AI verbruikt zoveel stroom dat techbedrijven investeren in kernenergie: ‘Groene algoritmen zullen ons niet redden’

Beeld: Een werknemer diagnosticeert een oververhitte processor in Google-datacenter  The Dalles in het Amerikaanse Oregon. Credit: Google

We staan er weinig bij stil als we onze derde vraag van vandaag aan ChatGPT stellen, maar aan al die virtuele babbels zit een fysieke kant. De gegevens die heen en weer reizen tussen ons en die slimme chatbot vragen berekeningen, en die gebeuren door servers die bestaan uit chips en zich ergens ter wereld op een fysieke plaats bevinden. The cloud is material is dan ook de kop boven het artikel dat antropoloog Steven Gonzalez Monserrate schreef voor de website van het Massachusetts Institute of Technology.

‘Ons dataverbruik en de berekeningen die nodig zijn voor alles wat we met de computer doen, heeft verschillende milieueffecten, van waterverbruik tot geluidsoverlast, luchtvervuiling en CO2-uitstoot.’ In plaats van te wijzen op de koolstofuitstoot van alle data­centers op aarde, probeert Gonzalez Monserrate met zijn onderzoek te begrijpen hoe een enkel datacenter apart het watergebruik van die specifieke gemeenschap beïnvloedt, geluidsoverlast creëert of problemen veroorzaakt met de lokale elektriciteitsvoorziening. ‘We moeten van het idee af dat datacenters volledig geautomatiseerde abstracte dingen zijn. Mensen nemen er beslissingen, die invloed hebben op andere mensen die in de buurt leven.

De manier waarop u naar datacenters kijkt, is anders dan wat ik elders aantref. De meeste studies geven een algemene indruk van hoeveel koolstof ze uitstoten, hoeveel elektriciteit ze gebruiken ... Maar zelfs dan schrijven de onderzoekers dat het erg moeilijk te berekenen is. Bent u het daarmee eens?

‘Het is moeilijk om de precieze milieueffecten van data­centers te berekenen vanwege hun complexiteit en schaal. Ik zal niet ingaan op de politieke aspecten, maar dan nog is het niet mogelijk om te beweren dat tien watt elektriciteit gelijk is aan 0,2 kilogram koolstof. Elk elektriciteitsnet op aarde heeft immers een andere energie­mix. In IJsland is 95 procent van de elektriciteit die door het net stroomt hernieuwbaar, in Noord-Virginia is negentig procent van de elektriciteit van fossiele brandstoffen.’

‘De informatie die we hebben, is trouwens een indirecte berekening op basis van openbaar beschikbare cijfers. Sommige gegevens worden door de bedrijven zelf gerapporteerd en die hebben er belang bij om te laten zien dat ze goede burgers zijn die er alles aan doen om klimaatverandering tegen te gaan. Er is zelden een onafhankelijke derde partij die controleert of de cijfers kloppen.’

‘En dat gaat dan alleen nog maar over elektriciteit, het topje van de ijsberg. Je hebt ook de watervoetafdruk. Tot 2021 maakten bijvoorbeeld Google en Microsoft het waterverbuik van hun datacenters niet bekend. Journalisten, activisten en wetenschappers, onder wie ikzelf, deden talloze pogingen om die informatie te krijgen, en meestal weigerden de bedrijven. Veel van de waterberekeningen zijn dus gebaseerd op schattingen van de waterbedrijven.’

U kiest ervoor om achter die cijfers te gaan kijken.

‘De werking van datacenters was een compleet mysterie tot halverwege de jaren 2010. Maar toen mensen eenmaal begonnen te begrijpen hoe ze werkten, werden datacenters een soort gestandaardiseerde industrie, in de publieke opinie dan toch. Een datacenter is voor veel mensen een futuristische plek gerund door Google, waar alles geautomatiseerd is en er alleen maar duurzame energie is. Er is die indruk van hyperefficiëntie en hyperstandaardisatie.’

‘Toch was tot 2018 maar een derde van de datacenters zo groot en efficiënt. Nu groeit het aandeel sterk, omdat je die schaal nodig hebt om AI-producten te kunnen leveren. Sommige datacenters zijn echter oud, en staan in gebouwen die slecht zijn uitgerust om servers te huisvesten. Ze zijn gegroeid in IT-capaciteit, het aantal servers, de hoeveelheid rekenwerk. Ze zijn uit de faciliteit gegroeid, maar de mensen die de faciliteit beheren, zijn ofwel niet bereid om ze te upgraden of een nieuwe te bouwen, of ze kunnen het zich niet veroorloven.’

‘Ook de mensen die het datacenter feitelijk runnen, moeten we nog leren kennen. Datacentermanager is een nieuw beroep. De eerste masteropleiding kwam er pas in 2015. Die mensen beheren de temperatuur en de beveiliging, of ze houden zich bezig met het softwaredeel, de gegevens zelf en het beheer ervan. We moeten dringend inzien dat dit geen geautomatiseerd werk is. Ik heb zeer ervaren datacentermensen gezien, technici die een brandende kabel kunnen ruiken voordat het alarm afgaat, die kunnen horen dat bepaalde ventilatorunits het zullen begeven, lang voordat de gegevens hen dat vertellen.’

‘Hoe graag we ook willen denken dat we in de verre toekomst zitten waarin alles te automatiseren is en mensen er niet meer toe doen: ik heb keer op keer gezien dat de menselijke maat essentieel is voor dit werk. In plaats van te accepteren dat een datacenter deze hoeveelheid elektriciteit moet verbruiken, was mijn vraag dus: zijn er praktische verschillen in de manier waarop datacenters worden gerund? Het gedrag van de mensen die de datacenters beheren, heeft invloed op het milieueffect.’

U heeft zich zelf in hun werkomgeving begeven. Doet u dat om datacenters te verbeteren?

‘Ik ben een etnograaf, dus ik bestudeer gedrag. Ik neem interviews af, maar ik neem ook deel aan de dagelijkse activiteiten van mensen. Ik heb dit gedaan omdat ik de werkcultuur wilde begrijpen. En als mijn bevindingen gebruikt kunnen worden door de mensen die datacenter­technici opleiden, zou dat geweldig zijn. Maar het eigenlijke doel is echt begrijpen hoe dingen worden gedaan, en er niet van uit te gaan dat je dat al weet.’

‘De bedrijven achter de datacenters geven de technol-ogie te veel autoriteit, ze laten het lijken alsof ze ontworpen zijn om op deze manier te werken en dat is het dan. Er zijn richtlijnen opgesteld over de maximale temperatuur en luchtvochtigheid. Maar individuele beslissingen en contracten met klanten structureren wat die drempels feitelijk zijn. En er zijn mensen die volgens het boekje werken en andere mensen die aan kabels ruiken.’

Hoe is deze mythe over datacenters ontstaan en waarom? Waarom willen we geloven dat die door computers worden bestuurd?

‘Vooral vanwege de beveiliging. Cloudinfrastructuur en datacenters zijn van vitaal belang voor het functioneren van de digitale economie, maar ook van staten. We zijn enorm afhankelijk geworden van gegevensopslag­technologie. Veel daarvan wordt niet beheerd door de staten zelf, maar door multinationals die op geen enkele manier door staten worden gecontroleerd.’

‘Veiligheid speelt op veel verschillende niveaus. Er is de dreiging van spionage, of terrorisme waarbij je een datacenter of een netwerk platlegt om economische schade toe te brengen. Er was de overval in IJsland waarbij machines voor bitcoin mining met een waarde van miljoenen euro’s werden gestolen als een vorm van losgeld. Op basis van de interviews die ik heb gedaan en van mijn ervaringen, denk ik dat een deel van de mystificatie van de datacenters bestaat om het datacenter te beschermen. Hoe minder mensen ervan weten, hoe minder mensen erover nadenken, hoe kleiner de kans dat het een doelwit wordt.’

‘Ik heb heel interessante ervaringen gehad waarbij ik mijn auto op een aparte parkeerplaats moest neerzetten op drie kilometer van het datacenter, voor het geval er een bom in mijn auto zat. Soms werd alles wat ik bij me had, in beslag genomen, omdat de mogelijkheid bestaat dat een flashdrive die ik in een server stop een bug in het netwerk introduceert of informatie steelt. Er is een ongelofelijke mate van toezicht, als de faciliteiten er de middelen toe hebben tenminste.’

‘De National Security Administration in de VS voltooide in 2016 de bouw van een datacenter in Utah. Dat heeft aanzienlijke problemen veroorzaakt voor de watervoorziening van nabijgelegen steden. Maar de plek werd gekozen omdat het zo’n afgelegen deel van de staat is, zo moeilijk bereikbaar. In Europa zijn er veel datacenters gebouwd in nucleaire bunkers of op verlaten marinebases, zoals Keflavík in IJsland. Puur omwille van de veiligheid.’

‘Ook op het vlak van materialen speelt veiligheid een rol. Servers worden gemaakt van onderdelen die slechts in beperkte mate op aarde te verkrijgen zijn, en worden ingekocht in erg onzekere omstandigheden. Beveiliging strekt zich dus ook uit tot de natuurlijke bronnen, verder dan de hallen van het datacenter. Hoe minder mensen weten, hoe veiliger ze het vinden.’

Deze materialen hebben ook hun impact op het milieu.

‘Volgens het E-waste Monitor-rapport van de Verenigde Naties werd in 2023 minder dan twintig procent van het e-waste gerecycled. Ik heb met een aantal mensen daar samengewerkt om die cijfers voor datacenters te berekenen. We weten dat het afval alleen maar zal toenemen naarmate deze nieuwe systemen voor AI, die zeer dens zijn qua componenten, in de afvalcyclus terechtkomen.’

‘Wat betreft de impact van de elektriciteits- en water­voorziening op het milieu: dit jaar hebben we veel aankondigingen gezien over kernenergie, tot nu toe een marginaal idee in de datacenterpolitiek. Op basis van mijn interviews denk ik dat veel mensen wisten dat dit eraan zat te komen. Zelfs voordat AI een factor was, zou koolstofneutraliteit nooit mogelijk zijn zonder kernenergie. En dat wisten ze.’

‘Dat kernenergie nieuw leven wordt ingeblazen om kunstmatige intelligentie van energie te voorzien, is een verlengstuk van de belofte om CO₂-neutraal te worden. Maar het is niet zo dat een regering heeft gezegd: ‘Google, je moet CO2-neutraal zijn in 2050’. Google heeft dat zelf gezegd. Het kan dus zijn belofte veranderen wanneer dat nodig is, afhankelijk van de politiek, de omstandigheden en de winst. We kennen allemaal de risico’s van kernenergie en de gevolgen van ongevallen. En kerncentrales gebruiken even veel, zo niet meer, water dan datacenters. Ze lossen dus het probleem van de watervoetafdruk zeker niet op.’

Zal AI de zaken verslechteren, of niet? Het heeft meer gegevens die heen en weer gaan, meer interactie, dus meer materialen nodig, meer energie. Maar de grotere, modernere datacenters zijn misschien efficiënter.

‘In de jaren 2000 werden enkele methodes ontwikkeld om datacenters energiezuiniger te maken, vooral door de zeer grote. De wetenschap en de praktijk van luchtstroommanagement werd ontwikkeld, en vond meer ingang in datacenters. Voorheen was er een wildewestenbenadering, waarbij mensen gewoon de airconditioning lieten knallen.’

‘Koeloplossingen op water komen steeds meer voor, omdat ze minder elektriciteit verbruiken. De grote zorg in de jaren 2010, en de media-aandacht, ging naar CO2-uitstoot. De meeste nieuwe datacenters zijn veel efficiënter dan in het verleden. Ook al groeide de industrie dus exponentieel van 2000 tot 2020 in termen van de hoeveelheid computergebruik: de curve van het elektriciteitsgebruik steeg aanzienlijk minder dan men zou hebben gedacht. Maar dat was vóór AI.’

‘Ik wil de nieuwigheid van AI niet te veel benadrukken: het is in wezen gewoon rekenen op een andere schaal. Maar het passief opslaan van informatie op de server verbruikt veel minder energie dan het draaien van een groot taalmodel. Het vraagt een schaalvergroting van rekenwerk, een intensivering van bestaand gebruik van bronnen. Kortom: meer elektriciteit. En omdat er meer elektriciteit verbruikt wordt, komt er meer warmte vrij. En omdat er meer warmte vrijkomt, worden er meer water en andere koelmiddelen gebruikt. We zullen trouwens meer datacenters zien, ongeacht AI, omdat de digitale economie zich uitbreidt naar verschillende delen van de wereld.’

‘De mensen die zeggen dat het beter zal worden, hebben hun hoop gevestigd op twee zaken. Ten eerste denken ze dat de software beter wordt. Dat er manieren zijn om code efficiënter te laten werken qua bronnen en elektriciteitsgebruik. Er is geïnvesteerd in groene algoritmen. Dat is zeker veelbelovend, maar ze lossen het probleem van deze miljardenindustrie niet op.’

‘Het feit dat Microsoft en anderen hebben aangekondigd dat ze kerncentrales gaan kopen, is een teken. Tegen de mensen die optimistisch zijn, zeg ik: nee, groene algoritmen zullen ons niet redden. Want de mensen die de zakelijke beslissingen nemen over het kopen van kerncentrales, hebben veel meer informatie dan wij. Ze nemen weloverwogen beslissingen over hun toekomst en de winstgevendheid van een bedrijf. En het is een zeer risicomijdende industrie.’

‘Sommigen hopen zelfs dat AI zelf iets zal uitvinden dat ons hieruit zal halen. Dat is zeker mogelijk, maar er is geen bewijs dat dat gebeurt. Terwijl er wel bewijs is dat databedrijven dingen doen die ze nooit eerder deden, zoals overschakelen op kernenergie. Dat zegt dat ze verwachten dat ze zullen groeien. En ik denk dat je heel snel zult zien dat ze hun beloften om koolstofneutraal te worden zullen aanpassen.’

‘En water: 2021 was het eerste jaar dat Google zijn waterverbruik rapporteerde, en sinds 2022 begonnen AI-workloads echt op grote schaal te lopen. Zowel Google als Microsoft hebben toegegeven dat hun waterverbruik van 2021 tot 2022 met dertig tot veertig procent is toegenomen. Als die trend doorzet, zal CO2 het kleinste van onze problemen zijn.’

Hebben we een mogelijkheid om meer regels te maken? Zou dat helpen?

‘Het probleem met wetgevers is hetzelfde als met het publiek: ze begrijpen datacenters niet. Ik heb met senatoren gesproken, ik heb gesproken met mensen die overheidsinstanties vertegenwoordigen, en ze begrijpen niet hoe zo’n infrastructuur werkt. Ze geloven gewoon wat de bedrijven zeggen. Omdat ze niet weten hoe datacenters werken, weten ze niet wat ze moeten reguleren.’

‘Er zijn twee mogelijke strategieën. Een holistische data­centerwet in landen waar veel van deze multinationals zijn gevestigd, zoals de VS. Of de bestaande regelgeving aanpassen en uitbreiden met de bijzonderheden voor datacenters. Lokale politiek is daarin heel belangrijk. Mensen in Arizona vlakbij een datacenter hadden last van geluidsoverlast. Ze gebruikten hun lobbykracht om hun lokale overheid zover te krijgen dat ze een soort geluidsverordening voor datacenters aannamen, de eerste in haar soort. Het was geen totale overwinning. Het probleem werd niet volledig opgelost, maar er werd wel een nieuwe betrokkenheid gecreëerd.’

‘Landelijke politici voelen de urgentie niet omdat ze denken dat datacenters abstracte dingen zijn. Waarom zouden ze dit abstracte ding moeten reguleren? Je moet dit lokaal maken zodat het een zaak van politiek belang wordt. Wat dat betreft, is het net als met klimaatverandering: je moet de slachtoffers laten zien, de mensen die eronder lijden.’

‘Soms moet je ook de economie gebruiken. Een van de onwaarheden die rond datacenters wordt verkondigd, is dat ze enorme werkgelegenheid creëren en dat ze veel economische waarde toevoegen aan een gemeenschap. Ze kunnen economische waarde toevoegen aan een stààt omdat ze elk jaar miljoenen euro’s aan elektriciteit en water betalen.’

‘Maar in de hele stad Frankfurt leveren ze misschien maar twaalf banen op. Oké, dat is wat overdreven. In het begin, wanneer ze gebouwd worden, huren ze veel mensen in om te bouwen. Ze huren schoonmaakploegen in om het datacenter schoon te maken. Ze huren beveiligingsmensen in, soms lokaal, soms niet. Maar verder hebben ze een heel klein personeelsbestand van twaalf tot maximaal dertig mensen.’

Wat kunnen wij als gebruikers van deze systemen doen? 

‘Mensen hebben me al gevraagd: kan ik mijn gewoonten online veranderen om mijn ecologische voetafdruk te verkleinen? Ik geloof er niets van als mensen zeggen: dat YouTube-filmpje is drie ton koolstof als je het tien keer bekijkt. Er is geen enkele manier om dat juist te berekenen. Er zit een materiële voetafdruk aan wat we online doen, zeker. Maar door niet naar die ene video te kijken, verander je die niet.’

‘Vroeger zou ik hebben gezegd: een manier om je te verzetten tegen AI is het niet te gebruiken. Maar de bedrijven hebben het nu ingebouwd in alles wat mensen gebruiken en ze integreren het zo grondig dat het bijna onmogelijk is om niet in te stemmen met het gebruik ervan. Zo zorgen ze ervoor dat AI relevant blijft, zelfs als we het niet gebruiken. Op dit moment heeft elke gebruiker van Microsoft Office die er zich niet van bewust is er al mee ingestemd dat al hun toepassingen worden gebruikt voor AI-training. Het gebeurt op een enorme schaal die zijn weerga niet kent. Daar hangt een ecologisch prijskaartje aan vast.’

‘Ik denk dat mijn belangrijkste antwoord lokale politiek is, het organiseren in je eigen gemeenschap, het gebruik van people power, grassroots-mobilisatie om politieke verandering teweeg te brengen. Dat lijkt de beste manier.’