De opmars van AI-datacenters: You ain’t seen nothing yet!

Wekenlang zaten beleggers bibberend achter hun met data gevulde beeldschermen: zouden de ongekende koersstijgingen in de Amerikaanse AI-bedrijven tot een einde komen? Néé, maakte het Amerikaanse Microsoft deze week duidelijk. Het heeft maar liefst 678 miljard dollar aan toekomstige omzet in de pijplijn. Prompt lichtten de dollartekens in de ogen van de beleggers weer op. Gevolg: de keerzijde van deze bubbel blijft onderbelicht, zijnde alsmaar schaarser wordende water en energie. 

Microsoft heeft de afgelopen twaalf maanden maar liefst 88 nieuwe datacenters geopend. ‘De vraagsignalen in de hele portfolio’, dat wil zeggen de vraag naar rekenkracht is zo groot, dat op dit moment maar liefst 678 miljard dollar aan toekomstige omzet in de pijplijn zit, vertelde CFO Amy Hood aan beleggers en analisten. Een aanzienlijk deel daarvan komt voor rekening van de eigen AI-dienst OpenAI.

Dat bleek uit een toelichting op het op 30 juni geëindigde boekjaar 2026. Het concern boekte in zijn vierde kwartaal een omzetstijging van 18 procent naar 90 miljard dollar De nettowinst steeg met 31 procent naar 35,8 miljard. De grote winstmotor is de eigen clouddienst Azure. Het bedrijfsonderdeel Intelligent Cloud, waar de dienst onder valt, boekte 39,3 miljard dollar aan kwartaalomzet - een stijging van maar liefst 32 procent. Op jaarbasis boekte Azure voor het eerst ‘meer dan 100 miljard dollar’ aan omzet.

Analisten en beleggers maken zich vooral druk over de vraag, die wereldwijd zo groot is, dat men vreest dat de chipfabrikanten de tekorten aan geheugenchips en andere componenten niet op tijd weet voeden. Bij Microsoft gaat maar liefst tweederde van de kapitaaluitgaven naar kortlopende activa, waar de AI-chips onder vallen.

In totaal heeft Microsoft inmiddels 10,4 miljoen vierkante meter aan bedrijfsruimte - hetgeen neerkomt op ongeveer 1457 voetbalvelden. Die velden liggen liggen verdeeld over de Verenigde Staten, India, China, Ierland, Zweden en Nederland. De datacentercampus van het Amerikaanse bedrijf in Nederland ligt in Middenmeer, in de gemeente Hollands Kroon. Microsoft  zou daarmee 1 procent van alle Nederlandse stroom gebruiken, aldus de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO). Andere buitenlandse partijen, zoals Google, willen niet zeggen wat hun beslag op het stroomnetwerk in Nederland is. 

De vraag naar AI- en iCloud-diensten is zo groot dat er - in het geval van Google/Meta - zorgen zijn over de investeringen die nodig zijn om de vraag te kunnen beantwoorden. In de media wordt erop gewezen dat veel AI-bedrijven deze investeringen (beter gezegd schulden) buiten de balans houden. Maar anders dan Google heeft Microsoft geen negatieve kasstroom als gevolg van de grote investeringen in AI. Wel heeft het bedrijf zijn dividenduitkering aan aandeelhouders verlaagd: van 48,7 miljard dollar in het boekjaar 2024-2025, zijnde 44,3 procent van de winst, naar 36,4 procent in 2025-2026. In het verlengde van deze mededeling spoot het aandeel Microsoft met meer dan 20 procent omhoog. 

Rupsje nooitgenoeg 

Afgelopen week werd de debetzijde van deze technologische revolutie, zijnde de watercrisis en de energietekorten die er het gevolg van zijn, vrijwel niet in de publiciteit besproken. Door klimaatverandering, overgebruik en historisch te ruime waterrechten worden rivieren en grondwatervoorraden sneller uitgeput dan ze zich kunnen herstellen. Tegelijkertijd leidt de snelle bouw van chipfabrieken en datacenters tot een nieuwe, zeer kapitaalkrachtige vraag naar water. Het waterverbruik van AI zit bovendien niet alleen in de koeling van servers: ook de elektriciteitscentrales die datacenters van stroom voorzien gebruiken grote hoeveelheden water. Daardoor reikt de feitelijke watervoetafdruk van AI veel verder dan het datacenter zelf, zo schrijft de auteur Atlas in zijn artikel Running Dry op het platform Substack. 

De schaarste is een heus verdelingsconflict geworden. Volgens Atlas hebben overheden economisch gezien een sterke prikkel om schaars water toe te wijzen aan chipfabrieken en digitale infrastructuur, omdat die per liter meer economische waarde, banen en geopolitieke invloed opleveren dan landbouw. Dat kan echter betekenen dat boeren, woningbouw en lokale gemeenschappen worden verdrongen door de technologische sector. 

Tegelijk worden waterrechten steeds meer opgekocht en verhandelbaar gemaakt, waardoor toegang tot water minder wordt bepaald door maatschappelijke noodzaak dan door kapitaal en bestaande eigendomsrechten. De dreigende tekorten zijn daarmee niet alleen fysiek, maar ook politiek en sociaal van aard: de AI-boom vergroot de vraag naar een eindige hulpbron en versterkt de macht van partijen die de toegang ertoe al controleren, aldus de analyse van Atlas op Substack.

Elektriciteitsgebruik 

Op dit moment bestaat er geen betrouwbare prognose over het aantal gebouwen dat AI- en techbedrijven hebben. Veel datacenters worden als grote, gefaseerde campussen ontwikkeld en een aanzienlijk deel van de aangekondigde projecten wordt uitgesteld of verkleind, door gebrek aan capaciteit.

De meest recente officiële Amerikaanse prognose komt op dit moment van het Lawrence Berkeley National Laboratory. Dat verwacht dat Amerikaanse datacenters in 2030 in het middenscenario van 649 TWh elektriciteit verbruiken, met een bandbreedte van 521 tot 843 TWh. Dat zou neerkomen op 9,5 tot 15,3 procent van alle Amerikaanse elektriciteit, met 11,8 procent als centrale raming. 

Ter vergelijking: in 2023 was dat nog 176 TWh, oftewel 4,4 procent. Het stroomverbruik kan in het middenscenario (!) dus bijna verviervoudigen. Het Internationale Energie Agentschap verwacht bovendien dat het elektriciteitsgebruik van specifiek op AI gerichte datacenters wereldwijd tussen 2025 en 2030 zal verdrievoudigen. Tegelijkertijd waarschuwt IEA dat tekorten aan netaansluitingen, transformatoren, geheugenchips en kapitaal de meest extreme groeiscenario’s voorlopig afremmen.

Voor de korte termijn is de feitelijke oplossing vooral: meer gascentrales, hernieuwbare energie, batterijen en eigen stroomproductie naast het datacenter. De IEA schat dat tegen 2030 ongeveer 15 tot 27 GW aan on-site gascentrales voor datacenters kan worden gebouwd, grotendeels in de VS. Het Amerikaanse ministerie van Energie koppelt op federale terreinen de bouw van datacenters daarom rechtstreeks aan nieuwe productie. Een extreem voorbeeld is het aangekondigde complex in Ohio, waar naast 10 GW datacentercapaciteit 10 GW productie moet verrijzen, waarvan minstens 9,2 GW op aardgas. Dat kan snel vermogen leveren, maar betekent dat de AI-expansie op korte termijn waarschijnlijk ook tot meer gasverbruik en uitstoot leidt. Bovendien becijfert de IEA dat een geïsoleerde gasvoorziening wegens de vereiste betrouwbaarheid 30 tot 70% moet worden overgedimensioneerd.

Voor de langere termijn zetten technologiebedrijven zwaar in op kernenergie en geothermie. Microsoft ondersteunt de geplande herstart van een kernreactor van 835 MW in Pennsylvania. Google wil vanaf 2030 stroom afnemen van een eerste geavanceerde reactor en uiteindelijk tot 500 MW laten groeien. Meta heeft overeenkomsten aangekondigd die tot 6,6 GW bestaande en nieuwe kernenergie kunnen ondersteunen tegen 2035; Amazon wil via kleine modulaire reactoren meer dan 5 GW mogelijk maken tegen 2039. Deze projecten kunnen uiteindelijk stabiele, koolstofarme stroom leveren, maar de meeste nieuwe reactoren komen te laat om het tekort in de periode 2026–2030 op te lossen.

Een derde deel van de oplossing is dat datacenters zich flexibeler tegenover het net moeten gaan gedragen. Trainingstaken kunnen soms worden verschoven naar uren of regio’s met meer beschikbare stroom; batterijen kunnen de snelle schommelingen van AI-servers opvangen; en datacenters kunnen een niet-gegarandeerde aansluiting accepteren in ruil voor een snellere netverbinding. De IEA verwacht wereldwijd 20 tot 25 GW aan batterijopslag bij datacenters tegen 2030 en adviseert expliciet vraagrespons en flexibele aansluitcontracten. De Amerikaanse federale toezichthouder FERC werkt ondertussen aan hervormingen om zeer grote stroomgebruikers sneller, maar onder strengere voorwaarden op het transmissienet aan te sluiten.

En het water?

Wat het water betreft, zijn ook hier de vooruitzichten fors. Amerikaanse datacenters verbruikten in 2023 naar schatting ongeveer 66 miljard liter water rechtstreeks, voornamelijk door verdamping bij de koeling. Voor 2028 lag de officiële prognose op ongeveer 140 tot 280 miljard liter per jaar. Het totaal is kleiner dan dat van de landbouw, maar de gevolgen kunnen lokaal zeer groot zijn omdat datacenters geconcentreerd worden gebouwd en sommige groeiregio’s al met droogte of overbelaste waterleidingen kampen.

De belangrijkste technische reactie is gesloten vloeistofkoeling direct op de chips, eventueel gecombineerd met droge luchtkoeling. Microsoft zegt dat zijn nieuwe ontwerp geen water laat verdampen voor de koeling en per datacenter meer dan 125 miljoen liter per jaar kan besparen. Het water circuleert in een gesloten circuit; de eerste Amerikaanse locaties met dit ontwerp moeten vanaf eind 2027 online komen. Meta past vergelijkbare gesloten systemen toe in nieuwe AI-datacenters. Daarnaast gebruiken bedrijven gezuiverd afvalwater in plaats van drinkwater en investeren zij in herstel van stroomgebieden. AWS en Meta streven ernaar in 2030 meer water aan de omgeving terug te geven dan hun datacenters rechtstreeks verbruiken.

Daar zit echter een belangrijke energie-waterafruil in. Verdampingskoeling gebruikt veel water maar relatief weinig elektriciteit; droge of mechanische koeling bespaart water maar kan de stroomvraag verhogen. Microsoft erkent zelf dat zijn waterloze ontwerp een beperkte stijging van het elektriciteitsgebruik veroorzaakt. Bovendien telt de waterbehoefte van de elektriciteitscentrales mee: een datacenter met weinig direct waterverbruik kan alsnog een grote indirecte watervoetafdruk hebben wanneer zijn stroom afkomstig is van waterintensieve thermische centrales. Onderzoek van Berkeley Lab laat zien dat het watergebruik van vergelijkbare digitale taken meer dan een factor 10.000 kan verschillen, afhankelijk van onder meer serverefficiëntie, stroommix, koelsysteem en locatie.

De waarschijnlijkste uitkomst is daarom geen volledige “oplossing”, maar een verschuiving van de knelpunten. In de komende jaren zullen AI-bedrijven hun groei veiligstellen door nieuwe stroomproductie naast bestaande datacenters te bouwen in Texas, Ohio, Wisconsin en andere gebieden waar meer ruimte en energie is. Bovendien zijn ze erop gericht om het directe waterverbruik technisch terug te dringen. Maar zonder strengere eisen die worden gesteld aan locatiekeuze, transparantie, betaling van net- en waterinfrastructuur en beperking tijdens droogte, kan efficiëntie de absolute groei niet bijhouden. De kern van het probleem is dat de infrastructuur sneller wordt gepland dan elektriciteitsnetten, centrales en watersystemen kunnen worden uitgebreid.

De paniek van 1873 revisited 

De topman van Microsoft, Satya Nadella, verwees recent in een gesprek met analisten nog wel naar de vrees dat er bij de AI-investeringen sprake is van bubbelvorming. Zo moesten AI-aandelen afgelopen maanden veel winststijgingen prijs geven. ‘We zijn allemaal het boek 1873 aan het lezen’, antwoordde hij met verwijzing naar het werk van financieel historicus Liaquat Ahamed. Dat gaat over De paniek van 1873, die deels veroorzaakt werd door speculatie in spooraandelen. ‘We weten dat er sprake is van een cyclus.’

Podcast met Satya Nadella: is AI the next 1873?