DIGITAL MIRROR: Waterstromen, datastromen

De term 'cloud' roept vanzelf een idee op van iets lichts en vluchtigs, terwijl zijn daadwerkelijke werking berust op een gigantische fysieke infrastructuur, met datacenters als kloppend hart. Allesbehalve gewichtloos, herbergen deze enorme, magazijnachtige gebouwen eindeloze rijen servers, routers en switches die dag en nacht onze data verwerken, opslaan en verzenden. Telkens wanneer we onze digitale metgezel aanspreken, maken we een waterval aan rekenprocessen in een datacenter, vol gezoem en hitte van duizenden rekenmachines.

Het is dan ook geen verrassing dat het draaien van zo'n faciliteit enorme hoeveelheden energie kost. Alleen al in de VS verbruiken datacenters evenveel elektriciteit als zeventien kerncentrales. De grootste boosdoeners achter deze torenhoge vraag zijn data-intensieve, cloud-gebaseerde diensten zoals sociale media, online apps, streamingdiensten en vooral de exponentiële groei van kunstmatige intelligentie (AI). Van chatbots zoals ChatGPT, beeldgeneratoren als Dall-E en de steeds meer op AI gebaseerde producten van Google, Microsoft en Meta, tot nieuwe AI-toepassingen binnen logistiek, financiën, geneeskunde of oorlogsvoering—ze draaien allemaal op energie-intensieve processen in datacenters om hun modellen te trainen en te laten draaien. Daarbij verwerken legio krachtige computers triljoenen datapunten om patronen te vinden in tekst en beeld, waarmee vervolgens meer of minder betekenisvolle content gegenereerd wordt. De benodigde hoeveelheid elektriciteit is verbijsterend en daardoor raken elektriciteitsnetten in landen met veel datacenters, zoals de VS, India en ook die Nederland, nu al overbelast.

Toch lijkt de energiehonger niet af te nemen: aangewakkerd door de huidige AI-hype zal de wereldwijde elektriciteitsvraag van datacenters de komende jaren meer dan verdubbelen, tot niveaus vergelijkbaar met landen als Japan. Nog erger is dat een groot deel van die elektriciteit nog steeds afhankelijk is van fossiele brandstoffen. En hoewel de vervuilende kant van anonieme serverracks 'minder zichtbaar is dan de rookpluimen van kolencentrales,' is hun ecologische voetafdruk aanzienlijk en groeiend, benadrukt AI-onderzoeker Kate Crawford in haar boek The Atlas of AI.

Welkom in het waterkasteel

Op zoek naar schonere energiebronnen en markten besloot de datacenterindustrie haar intrek te nemen op Zwitserse bodem. Het land in de Alpen, kenmerkt zich door spectaculaire bergen en overvloedige waterbronnen; een oase van beekjes, rivieren en meren die haar steile hellingen en rotsachtige landschappen doorkruisen. Deze constante waterstromen, gevoed door honderden gletsjers, vormen de ideale omstandigheden voor grootschalige waterkrachtproductie, waardoor Zwitserland niet alleen het 'waterkasteel van Europa' is, maar ook een schijnbaar 'onuitputbare alpine batterij' vol zogenaamde schone energie.

Aangetrokken door deze beschikbare waterkracht schieten datacenters nu als paddenstoelen uit de grond in Zwitserland. Google, Microsoft en Amazon hebben zich aangesloten bij het Zwitserse landschap, en ook nationale en internationale cloud-aanbieders vestigen zich er. Velen van hen tonen trots hun duurzaamheidscertificaten op hun websites, waarbij ze verklaren dat hun 'datacenter meer is dan alleen een plek voor data. Het is een toonbeeld van milieubescherming.' Tegelijkertijd verschijnen op Instagram beelden van groene dataclouds boven gletsjers, meren en watervallen, als promotie van 'de hoogste duurzaamheidsnormen.' Zwitserland, het nieuwe groene data-waterkasteel van de wereld?

In werkelijkheid tapt elk datacenter op Zwitserse 'groene energie' in op een monumentaal infrastructuurnetwerk dat al meer dan 150 jaar in ontwikkeling is—een tijd waarin waterkracht de enige weg was naar elektrificatie en industriële vooruitgang. Zonder fossiele brandstoffen zette Zwitserland zijn topografie in en hertekende het haar natte landschappen om het land van energie te voorzien: dammen werden gebouwd, rivieren gekanaliseerd en turbines geïnstalleerd. Aangedreven door energiehongerige industrieën en groeiende steden was tegen 1970 bijna 90% van de Zwitserse elektriciteit waterkrachtgebaseerd. Daarbij werden kleine riviercentrales aangevuld met recordbrekende alpiene megadammen, klaar om te figureren in een James Bondfilm. Op veel vlakken stuwde deze massale waterkrachtinfrastructuur Zwitserland voort in zijn versie van hydromoderniteit—een term van geograaf Erik Swyngedouw, die verwijst naar het inzetten van waterstromen om landschappen productief te maken en economische groei te verzekeren. Hier schept de 'vloeibare macht' van door de staat geleide waterinfrastructuur de belofte van eindeloze energie voor winstgevende initiatieven en nationale vooruitgang.

Vandaag de dag leeft de hydromoderniteit voort in Zwitserland—met maar liefst 188 dammen, waarvan er vele hoger zijn dan 100 meter, die miljarden liters regen- en smeltwater opslaan. Wanneer er energie nodig is, worden sluizen geopend en stroomt water met kracht naar beneden in reusachtige turbines die elektriciteit opwekken. Zo wordt bijna de helft van het Zwitserse 'witte goud' geproduceerd, wat zorgt voor een stabiele, goedkope energietoevoer voor burgers en bedrijven. Datacenters willen deze ogenschijnlijk schone en hernieuwbare energiebron maar al te graag gebruiken voor hun energieverslindende activiteiten. Daarbij geven hun AI-doordrenkte toekomstbeelden een update aan de Zwitserse hydromoderne eigen definitie: tegenwoordig stuwt het perfect beheerde water niet enkel de chemie- en metaalindustrieën van bovenmenselijke schaal, maar ook de eindeloos repeterende serverrekken van opkomende AI-supermachten. En hoewel de concrete gevolgen van die verstrengeling grotendeels geheim blijven, gaan ze gepaard met een veelvoud aan kosten. Dammen, als sleutelelement van deze energieproductie, spelen daarin een grote rol.

Anti-rivieren en datadammen

Wanneer dammen het verloop van rivieren naar hun hand zetten, worden het wat milieuwetenschapper Lisa Blackmore noemt de 'tegenpolen van rivieren,' omdat rivieren 'in verschillende volumes en intensiteiten stromen, maar altijd stromen.' Daarmee 'hebben ze een fluctuerende loop die op een hartslag lijkt.' En die hartslag is precies wat damstructuren veranderen en stilleggen.²

De Zwitserse overheid probeert weliswaar enkele gevolgen van deze verbroken ritmes te beperken, toch blijven de sociaal-ecologische effecten ernstig: voor de bouw van dammen worden lokale gemeenschappen verplaatst en landschappen gegoten in kilotonnen beton—een materiaal dat gepaard gaat met 'kalkwinning, massale zandontginning, uitstoot van schadelijke stoffen, puin en verwoesting.' Eenmaal gebouwd, blokkeren hun dikke muren het leven stroomafwaarts en brengen vispopulaties in gevaar, terwijl hun reservoirs zoetwater verliezen door verdamping. En alsof dat nog niet genoeg is, produceren de bassins ook methaan—een krachtig broeikasgas dat vrijkomt wanneer onderwatermicroben zich voeden met organisch materiaal dat zich op de bodem ophoopt.

Gezien deze verstrekkende gevolgen is het duidelijk dat waterkracht niet per definitie milieuvriendelijk is. Hydropower uitsluitend beschouwen als 'zonder uitstoot,' 'schoon' en daarom oneindig schaalbaar, houdt niet alleen een eindeloos extractieparadigma in stand, maar zal ons op termijn ongetwijfeld in de problemen brengen.

Toch presenteren Zwitserse datacenter-uitbaters zich als milieubewuste bedrijven die draaien op overvloedige 'duurzame' waterkracht. Tegelijkertijd worden de ecologische neveneffecten van hun exponentieel groeiende dataverbruik genegeerd. Neem bijvoorbeeld de zogenaamde hyperscalers: de nieuwste generatie datacenters waarvan de immense omvang plaats biedt aan duizenden servers en AI-klanten. Ze worden gepresenteerd als hyper-efficiënt en duurzaam, maar wat ontbreekt in de jubelverhalen is dat zo’n faciliteit net zoveel elektriciteit verbruikt als een stad, en dat de gloeiend hete servers worden gekoeld met enorme hoeveelheden verdampend zoet water. Om die benodigde 'groene energie' op te wekken, moeten de berglandschappen opnieuw worden aangepast, ingedamd en beschadigd.

En Zwitserland lijkt daartoe bereid. In 2021 kondigde de overheid vijftien nieuwe grootschalige waterkrachtprojecten aan om de stijgende energievraag te dekken. Veel dammen, bassins en centrales zullen tegen 2040 worden uitgebreid of nieuw gebouwd. Zelfs de iconische Matterhorn wordt niet gespaard: vlakbij de top is een dam van 85 meter gepland. Opnieuw laat de Zwitserse staat zijn 'vloeibare macht' gelden om economische vooruitgang met brute kracht af te dwingen. In ruil daarvoor zweven dataclouds boven Zwitserse dammen en bergtoppen, en ontstaan nieuwe vloeibare landschappen: waterstromen genereren datastromen, die op hun beurt financiële liquiditeit voortbrengen. Uiteindelijk wordt dit tot kapitaal geworden water geografisch herverdeeld naar steden en staten elders, ver weg van de uitgeputte brongebieden.

Cloud-storingen

Aan de horizon van die vloeibare landschappen doemt een ander probleem op: het waterkasteel droogt op. Door klimaatverandering zullen de meeste van Zwitserlands 1400 gletsjers tegen 2090 verdwenen zijn. Met veel minder water en veranderende piekstromen vanuit de Alpen zullen energiebedrijven hun productie per seizoen moeten aanpassen. Experts voorspellen dat het slinkende wateraanbod de conflicten over Zwitserse waterreserves zal verscherpen, met boeren en energiebedrijven in de frontlinie, beiden afhankelijk van grote hoeveelheden van deze kostbare bron.

In een leeglopend waterkasteel wordt één vraag urgent: wie mag er nog gebruikmaken van de resterende water- en energiestromen, vooral in tijden van schaarste? Op dit moment hoeven Zwitserse datacenters zich daarover geen zorgen te maken. Aangemerkt als 'kritieke infrastructuur' zouden hun hyperscale-faciliteiten niet geraakt worden door stroomrantsoenen. Omdat ze 'essentiële diensten' leveren aan ziekenhuizen en gemeenschappen, is de kans klein dat ze worden afgekoppeld. Maar wie hun portfolio's bekijkt, ziet dat ook minder levensnoodzakelijke diensten draaien op deze infrastructuren: autodealers, shoppingplatforms, generatieve AI-tools. Al deze partijen zijn verzekerd van een stabiele stroomvoorziening als de watervoorraad tot een dieptepunt zakt, terwijl de boeren in de bergen mogelijk hun bedrijf moeten opgeven en burgers een 2-minuten-douchelied mogen gaan zingen. De reden voor deze voorkeursbehandeling is duidelijk: datacenters zijn de ruggengraat van de digitale economie geworden. Ze leveren niet alleen essentiële diensten, maar genereren ook grote winsten.

Terwijl bedrijven racen om de infrastructuur voor AI-diensten te bouwen, moeten we ons afvragen wie er eigenlijk profiteert, betaalt of lijdt onder de groene wolken die het Zwitserse luchtruim vullen. Artistieke projecten zoals Cloud Calculator van Yang Su of Acid Clouds van Niels Schrader en Roel Backaert kunnen ons daarbij helpen, omdat ze de materiele sporen van virtuele data in kaart brengen en de aardse eigenschappen van digitale opslag zichtbaar maken. Dergelijk onderzoek helpt ons afstand te nemen van de retorische belofte van de cloud als gewichtloze metgezel en confronteert ons met de realiteit: een zware infrastructuur waarvan de energieverslindende werking 'diepe, materiele sporen' nalaat in geologische formaties en hydrologische cycli die het leven van rivieren, dieren, planten en mensen beïnvloeden. Alleen als we de cloud begrijpen als onderdeel van bredere sociaal-natuurlijke verstrengelingen, kunnen we oprecht vragen of datacenters werkelijk recht hebben op een ongelimiteerde hoeveelheid energie—en of al hun activiteiten wel onmisbaar zijn voor onze samenleving. Of anders gesteld: hoeveel water is een door AI gegenereerde katten-meme waard?

[1] The company Everest Link provides high-speed internet in the remote Everest Region since 2014, which enables users to interact with cloud services. https://everestlink.com.np/, accessed on May 10, 2025.

[2] Miguel Yañez-Barnuevo: “Data Center Energy Needs Could Upend Power Grids and Threaten the Climate.” Environmental and Energy Study Institute (EESI, 2025). https://www.eesi.org/articles/view/data-center-energy-needs-are-upending-power-grids-and-threatening-the-climate, accessed on May 10, 2025. 

[3] No wonder that Sam Altman—CEO of OpenAI, the company behind ChatGPT—said at last year’s World Economic Forum in Davos that an “energy breakthrough” will be needed to sustain the expansion of generative AI tools.

[4] Thomas Spencer, Siddharth Singh: Energy and AI (The International Energy Agency, Paris, 2025): 14.

[5] Kate Crawford, Atlas of AI. (Yale University Press, Yale, 2021): 41.

[6] According to Cloudscene market data, Switzerland has currently 121 data centers. https://cloudscene.com/market/data-centers-in-switzerland/all, accessed on May 10, 2025. 

[7] According to Switzerland Global Enterprise, a Swiss export and investments promotion agency, the country is ranked as the third most attractive location in the global Data Center Risk Index. Next to its secure and sustainable power supply, this is due to its politically stable environment, the central position within Europe and its reputation for technical innovation and low taxes.

[8] This phrasing is part of the claim of Stollen Lucerne Data Center, https://rz-stollen.ch/en/, accessed May 10, 2025.

[9] Monika Dommann, Max Stadler: “White Gold, Crypto Gold: Alpine Hydropolitics.” In: Data centers: Edges of a Wired Nation (Lars üller Publishers, Zurich, 2021): 76–78.

[10] That’s no metaphor, the 220-meter-high Verzasca dam, located in the South of Switzerland, was used for a stunt in the opening scene of the 1995 James Bond movie GoldenEye.

[11] Erik Swyngedouw, Liquid Power: Contested Hydro-Modernities in Twentieth-Century Spain (Cambridge, Mass.: The MIT Press, 2015).

[12] Sean Flemming, Where the River Flows: Scientific Reflections on the Earth’s Waterways (Princeton: Princeton University Press, 2017): 37, 40.

[13] Lisa Blackmore: “Turbulent River Times.” In: Liquid Ecologies in Latin America and Caribbean Art (Routledge, New York, 2020): 18.

[14] Armelle Choplin: “Heart of Concreteness.” In: Visible upon Breakdown (Spector Books, Leipzig, 2024): 71.

[15] Bernhard Truffer et al.: “Green Electricity from Alpine Hydropower Plants,” in: Mountain Research and Development, 21, 1 (2001): 19–24.

[16] In Switzerland, this is especially true for low-lying dams, which accumulate organic matter in their reservoirs. Dams in higher altitudes collect mainly glacial sediment. See: Arushi Arora: “Dams: Economic Assets or Ecological Liabilities?” https://earth.org/dams-economic-assets-or-ecological-liabilities/, accessed on May 10, 2025.

[17] Just to make this clear: hydropower is still ecologically less harmful than powering a data center by burning good old fossil fuels. See for example: https://ourworldindata.org/safest-sources-of-energy, accessed on May 12, 2025.

[18] Hyperscale data centers are four to ten times bigger than conventional data centers and host more than 5000 servers on a surface equivalent to the size of a football field. According to the industry platform Data Center Dynamics hyperscalers mean big business: The US market alone is expected to be worth $63 billion by 2027. 

[19] For example, a new Interxion data center close to Zurich will use as much electricity as 48,000 housholds, which corresponds to the consumption of the Swiss city of Winterthur. Diego Ortiz Yepes: “Wolkenbildung: Die Schweiz als neuer Hotspot für Datenzentren” (Lucerne University of Applied Sciences and Arts, 2021), https://news.hslu.ch/datenzentren-boom/, accessed May 10, 2025.

[20] Quite a few data centers in Switzerland are located on higher altitudes, which allows for open-air cooling systems that don’t rely on freshwater. However, many centers are located in less elevated areas too and still need to be cooled by water, especially when temperatures rise during summer. According to current research, training an AI model like Microsoft’s GPT-3 can directly evaporate 700,000 liters of clean freshwater. See https://arxiv.org/pdf/2304.03271, accessed on May 10, 2025.

[21] Swissinfo: “Switzerland outlines 15 Alpine hydro projects for the future,” https://www.swissinfo.ch/eng/politics/switzerland-outlines-15-alpine-hydro-projects-for-the-future/47190566, accessed on May 10, 2025.

[22] Additionally, the legally implemented residual water flow through dams—which is mandatory since 1992 to keep river flows alive—was reduced to the absolute minimum in 2022 in order to increase the amount of water available for energy production. https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wasser/aufwertung-und-schutz-der-gewaesser/restwasser.html, accessed May 10, 2025.

[23] However, Axpo, Switzerland’s biggest renewable energy producer, states that even these efforts won’t be enough, “by a long way”. To guarantee electricity supply, six times more energy is needed than what these projects would offer. 

[24] In the short run, meltwaters from glaciers might increase stream flows, leading to more dams and greater electricity production. See Henry Fountain: “Where Glaciers Melt Away, Switzerland Sees Opportunity,” https://www.nytimes.com/interactive/2019/04/17/climate/switzerland-glaciers-climate-change.html, accessed on May 10, 2025.

[25] For example, in 2023, the canton Thurgau has prohibited the withdrawal of water from its rivers and in 2022, the town of Courtételle restricted the irrigation of lawns because of water shortages.

[26] Harry Stitzel, Alessandro Massaro: „Rechenzentren verbrauchen doppelt so viel Strom wie Stadt Bern,“ https://www.srf.ch/news/wirtschaft/digitale-stromfresser-rechenzentren-verbrauchen-doppelt-so-viel-strom-wie-stadt-bern, accessed on May 10, 2025.

[27] In 2018, Cape Town, the first major city on earth to be faced with running out of water, has devised a song that lasts only two minutes and should help people save water by taking shorter showers. https://www.npr.org/2018/09/07/644918801/singing-in-the-shower-to-help-save-cape-towns-water, accessed on May 10, 2025.

[28] During the opening ceremony of a new data center from the company Green in the town of Lupfig in 2019—the biggest center at the time—, authorities announced that Switzerland aims at becoming the “data center hub of Europe” and that data centers could even become “the new banks of Switzerland.” https://www.aargauerzeitung.ch/aargau/brugg/das-birrfeld-beherbergt-nun-das-grosste-datenzentrum-der-schweiz-ld.1386492, accessed on May 10, 2025.

[29] Nick Lall, Kelly Kay, Jim Thatcher: „Computational parasites and hydropower: a political ecology of Bitcoin mining on the Columbia River,” in: Environment and Planning E: Nature and Space (2019): 2.