daarna is uitbreiding mogelijk met een tweede veld elders in het gebied, om hydraulische tegendruk te vermijden en de meeropbrengst hoog te houden. Boonekamp hoopt een bredere uitrol van de techniek. “We zetten onze ondergrond nog onvoldoende goed in om water op te slaan. Natuur levert ons prachtige spullen, die moeten we goed gebruiken.”
New Business is een rubriek die vier keer per jaar te vinden is in watervakblad H2O magazine en als onderwerp (Nederlandse) innovaties in de watertechnologie heeft. Naast een inleiding van Water Alliance directeur Hein Molenkamp worden diverse bedrijven geshowcased.
