Enorme hoeveelheden water en energie: AI heeft een flinke impact op onze planeet

Het Internationaal Energieagentschap (IEA) voorspelt dat het elektriciteitsverbruik van datacenters, AI en cryptomunten tegen 2026 zal verdubbelen.

Taylor Vick / Unsplash

Artificiële intelligentie (AI) ontwikkelt zich in een razend tempo, waardoor ook druk op de grote techbedrijven groeit om de milieu- en klimaatimpact ervan aan te pakken. Want die is groot: AI vereist enorme hoeveelheden energie en water.

Techreuzen zoals Amazon, Google en Microsoft beloven wel dat ze de klimaatcrisis zullen helpen aanpakken, maar volgens experts doet de sector niet genoeg om het stijgende verbruik van elektriciteit en water te beperken. Het Internationaal Energieagentschap (IEA) voorspelt dat het elektriciteitsverbruik van datacenters, AI en cryptomunten tegen 2026 zal verdubbelen.

Waarom vereist AI steeds meer energie?

De ontwikkeling van AI vereist meer computerkracht, en dat wordt nog versterkt door de ontwikkeling van nieuwe consumentenproducten.

In februari 2023 kondigde Google de AI-tool Bard aan, die naar verwachting miljarden gebruikers zal bereiken. En Microsoft voegt een knop toe aan alle toekomstige Windows-toetsenborden voor zijn AI-instrument Copilot.

‘De vraag naar elektriciteit van zoekmachines zoals Google zou kunnen vertienvoudigen als AI er volledig in wordt geïmplementeerd’, stelt het IEA-rapport.

Nog volgens het IEA hebben Amazon, Microsoft, Google en Meta hun gecombineerde energieverbruik tussen 2017 en 2021 meer dan verdubbeld, tot ongeveer 72 terawattuur (TWh) in 2021.

‘De vraag naar elektriciteit van zoekmachines zoals Google zou kunnen vertienvoudigen als AI er volledig in wordt geïmplementeerd.’

Dat komt overeen met ongeveer een kwart van het totale energieverbruik in een land als Groot-Brittannië.

De zogeheten scope 2-broeikasgasemissies van Google - de uitstoot afkomstig van aangekochte stroom en verwarming - zijn in 2022 gestegen met 37 procent tegenover het jaar ervoor.

De wereldwijde ICT-sector stoot tussen 2 en 4 procent uit van de totale jaarlijkse CO2-uitstoot, stelt onderzoek door de Universiteit van Lancaster in 2020.

‘Hoe je het ook bekijkt, als de sector de bredere klimaatverplichtingen van het Klimaatakkoord van Parijs wil nakomen, zal hij het roer moeten omgooien en de uitstoot moeten verminderen’, schrijft Anne Pasek, een technologie- en klimaatonderzoeker aan de Trent University in Canada. ‘Daarvoor moeten normen en gewoonten veranderen, zowel voor consumenten als spelers in de industrie.’

Hoeveel water gebruikt Big Tech?

De ontwikkeling van AI door de techsector leidt ook tot een enorme toename in waterverbruik. Bij de training van modellen worden enorme hoeveelheden gegevens ingevoerd in algoritmen die Large Language Models (LLM’s) worden genoemd. Die hebben een enorme computerkracht nodig en dus ook zeer krachtige hardware.

In het laatste milieurapport van Google staat dat het bedrijf in 2022 zo’n 21 miljard liter water nodig had. Dat is 4,9 miljard liter meer dan in 2021, en 8,3 miljard liter meer dan in 2020. Het waterverbruik van Google in 2022 is vergelijkbaar met die van een stad als Londen in tien dagen.

Microsoft verbruikte in 2022 bijna 6,4 miljard liter water voor zijn activiteiten, een stijging met zo’n 34 procent ten opzichte van 2021.

Alleen al het trainen van GPT-3, het taalmodel dat werd gebruikt om ChatGPT van het bedrijf OpenAI aan te drijven, verbruikte 700.000 liter schoon zoet water in de Amerikaanse datacenters van Microsoft. Dat blijkt uit onderzoek van de Universiteit van Californië.

‘Voor een eenvoudige conversatie van zo’n twintig tot vijftig vragen en antwoorden moet ChatGPT een fles water van een halve liter “drinken”, afhankelijk van wanneer en waar ChatGPT wordt ingezet’, schreven de onderzoekers. Die cijfers zullen waarschijnlijk meerdere malen toenemen voor de onlangs gelanceerde GPT-4, die een aanzienlijk groter model heeft.’

Voorraden slinken

Het intensieve watergebruik van de tech-industrie komt op een moment dat de wereldwijde vraag stijgt en de voorraden slinken.

Het intensieve watergebruik van de tech-industrie komt op een moment dat de wereldwijde vraag stijgt en de voorraden slinken.

De Verenigde Naties hebben voorspeld dat de behoefte aan water in 2030 zo’n 40 procent groter zal zijn dan het aanbod. Ze schatten dat het aantal mensen in steden met waterschaarste zal stijgen van 930 miljoen in 2016 tot tussen 1,7 en 2,4 miljard in 2050.

Google is van plan om een datacenter te bouwen in de Uruguayaanse hoofdstad Montevideo. Maar gevreesd wordt voor de impact op het waterverbruik in een land dat nu al te kampen heeft met de ergste droogte in 74 jaar.

Een woordvoerder van de zoekgigant laat weten dat het ‘datacenterproject zich nog in de verkennende fase bevindt en dat de technische afdeling actief werkt aan een manier om dit in goede banen te leiden, met de steun van de nationale en lokale autoriteiten.’

Mogelijke oplossingen

Het gebruik van AI zal mogelijk afnemen als bedrijven klaar zijn met experimenteren met nieuwe tools zoals ChatGPT, zegt Ayse Coskun, technisch ingenieur aan de Universiteit van Boston. Vervolgens kunnen ze bepalen voor welke taken complexe modellen nodig zijn en waar eenvoudigere modellen volstaan.

‘Mensen zijn daarover aan het nadenken: heb ik echt een voorhamer nodig om op een kleine spijker te slaan?’

Ook efficiëntieverbeteringen en regelgeving zullen cruciaal zijn om het wereldwijde verbruik van AI terug te dringen, zeggen deskundigen. De Europese Commissie bijvoorbeeld verplicht datacenters om hun energieverbruik en uitstoot te rapporteren.

China verplicht alle overheidsorganisaties die bezig zijn met tech om tegen 2032 volledig op hernieuwbare energie te draaien. Het Amerikaanse ministerie van Energie gaat op haar beurt de ontwikkeling van efficiëntere halfgeleiders (belangrijke componenten van computers) financieren.

Toch zijn er misschien meer radicale benaderingen nodig om ervoor te zorgen dat techbedrijven groeien in overeenstemming met de klimaatdoelen, zeggen experts.

‘We moeten energie-efficiëntie en een lagere CO2-voetafdruk niet langer zien als een “toegevoegde waarde”, maar als een cruciaal onderdeel van elk computersysteem, vooral voor grootschalige datacenters’, zegt Coskun. ‘Bedrijven moeten verantwoording afleggen, en we hebben meer innovatie nodig en transparantere rapportage om het hele energiesysteem te optimaliseren.’

Dit artikel is oorspronkelijk verschenen bij IPS-partner Thomson Reuters News Foundation.