Kan kernenergie de enorme energievraag van datacenters aan?

De explosieve groei van kunstmatige intelligentie (AI) heeft geleid tot een ongekende toename van digitale inhoud, waardoor de wereld wordt overspoeld met data en de vraag naar opslag, verwerking en energie steeds groter wordt. Wereldwijd vindt een golf van investeringen plaats om bestaande datacenters te upgraden en nieuwe te bouwen, terwijl marktanalyses wijzen op enorme kapitaalbehoeften om de door AI aangedreven groei in rekenkracht bij te houden.

Een rapport van McKinsey uit april 2025 schat dat datacenters wereldwijd tot 6,7 biljoen dollar nodig kunnen hebben om aan de groeiende vraag naar rekenkracht te voldoen. Daarvan zou 5,2 biljoen dollar nodig zijn voor datacenters die AI-workloads verwerken, terwijl 1,5 biljoen dollar bedoeld is voor faciliteiten die traditionele IT-toepassingen ondersteunen. In totaal zou bijna 7 biljoen dollar aan kapitaaluitgaven nodig zijn om te voldoen aan wat McKinsey omschrijft als een van de belangrijkste nieuwe beperkingen van dit decennium: computercapaciteit.

Volgens het United States Data Centre Energy Usage Report 2024 kunnen datacenters in de VS tegen 2028 verantwoordelijk zijn voor tot 12% van de totale elektriciteitsproductie van het land. In 2024 verbruikten Amerikaanse datacenters 183 terawattuur (TWh) elektriciteit, meer dan 4% van de nationale vraag, volgens cijfers van het Internationaal Energieagentschap (IEA). Tegen 2030 zal het elektriciteitsverbruik naar verwachting met 133% stijgen tot 426 TWh, ongeveer 12% van de totale Amerikaanse elektriciteitsvraag. Op dat niveau zouden datacenters behoren tot de grootste afzonderlijke industriële energieverbruikers van het land.

In Europa bereikte de geïnstalleerde capaciteit van datacenters eind 2024 18,7 gigawatt (GW) en wordt verwacht dat deze tegen 2026 stijgt naar 21,3 GW. Tegen 2030 wordt een capaciteit van 36 GW voorspeld, volgens S&P Global, wat steeds meer druk legt op regionale elektriciteitsnetten die al onder spanning staan.

Hoeveel energie is nodig?

Het voldoen aan de snel groeiende energiebehoefte van de datacentermarkt is een van de grootste infrastructuuruitdagingen van het komende decennium geworden. De energiegolf veroorzaakt door generatieve AI en hoogwaardige computersystemen duwt elektriciteitsnetten naar hun operationele en planningsgrenzen, vaak sneller dan nieuwe productie- en transmissiecapaciteit kan worden gebouwd.

Een rapport van Deloitte uit 2024 schat dat de kritieke energiecapaciteit die nodig is voor de belangrijkste apparatuur van datacenters tussen 2023 en 2026 bijna zal verdubbelen tot 96 GW. Alleen AI-workloads zullen naar verwachting 40% van deze vraag vertegenwoordigen. Wereldwijd zullen AI-gerichte datacenters tegen 2026 ongeveer 90 TWh per jaar gebruiken — bijna tien keer zoveel energie als in 2022.

Deze snelle stijging hangt nauw samen met de krachtige hardware die nodig is voor AI-modellen, high-performance computing en grootschalige dataopslag. Moderne datacenters bestaan uit rijen serverkasten met meerdere servers die zijn uitgerust met centrale verwerkingseenheden (CPU’s) en steeds energie-intensievere grafische verwerkingseenheden (GPU’s).

Volgens Deloitte gebruikte één krachtige GPU ongeveer 400 watt in 2021, oplopend tot 700 watt in 2023 en ongeveer 1.200 watt in 2024.

Begin 2024 bedroeg de gemiddelde energievraag per serverkast meer dan 20 kilowatt (kW), en tegen 2027 wordt verwacht dat dit 50 kW per kast bereikt.

Deze ontwikkelingen vergroten niet alleen de totale elektriciteitsvraag, maar ondermijnen ook de aannames waarop elektriciteitsnetten enkele jaren geleden waren gebaseerd. Ze vergroten bovendien de noodzaak voor geavanceerde koelsystemen en energieopslag, waardoor de totale energievoetafdruk van datacenters verder groeit.

Image: Pixabay.

Wat zijn de voordelen van kernenergie voor datacenters?

Kernenergie heeft verschillende eigenschappen die nauw aansluiten bij de operationele eisen van grootschalige datacenters.

Ten eerste leveren kerncentrales continue 24/7 basislastenergie, met minimale blootstelling aan risico’s door wisselende productie. Vergeleken met veel andere energiebronnen hebben kerncentrales doorgaans minder ongeplande stilstand, omdat onderhoud voorspelbaar en relatief beperkt is. Tijdens geplande onderhoudsperiodes, die vaak enkele weken duren, kunnen andere energiebronnen tijdelijk ondersteunen.

Ten tweede zijn uitvalkosten extreem hoog bij hyperscale datacenters. Meerdere studies schatten dat een storing van 24 uur bij een grote faciliteit verliezen kan veroorzaken van 7 miljoen tot meer dan 100 miljoen dollar. Vanuit dit perspectief behoort kernenergie tot de meest betrouwbare grootschalige elektriciteitsbronnen die momenteel beschikbaar zijn.

Ten derde worden nieuwe generaties kerntechnologie — waaronder geavanceerde lichtwaterreactoren (LWR’s), kleine modulaire reactoren (SMR’s) en microreactoren — steeds vaker gezien als flexibele opties die bestaande energienetten kunnen aanvullen. Deze ontwerpen bieden modulariteit, schaalbaarheid en de mogelijkheid om dichter bij energievragers geplaatst te worden.

Ten vierde bieden contracten voor kernenergie (PPA’s) vaak langdurige prijsstabiliteit. Hoewel de initiële investerings- en arbeidskosten hoog zijn, vormen uraniumkosten een relatief klein deel van de totale operationele kosten, waardoor de blootstelling aan brandstofprijsschommelingen beperkt blijft.

Met geavanceerde veiligheidsvoorzieningen zouden toekomstige kernreactoren dichter bij clusters van datacenters kunnen worden geplaatst, waardoor onafhankelijke of semi-onafhankelijke energiesystemen mogelijk worden voor kritieke digitale infrastructuur, industriële installaties of militaire toepassingen.

Een opkomende aanpak is het opnieuw activeren of herbestemmen van bestaande kerncentrales en het plaatsen van datacenters in de buurt. Een bekend voorbeeld is de 20-jarige stroomafnameovereenkomst tussen Microsoft en Constellation Energy om Three Mile Island Unit 1 opnieuw op te starten. De centrale heeft een capaciteit van 800 MW en werd in 2019 gesloten na tientallen jaren productie. Hoewel de locatie historisch verbonden is met het ongeluk van 1979, concludeerden Amerikaanse toezichthouders dat dit geen langdurige radiologische schade veroorzaakte voor omliggende gemeenschappen.

En de zorgen?

Ondanks de voordelen kent kernenergie grote obstakels die een snelle uitbreiding beperken om aan de korte-termijnvraag van datacenters te voldoen.

Vergunningen, bouw en ingebruikname van nieuwe kernreactoren duren vaak lang — meestal tien jaar of meer. Zelfs nieuwe ontwerpen moeten complexe goedkeuringsprocessen doorlopen, waardoor kernenergie langzamer is dan sommige conventionele of hernieuwbare alternatieven.

Kapitaalkosten vormen een andere grote barrière. De hoge investeringskosten hebben opnieuw interesse gewekt in modulaire reactoren, die lagere kosten en snellere installatie beloven, hoewel deze voordelen nog niet op grote schaal bewezen zijn.

Pogingen van datacenterexploitanten om directe toegang tot energieproductie te krijgen, stuiten ook op regelgeving. In maart 2024 kondigde Amazon een overeenkomst van 650 miljoen dollar aan met Talen Energy om een datacenter naast de Susquehanna Steam Electric Station te kopen, met plannen om rechtstreeks stroom van de centrale af te nemen in plaats van via het openbare elektriciteitsnet.

Deze overeenkomst werd later stilgelegd door de Federal Energy Regulatory Commission (FERC), die zorgen uitte dat dergelijke constructies kosten voor netonderhoud bij andere consumenten zouden kunnen leggen.

Ook brandstofvoorziening vormt een beperking. Geavanceerde reactoren, vooral SMR’s, kunnen afhankelijk zijn van hoogverrijkt laagverrijkt uranium (HALEU), verrijkt tot 5–20%, tegenover 3–5% bij de meeste traditionele reactoren.

Tot slot blijft de opslag van kernafval een onopgelost probleem. Gebruikte brandstof moet worden gekoeld en opgeslagen, meestal op locatie, en ook toekomstige reactorontwerpen vereisen nog steeds langetermijnoplossingen.

Wat moet de energiemix worden?

Kernenergie lijkt een belangrijk onderdeel te worden van de toekomstige energiemix voor datacenters, maar geen zelfstandige oplossing. Steeds vaker wordt het gezien als onderdeel van een hybride systeem waarin kernenergie, hernieuwbare energie, conventionele productie en opslag worden gecombineerd.

Goldman Sachs verwacht dat het energiegebruik van datacenters tegen 2030 met meer dan 160% kan stijgen, waardoor AI-gerelateerde elektriciteitsvraag in de VS naar 152 TWh groeit en naar 134 TWh in de rest van de wereld.

Analyses suggereren dat wind- en zonne-energie, gecombineerd met opslag, tot 80% van de elektriciteitsbehoefte van een datacenter kunnen leveren. Maar constante basislastproductie blijft noodzakelijk om betrouwbaarheid te garanderen.

De discussie gaat daarom steeds minder over “kernenergie versus hernieuwbare energie”, maar meer over hoe snel kernenergie kan worden geïntegreerd in een divers energiesysteem zonder de uitbreiding van capaciteit te vertragen.

Het EU-perspectief: hoe realistisch is dit?

Deze ontwikkelingen roepen een belangrijke vraag op: hoe realistisch is de toekomstige energiemix voor datacenters, vooral binnen de Europese Unie?

Een rapport van Heinrich Böll Stiftung waarschuwt dat ongecontroleerde marktgroei duurzaamheidsdoelen kan ondermijnen ondanks efficiëntiemaatregelen. Het rapport noemt tien belangrijke aandachtspunten:

• De EU moet haar voorspellingen voor energiegebruik door datacenters aanpassen, omdat huidige schattingen waarschijnlijk AI-groei onderschatten.
• Efficiëntiewinst wordt deels tenietgedaan door groeiende vraag.
  Toenemende concurrentie om hernieuwbare energie kan middelen weghalen bij gemeenschappen en andere sectoren.
• De druk om kernenergie, vooral SMR’s, in te zetten brengt veiligheids- en afvalproblemen met zich mee.
  Hergebruik van restwarmte mag niet afleiden van de noodzaak om restwarmte eerst te verminderen.
• Meer transparantie is nodig omdat huidige rapportages lokale effecten verbergen.
• Locatiegebonden rapportage moet belangrijker worden dan groene certificaten.
• Sterkere regels zijn nodig om investeringen richting duurzame infrastructuur te sturen.
• Softwareoptimalisatie en “donkere data” blijven onderbelichte onderwerpen.
• Duurzaamheidskaders moeten beoordelen of energie-intensieve berekeningen voldoende maatschappelijke waarde opleveren.

Samen weerspiegelen deze punten een bredere zorg: infrastructuurgroei gaat sneller dan de mogelijkheid om deze goed te reguleren.

Zijn SMR’s de meest realistische oplossing?

Kleine modulaire reactoren (SMR’s) worden steeds vaker gezien als een mogelijke kernenergieoplossing voor datacenters. Een whitepaper van Schneider Electric noemt SMR’s een serieus alternatief voor faciliteiten met groeiende energiebehoefte en beperkte netcapaciteit.

SMR’s beloven lagere kosten en kortere bouwtijden dan grote traditionele reactoren. Ze zijn echter nog niet op commerciële schaal toegepast en regelgeving en veiligheidskaders zijn nog in ontwikkeling.

Volgens een rapport van het IAEA uit 2024 zijn wereldwijd meer dan 68 SMR-ontwerpen in ontwikkeling of vroege implementatiefase. Individuele SMR’s leveren doorgaans maximaal 300 MWe, ongeveer een derde van een grote kerncentrale.

Naast elektriciteit kan restwarmte van SMR’s worden gebruikt voor stadsverwarming, waterstofproductie of industriële processen.

Microreactoren: een flexibele aanvulling op SMR’s

Microreactoren zijn een nog kleinere en meer modulaire kernenergieoptie, met een vermogen tussen 1 en 20 MW.

Door hun compacte formaat en transporteerbaarheid zijn ze geschikt voor afgelegen locaties, off-grid toepassingen of gespecialiseerde AI-computingclusters die eigen energie nodig hebben.

Samen bieden SMR’s en microreactoren een gelaagde nucleaire aanpak voor de constante energiebehoefte van AI-gedreven datacenters.

Image: Pixabay.

 

 

De risico’s gaan niet alleen over verwarming of koeling

Energievoorziening is slechts één aspect van datacenterrisico’s. Naarmate kerncentrales en datacenters digitaler worden en mogelijk naast elkaar worden geplaatst, overlappen hun cyberrisico’s steeds meer.

Een rapport van Chatham House waarschuwt dat nieuwe kernreactoren sterk afhankelijk zullen zijn van digitale controlesystemen, waardoor blootstelling aan cyberaanvallen toeneemt.

Ook datacenters hebben vergelijkbare kwetsbaarheden. Apparaten zoals beveiligingscamera’s en koelsystemen kunnen toegangspunten worden voor aanvallers.

Effectieve bescherming vereist strikte scheiding tussen IT- en OT-systemen en uitgebreide beveiligingsmaatregelen.

Hoe bestand zijn kerncentrales tegen klimaatverandering?

Klimaatverandering vormt een extra uitdaging voor kernenergie. Veel bestaande reactoren zijn ontworpen op basis van historische klimaatgegevens die geen rekening houden met de toenemende extreme weersomstandigheden.

Hittegolven en droogte kunnen de koelefficiëntie verminderen, waardoor reactoren minder vermogen leveren of tijdelijk moeten worden stilgelegd. Stijgende zeespiegels en extreem weer verhogen overstromingsrisico’s voor kustcentrales, terwijl watertekorten problemen veroorzaken voor centrales die afhankelijk zijn van rivierkoeling.

Een studie uit 2024 benadrukt dat toekomstige uitbreiding van kernenergie expliciet rekening moet houden met klimaatadaptatie.

De AI-revolutie zal niet worden beperkt door algoritmes, maar door energie.

Of kernenergie de ruggengraat van het digitale tijdperk wordt, of juist een knelpunt door kosten, regelgeving en klimaatrisico’s, kan bepalen hoe snel AI groeit — én wie de controle heeft over de infrastructuur, de ecologische impact en de langetermijnbestendigheid ervan.

Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op Substack.

Bronnen:

All in the Difference. (n.d.). Difference between MW and MWe. https://www.allinthedifference.com/difference-between-mw-and-mwe/

Chatham House. (2024, July). Cybersecurity in the civil nuclear sector: Threats and risks to civil nuclear infrastructure. https://www.chathamhouse.org/2024/07/cybersecurity-civil-nuclear-sector/2-threats-and-risks-civil-nuclear-infrastructure

Data Center Knowledge. (n.d.). Cybersecurity risks threaten the physical infrastructure of data centers. https://www.datacenterknowledge.com/cybersecurity/cybersecurity-risks-threaten-the-physical-infrastructure-of-data-centers

Deloitte. (2024). GenAI power consumption creates need for more sustainable data centers. https://www.deloitte.com/us/en/insights/industry/technology/technology-media-and-telecom-predictions/2025/genai-power-consumption-creates-need-for-more-sustainable-data-centers.html

Energy.gov. (n.d.-a). 5 facts to know about Three Mile Island. https://www.energy.gov/ne/articles/5-facts-know-about-three-mile-island

Energy.gov. (n.d.-b). HALEU: High-assay low-enriched uranium. https://www.nrc.gov/materials/new-fuels/haleu

Energy Technology Area, LBNL. (2024). 2024 LBNL data center energy usage report. https://eta.lbl.gov/publications/2024-lbnl-data-center-energy-usage-report

European Commission. (n.d.). Small modular reactors. https://energy.ec.europa.eu/topics/nuclear-energy/small-modular-reactors_en

Forbes Technology Council. (2024, April 10). The true cost of downtime and how to avoid it. https://www.forbes.com/councils/forbestechcouncil/2024/04/10/the-true-cost-of-downtime-and-how-to-avoid-it/

Heinrich Böll Stiftung. (2025, March 19). Towards planet-proof computing: Ten key elements for EU data centre sustainability policy. https://eu.boell.org/en/2025/03/19/towards-planet-proof-computing-ten-key-elements-eu-data-centre-sustainability-policy

McKinsey & Company. (2025, April). The cost of compute: A $7 trillion race to scale data centers. https://www.mckinsey.com/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/the-cost-of-compute-a-7-trillion-dollar-race-to-scale-data-centers

ScienceDirect. (2024). Energy and AI: Impact on data centres [Journal article]. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211467X24000725

Stuart, T. (n.d.). Stuxnet. In Encyclopædia Britannica. https://www.britannica.com/technology/Stuxnet

Visual Capitalist. (2023). Charted: The energy demand of U.S. data centres 2023–2030P. https://www.visualcapitalist.com/charted-the-energy-demand-of-u-s-data-centers-2023-2030p/

World Nuclear News. (2024). White paper sets out advantages of SMRs for data centres. https://www.world-nuclear-news.org/articles/white-paper-sets-out-advantages-of-smrs-for-data-centres

Gadrilling.com. (n.d.). Baseload power. https://www.gadrilling.com/glossary/baseload-power

International Atomic Energy Agency (IAEA). (2024). Advances in small modular reactor technology [PDF]. https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/p15790-PUB9062_web.pdf

BMLUK (Austrian Federal Ministry). (2024). Effects of climate change on nuclear power plants [Fact sheet]. https://www.bmluk.gv.at/dam/jcr%3A7af204d2-75b6-4e26-ad28-1195fd0eab64/Factsheet%20Effects%20of%20climate%20change%20on%20nuclear%20power%20plants_UA.pdf

Pew Research Center. (2025, October 24). What we know about energy use at US data centres amid the AI boom. https://www.pewresearch.org/short-reads/2025/10/24/what-we-know-about-energy-use-at-us-data-centers-amid-the-ai-boom/

Wikipedia. (n.d.). Three Mile Island Nuclear Generating Station. https://en.wikipedia.org/wiki/Three_Mile_Island_Nuclear_Generating_Station