In jaren 1960 kwam de verwerking van digitale informatie helemaal op dreef, aangejaagd door de honger naar inlichtingen tijdens de Koude Oorlog. De zogeheten ‘wet van Moore’ dicteert dat microchips elke twee jaar in snelheid verdubbelden, waardoor kosten daalden en machines die ooit hele kamers vulden steeds kleiner werden. Tegenwoordig is je smartphone – waarop je misschien dit artikel leest – miljoenen keren krachtiger dan de computer die de Apollo-missies op de maan deed landen.
Die enorme supercomputers zijn verdwenen, maar de uitbreiding van de cloud en het internet der dingen (internet of things), dat alle apparaten via het internet verbindt, zijn de reden waarom steeds meer computerprocessors moeten communiceren met datacenters over de hele wereld. Zelfs simpelweg naar beneden scrollen door dit artikel activeert communicatie die misschien aan de andere kant van de wereld door een datacentrum passeert.
Datacenters kunnen in grootte variëren van kleine kastjes tot “hyperscale” opslagplaatsen ter grootte van een stadion. Binnenin bevinden zich computers die servers worden genoemd en die de software, de apps en de websites ondersteunen die wij elke dag gebruiken.
Eind 2020 waren er 597 van zulke hyperscale datacenters in gebruik (39 procent in de VS, 10 procent in China en 6 procent in Japan), een stijging met bijna de helft sinds 2015. Amazon, Google en Microsoft benutten meer dan de helft van die centra en nog eens 219 stuks bevinden zich in verschillende stadia van planning.
Energievreters
De datacenters waren vorig jaar goed voor ongeveer 1 à 2 procent van de wereldwijde elektriciteitsvraag. Al die verwerkingskracht wekt veel warmte op en datacenters moeten koel blijven om schade te voorkomen. Sommige bedrijven zetelen daarom op berglocaties waar koele lucht in overvloed is. Microsoft heeft de koude meren van Schotland ingezet om te experimenteren met datacenters onder water. In de VS gaat tot 43 procent van de elektriciteit van datacenters louter naar de koeling.
Die energie gaat naar koelwater dat ofwel in de lucht wordt verneveld en zo langs de servers stroomt, ofwel wordt verdampt om warmte van de servers weg te leiden. Er is niet alleen energie nodig om het water te koelen: het water dat verdampt, gaat ook verloren, tenzij het systeem specifiek ontworpen is als een gesloten kringloop.
In een relatief klein datacentrum van 1 megawatt (dat genoeg elektriciteit gebruikt om duizend gezinnen van stroom te voorzien) zouden die traditionele manieren van koeling 26 miljoen liter water per jaar verbruiken.
De meeste beheerders van datacenters richten zich op het waterverbruik voor koeling, maar de grootste bron van watergebruik is eigenlijk elektriciteitsproductie. Water wordt verwarmd om stoom te genereren die een turbine laat draaien waardoor er elektriciteit wordt opgewekt. Ook fossiele brandstoffen en kernenergie verbruiken allemaal water, en zelfs waterkracht gaat gepaard met een zeker waterverlies uit de reservoirs.
De transitie naar duurzame energie is belangrijk om zowel de water- als de CO2-voetafdruk van onze data te verkleinen. Tegen 2030 zouden wind- en zonne-energie het waterverbruik voor stroomopwekking met de helft kunnen verminderen in het Verenigd Koninkrijk, met een kwart in de VS, Duitsland en Australië, en met een tiende in India.
Waterstress
De vraag naar water ligt ingewikkelder dan de ecologische voetafdruk van datacenters. Nuluitstoot bereiken is een redelijk doel, maar nul-water is niet per se de juiste keuze. Consumptiedoelen hebben meer context nodig.
Sommige datacenters bevinden zich immers in regio’s met veel en gemakkelijk bereikbaar water, zonder dat er sprake is van concurrentie met andere gebruikers. Andere centers liggen soms in droogtegebied of zijn minder vlot bereikbaar door slechte infrastructuur.
Voor elk datacenter moet dus rekening worden gehouden met de regionale waterstress, niet alleen in relatie tot het water dat wordt gebruikt voor de koeling ter plaatse, maar ook het water in de elektriciteitscentrales, nodig om elektriciteit te produceren voor het datacenter.
Een recent Amerikaans onderzoek toonde bijvoorbeeld aan dat het westen van de VS meer waterstress heeft dan het oosten en dat elektriciteit in het zuidwesten meer waterintensief is, vanwege het gebruik van meer waterkracht. Toch zijn er in het westen en zuidwesten meer datacenters.
Het verzet begint te groeien, zelfs als nieuwe projecten worden goedgekeurd. In de VS zien we protest van lokale gemeenschappen tegen nieuwe datacenters, misschien wel de reden waarom Google in het verleden het gebruik van water als een handelsgeheim behandelde. Soortgelijke zorgen leidden tot een tijdelijk verbod op nieuwe datacenters in Nederland, terwijl Frankrijk bezig is met nieuwe wetten om meer transparantie te eisen.
We waarderen water onvoldoende
Bedrijven nemen het waterrisico niet mee in hun berekeningen bij de keuze van locaties voor nieuwe datacenters. Een lagere prijs betekent niet noodzakelijk een lager risico. Toen Microsoft zijn watervoetafdruk beoordeelde in een datacenter in San Antonio, Texas, ontdekte het bedrijf dat de werkelijke kosten van water elf keer hoger lagen dan wat het betaalde.
Dit is vergelijkbaar met de CO2-voetafdruk. We onderschatten of negeren de kosten die verband houden met de uitstoot van broeikasgassen, en de effecten zijn niet min. CO2 en water zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, en klimaatverandering slaat nu al toe op droogtegevoelige gebieden over de hele wereld.
De eerste stap is transparantie. Bedrijven als Microsoft en Facebook geven al vaker een inkijk in hun watergegevens, maar anderen staan nog nergens. Elke operator moet zijn plannen over waterefficiëntie publiceren en die staven met relevante gegevens over de regionale situatie.
De meeste verantwoordelijken van datacenters hebben de boodschap begrepen dat ze hun voetafdruk moeten verkleinen en overschakelen op hernieuwbare energie. We zien regelmatig nieuwe projecten met netto-uitstootdoelen. Nu moet er een soortgelijke beweging komen voor het gebruik van water.
Deze opinie is oorspronkelijk verschenen bij IPS-partner The Conversation.
