Kunstmatige intelligentie is een echte waterslurper

Cognito timor vincit, kennis overwint angst, luidt het motto van The Dalles (in krakkemikkig Latijn), een stadje in het uiterste noorden van de Amerikaanse staat Oregon. Milieuactivisten, boeren en inheemse Amerikanen wilden dat motto wel eens testen toen ze twee jaar geleden cijfers opvroegen over de hoeveelheid water die de datacentra van Google gebruikten. Er stonden er al drie en de techgigant wilde er twee bijbouwen. Bleef er wel genoeg water over?

Het stadsbestuur weigerde informatie te verstrekken en overwoog zelfs naar de rechter te stappen. Zo ver kwam het niet en de cijfers werden alsnog gepubliceerd. Wat bleek? Google soupeerde liefst een kwart van al het drinkwater op dat The Dalles produceert. Toch is de bouw doorgegaan. Het stadje kan de 125 miljoen dollar aan lokale belastingen die Google de komende twintig jaar betaalt niet missen.

Datacentra blijken behalve stroomvreters ook enorme waterslurpers te zijn. Indirect door het koelwater voor de elektriciteitscentrales die de stroom leveren, maar vooral direct door het eigen koelwater dat de hitte van de gigantische, permanent draaiende servers moet afvoeren – waarvan overigens het grootste deel (vervuild) terugvloeit en een kleiner deel verdampt. Bedrijven als Google en Microsoft zijn zich daarvan bewust en doen er alles aan om hun watergebruik te reduceren.

„We streven ernaar om in 2030 gemiddeld 120 procent van het zoetwatervolume dat we verbruiken in onze kantoren en datacentra aan te vullen, en de waterkwaliteit en gezondheid van ecosystemen in de wereld te helpen herstellen en verbeteren”, schrijft Google in zijn milieujaarverslag. Microsoft stelt zich een vergelijkbaar doel: „Netto waterpositief zijn [betekent] dat we het waterverbruik in al onze activiteiten zullen verminderen, meer water zullen aanvullen dan we gebruiken, mensen over de hele wereld toegang zullen bieden tot water en sanitaire voorzieningen, innovatie zullen stimuleren.”

‘Gedurfd’

Google noemt de ambities „gedurfd”, vanwege de snelle groei van het bedrijf zelf en de toenemende mondiale vraag naar water. Het International Resource Panel waarschuwde al eens dat in 2030 de helft van de wereldbevolking geconfronteerd wordt met ernstige ‘waterstress’ als er niet snel iets verandert. Investeringen in waterbeheer moeten vervijfvoudigd worden, tot 200 miljard dollar per jaar.

De waterconsumptie van Google en Microsoft is, ondanks hun goede bedoelingen, alleen maar toegenomen. Boosdoener is de snelle ontwikkeling van kunstmatige intelligentie (AI), die een gigantische rekencapaciteit van computers vraagt. Bij Google groeide het watergebruik in 2022 met 20 procent, bij Microsoft zelfs met 34 procent. Compensatieprojecten om water aan te vullen – denk aan een waterzuiveringsinstallatie in een ontwikkelingsland – vallen in het niet bij die groei: Google leverde een miljoen kubieke meter water terug, maar had vijf miljoen kubieke meter extra nodig.

Volgens een in oktober gepubliceerd onderzoek van de Amerikaanse Cornell Universiteit heeft AI in 2027 4,2 tot 6,6 miljard kubieke meter water nodig. Dat is vier tot zes keer de jaarlijkse hoeveelheid van een land als Denemarken.

Onomkeerbaar

Stoppen dan maar met AI? Dat zou jammer zijn. Want AI kost niet alleen water, het kan worden ingezet om water te besparen. Ook kan AI klimaatverandering – een van de grootste risico’s voor de beschikbaarheid van water – helpen voorkomen.

Een paar voorbeelden. Met kunstmatige intelligentie worden lekken in waterinfrastructuur gedetecteerd, risico’s voor waterkwaliteit in kaart gebracht en vallen calamiteiten te voorspellen – en dus te voorkomen. In de landbouw kan AI helpen bij het bepalen van zaai- en oogsttijden en het beste moment voor irrigatie. En AI kan piloten helpen vliegroutes te vinden die minder condensstrepen veroorzaken – een belangrijke oorzaak van klimaatschade in de luchtvaart.

Lees ook: Aartsvijand van crypto richt zich nu op AI: ‘Iedereen lijkt in paniek’

Marc Bierkens, hoogleraar geografische hydrologie in Utrecht en onderzoeker bij kennisinstituut Deltares, ziet in zijn vakgebied dan ook een snelle toename van het gebruik van AI. „Onze hydrologische modellen kosten veel computerkracht en zijn nogal log”, legt hij uit in een videogesprek. „Met AI kun je dieper inzoomen en de modellen ijken op wat we waarnemen.”

Traditionele modellen zijn goed in het schetsen van een algemeen beeld, maar weten zich niet goed raad met extremen, legt Bierkens uit. „In Utrecht doen we onderzoek naar het zuurstofgehalte in oppervlaktewater, en de gevolgen voor vissen. Dan wil je ook kijken naar water met een extreem laag zuurstofgehalte. Daar zijn de modellen niet erg goed in en dus vullen we die aan met AI-methodes.”

Datzelfde geldt ook voor verbetering van complexe watersystemen, vertelt Bierkens. „Simpel voorbeeld: aan een meer ligt een stad met daaromheen landbouw en recreatie. Hoe verdeel je de beperkte hoeveelheid water optimaal tussen alle sectoren, waarbij je rekening houdt met economische en sociale effecten, met kleine gebruikers die gemakkelijk buiten de boot vallen? Daarbij kan AI heel behulpzaam zijn.”

Ook is AI goed in modelleren van menselijk gedrag. Bierkens: „Fysische vergelijkingen over grondwater, vervuiling en wat de instraling van de zon doet met de watertemperatuur, die hebben we wel. Maar de reactie van boeren op nieuw beleid, of het accepteren van innovaties, laat zich minder gemakkelijk in dat soort vergelijkingen vatten. Met big data en een AI-achtige methode kun je menselijk gedrag nabootsen en beter voorspellen.”

Milieurisico

Volgens Bierkens moet het watergebruik van AI niet worden overschat. „Zes miljard kubieke meter – dat is 6 kubieke kilometer – is niet niks, maar vergeleken bij de 4.000 kubieke kilometer die de mensheid mondiaal gebruikt, waarvan twee derde voor irrigatie, ook weer niet zo veel.”

Maar zeker op lokaal niveau kan de wateronttrekking volgens hem groot zijn en de milieuschade behoorlijk. Datacentra gebruiken hun koelwater meerdere keren, maar na verloop van tijd is het te zout en wordt het geloosd, met alle gevolgen van dien. Dat water is relatief warm en ook die thermische vervuiling veroorzaakt schade aan ecosystemen.

Hoe kijkt ChatGPT, de populaire taalbot van OpenAI en Microsoft, zelf naar zijn vervuiling? Het programma erkent desgevraagd de risico’s, maar benadrukt vooral de voordelen – ook voor milieuvraagstukken. Na wat extra vragen concludeert ChatGPT dat overheden via streng reguleren „een cruciale rol kunnen spelen bij het verzachten van de milieu-effecten van AI en het bevorderen van de ontwikkeling van duurzame technologieën voor de toekomst”. Volgens het Amerikaanse onderzoek gebruikte ChatGPT voor dit antwoord ongeveer een halve liter water.