Het Einde van het Siliciumtijdperk: AI Herdefinieert de Wereldwijde Energievoorziening

De exponentiële groei van generatieve kunstmatige intelligentie (AI) stelt de traditionele 'silicium' rekenparadigma's zwaar op de proef, met name op het gebied van energieverbruik. Hoewel een gemiddelde aanvraag aan een groot taalmodel slechts ongeveer 0,3 wattuur lijkt te verbruiken, vertaalt dit zich bij miljarden dagelijkse verzoeken naar een gigantische elektriciteitsvraag.

De schaal van dit probleem wordt nog duidelijker wanneer we kijken naar generatieve modellen voor beeld en video. De energie die nodig is om slechts enkele seconden aan videocontent te creëren, kan vergelijkbaar zijn met wat een magnetron in een heel uur verbruikt. Dit illustreert de immense druk die AI uitoefent op bestaande energienetten.

Deze toename in energiebehoefte concentreert zich voornamelijk in datacenters. De vermogensdichtheid per rack stijgt daar al van de gebruikelijke 10–15 kW naar maar liefst 50–70 kW. Deze verschuiving legt een extra last op de elektriciteitsnetwerken en onderstations van grote steden, waaronder Moskou, zeker in combinatie met de elektrificatie van transport en andere groeiende belastingbronnen.

Deskundigen waarschuwen dat de ongecontroleerde opkomst van deze 'AI-boerderijen' kan leiden tot ernstige lokale overbelastingen als er geen passende maatregelen worden genomen.

Zowel overheden als bedrijven zijn gedwongen om naar nieuwe energieoplossingen te zoeken om de onverzadigbare 'honger' van AI te stillen, terwijl ze tegelijkertijd hun ecologische doelstellingen moeten blijven nakomen. Westerse techgiganten hebben al geëxperimenteerd met onconventionele methoden. Een project waarbij servers onder water werden geplaatst om te profiteren van de natuurlijke koeling van de oceaan, stuitte bijvoorbeeld op problemen met versnelde corrosie en hoge operationele kosten.

Ondertussen proberen grote spelers als Google en Amazon hun datacenters over te schakelen op hernieuwbare energiebronnen. De realiteit is echter dat de toename in de vraag naar AI-berekeningen de snelheid van de implementatie van groene energieopwekking simpelweg overtreft.

Op regelgevend vlak springt Europa eruit, aangezien AI en datacenters al stevig verankerd zijn in de klimaatagenda. Met de EU AI Act worden ontwikkelaars van de meest geavanceerde modellen verplicht om het energieverbruik tijdens de trainings-, fine-tuning- en operationele fasen nauwkeurig te documenteren. Dit maakt energie-efficiëntie tot een formeel beoordelingscriterium voor deze technologieën.

Deze ontwikkelingen worden aangevuld door de Energie-efficiëntie Richtlijn. Deze vereist een openbaar register van alle datacenters met een vermogen van meer dan 500 kW, inclusief gedetailleerde informatie over het energieverbruik, het aandeel hernieuwbare energiebronnen (Hernieuwbare Energiebronnen, HEB) en de PUE-waarde (Power Usage Effectiveness).

Bovendien zorgt het Ecodesign-reglement ervoor dat de minst efficiënte servers en opslagsystemen van de Europese markt worden geweerd. Dit betekent dat het 'einde van het siliciumtijdperk' gepaard gaat met een strenge selectie, niet alleen op basis van rekenkracht, maar ook op basis van de specifieke energie-intensiteit.

Wat betreft Rusland bevinden experts de energiesector in een unieke positie. Enerzijds is er de uitdaging van verouderde infrastructuur en het risico op overbelasting. Anderzijds beschikt het land over aanzienlijke, onderbenutte capaciteit bij kerncentrales en potentieel uit geassocieerd aardgas (PAG).

De voorgestelde strategie is om datacenters dichter bij grote energieopwekkers te bouwen, met name kerncentrales. Dit heeft twee duidelijke voordelen: het vermindert transmissieverliezen en maakt gebruik van relatief 'schone' elektriciteit voor de rekenintensieve taken.

Een aanvullende reserve wordt gezien in de ontwikkeling van gasturbinecentrales die draaien op PAG in afgelegen gebieden. Dit zet een voorheen verspilde grondstof om in een directe energiebron voor AI-clusters en hun ondersteunende infrastructuur.

Tegelijkertijd verschuift de focus van louter 'ruwe capaciteit' naar het verbeteren van de efficiëntie van de digitale infrastructuur zelf. De PUE-metriek wordt cruciaal voor datacenters. De beste faciliteiten ter wereld bereiken waarden rond 1,15 dankzij nauwkeurige planning, digitale tweelingen, adaptieve bedrijfsmodi en geavanceerde koelsystemen.

Waterkoeling voor servers en GPU's komt hierbij steeds meer in beeld; een techniek die al in China wordt toegepast, maar in Rusland nog slechts sporadisch voorkomt. Op softwareniveau worden methoden ontwikkeld om AI-modellen te 'comprimeren' en slechts een deel van de parameters te activeren. Dit vermindert de afhankelijkheid van GPU's en verlaagt het energieverbruik zonder merkbaar kwaliteitsverlies voor de meeste toepassingen.

Een ander belangrijk discussiepunt betreft de markt- en regelgevingsprikkels die deze nieuwe orde moeten verankeren. Analisten waarschuwen dat als Rusland geen hoge energie-efficiëntie in AI-oplossingen kan aantonen, dit een belemmering kan vormen voor toegang tot internationale markten en financiering. Westerse financiële instellingen richten zich immers steeds meer op ESG-criteria (Environmental, Social and Governance) en zijn bereid steun te beperken voor projecten die inefficiënte, 'vuile' technologieën gebruiken.

Als reactie hierop stellen experts voor om subsidies en belastingvoordelen voor datacenterontwikkelaars te koppelen aan bewezen efficiëntie, onder meer via BIM-modellen (Building Information Modeling) en digitale tweelingen, om een puur formele benadering van groene initiatieven te voorkomen.

Tot slot wordt de nieuwe energie-economie rond AI niet louter gezien als een kwestie van kilowatturen, maar als een kans om de stedelijke omgeving te herstructureren. Een voorbeeld is de integratie van datacenters met 'city farms': de restwarmte van de GPU's wordt gebruikt om verticale kassen te verwarmen, waardoor metropolen van verse producten worden voorzien zonder lange logistieke ketens.

De implementatie van dergelijke projecten vereist nieuwe standaarden, stedenbouwkundige voorschriften en samenwerkingsmechanismen tussen IT-bedrijven, agro-industrie en ontwikkelaars. Voorstanders geloven dat deze aanpak tegelijkertijd de koolstofvoetafdruk kan verkleinen, werkgelegenheid kan creëren en de stedelijke veerkracht kan vergroten. In deze context wordt het 'einde van het siliciumtijdperk' begrepen als de overgang naar een tijdperk waarin berekeningen, energie en stedelijke infrastructuur als één nauw verbonden systeem evolueren.