‘A domino effect’: How data centers could affect Michigan’s water supply

Door Carol Thompson, cthompson@detroitnews.com

Burgemeester van Mason, Russell Whipple, wil weten wat datacenters kunnen betekenen voor de watervoorziening van zijn ongeveer 8.000 inwoners tellende stad Ingham County.

Mason is niet een van de ruim vijftien gemeenschappen in Michigan die tot nu toe publiekelijk zijn benaderd door datacenterontwikkelaars. Maar stadsleiders willen bereid zijn datacenters te reguleren als ze ooit naar de stad komen.

De watervoorziening is iets dat de stad kan controleren by way of haar water- en afvalwatersysteem. Mason huurde een bedrijf in om de watervoerende laag, de waterinfrastructuur, de huidige waterbehoeften en de beschikbare grond te bestuderen om te bepalen hoeveel het een datacenter zou kunnen bieden.

“Onze gedachte is dat als er iemand binnenkomt, we eigenlijk zouden zeggen: ‘Dit is hoeveel water je kunt hebben. Je kunt niet meer hebben, need als je dat doet, beroof je het van alle anderen en van al het andere bebouwbare land'”, zei Whipple.

Waterexperts zijn het erover eens dat gemeenschapsleiders in Michigan zorgvuldig moeten nadenken over hun watervoorziening, vooral als ze putten uit ondergrondse watervoerende lagen in plaats van uit de Grote Meren. Ongeveer de helft van de mensen in Michigan drinkt grondwater, zegt Mike Shriberg, directeur van het College of Michigan Water Heart, dat wateronderzoek doet om beleidsmakers te helpen.

Hoewel gelegen tussen vier van de vijf Grote Meren, is de watervoorziening van Michigan kwetsbaar voor een veranderende economie en wereld, zei Shriberg. De ontwikkeling van datacentra is een belangrijke issue, evenals de klimaatverandering en de heromarming van fossiele brandstoffen en kernenergie.

In het Midwesten dumpt het warmere klimaat de neerslag in intensere stormen, maar minder vaak. Dat betekent dat er meer droogte is, zoals delen van Michigan vorig jaar hebben meegemaakt, en meer overstromingen, zoals die welke in 2021 door Metro Detroit raasden. De irrigatiebehoeften van boeren zullen toenemen als gevolg van de ontwikkelingen, zei Shriberg, wat bijdraagt ​​aan wat nu al het grootste deel van het waterverbruik van de staat drijft.

Bovendien zijn de ontwikkeling van datacenters en een heropleving van de productie van steenkool, aardgas en kernenergie “werkelijk enorme verschuivingen” die gevolgen kunnen hebben voor de gewaardeerde natuurlijke hulpbron van Michigan, zei Shriberg.

“Plotseling hebben we een probleem met het waterverbruik waar deze regio niet bepaald op voorbereid is,” zei hij.

Rapport ziet waterconflicten

Datacenterontwikkelaars wendden zich vorig jaar tot Michigan en stelden voor om ten minste vijftien van de faciliteiten te bouwen waarin computerapparatuur is ondergebracht om web en onderzoek naar kunstmatige intelligentie mogelijk te maken. Terwijl voorstanders zeiden dat de faciliteiten belastinginkomsten, technologiebedrijven en banen in de bouw zullen opleveren, zijn tegenstanders bezorgd dat een overvloed aan nieuwe datacenters de elektriciteitsrekening zou doen stijgen, het gebruik van fossiele brandstoffen zou doen toenemen en plattelandsgemeenschappen zou veranderen.

Het watergebruik van datacentra is een andere zorg voor tegenstanders en waterexperts. In augustus bracht de non-profitorganisatie Alliance for the Nice Lakes uit Chicago een rapport uit waarin een toekomst werd voorspeld waarin het gebied van de Grote Meren te maken zou kunnen krijgen met watertekorten, grondwaterconflicten en vervuilde grondwaterlagen als gevolg van de stijgende vraag naar water vanuit datacentra, de landbouw en de mijnbouw van kritische mineralen.

De toegang van de regio tot water zou worden ondermijnd “als er geen serieuze planning, beleid en regelgevende maatregelen worden genomen”, aldus de alliantie, een non-profitorganisatie die zich inzet voor de bescherming van de watervoorraden van de Grote Meren.

Internet als andere staten aan de Grote Meren bewaakt en reguleert Michigan het gebruik van grote hoeveelheden grondwater. De staat heeft vergunningen nodig voor particuliere putten die meer dan 2 miljoen liter per dag pompen. Ook openbare watervoorzieningen moeten vergunningen krijgen om hun capaciteit uit te breiden. Ambtenaren van het Michigan Division of Setting, Nice Lakes en Vitality zeiden dat er geen recente verzoeken zijn geweest van particuliere ontwikkelaars of gemeentelijke systemen om een ​​put te boren of hun capaciteit uit te breiden vanwege een datacenter.

De datacenterindustrie is een belangrijke watergebruiker. In 2024 gebruikten Amerikaanse datacenters 560 miljard liter water, ongeveer web zoveel als 833.000 Amerikaanse huishoudens, blijkt uit onderzoek van de College of Informatics, Computing and Cyber ​​Methods van de Northern Arizona College, waar onderzoekers het watergebruik van de faciliteiten in hun hele toeleveringsketen volgen.

De meest voor de hand liggende manier waarop datacenters water gebruiken, is ter plaatse. De computerapparatuur in datacenters wordt heet en moet worden gekoeld. Water is de sleutel tot veel van de koelmechanismen, hoewel verschillende ontwerpen ervoor zorgen dat ze enorm verschillende hoeveelheden water verbruiken.

Verdampingskoeling, de goedkoopste en meest gebruikelijke koelmethode, gebruikt het meeste water omdat water als stoom in de lucht moet worden vrijgegeven.

Een groot hyperscale datacenter dat gebruik maakt van verdampingskoeling zou maar liefst 365 miljoen liter water per jaar kunnen gebruiken, of wel 12.000 mensen, zei Schriberg. Grootschalige datacenters kunnen maar liefst 5 miljoen liter water per dag gebruiken, zegt Helena Volzer, senior bronwaterbeleidsmanager voor de Alliance for the Nice Lakes.

“Zelfs dat moet je met een korreltje zout nemen”, zei Volzer. “Het frustrerende aan mijn onderzoek was dat je niet echt informatie kon vinden over het watergebruik.”

Gesloten systemen die water circuleren en hergebruiken zijn veel efficiënter en gebruiken “een fractie” van het water dat verdampingskoelsystemen gebruiken, zei Schriberg. Koelsystemen die water rechtstreeks op computerapparatuur gieten, gebruiken het minste water, maar het water kan vervuild raken.

“Ik wou dat hier eenvoudige oplossingen voor waren, maar door deze schaal van industriële ontwikkeling en het feit dat er zeer grote koelingsbehoeften zijn, moet je een afweging maken tussen waterverbruik, energieverbruik en waterkwaliteit”, aldus Schriberg. “In principe heeft elk van deze technologieën een wisselwerking met alle drie.”

Het datacenter dat in Saline Township wordt ontwikkeld door Associated Digital, OpenAI en Oracle zou worden gekoeld met een gesloten systeem, zei Natalie Ravitz, woordvoerster van Associated Digital.

Ravitz zei dat het datacenter ongeveer 20.000 liter water per dag zal gebruiken, wat volgens haar “ongeveer dezelfde hoeveelheid is voor een kantoorgebouw, en veel minder dan wat zou worden gebruikt als het hele areaal zou worden bebouwd.” De ontwikkelaars zullen putten bouwen voor het datacenter in plaats van verbinding te maken met het gemeentelijke systeem.

Het gebruik van fossiele brandstoffen betekent het gebruik van water

Het water dat datacenters ter plaatse gebruiken, is slechts een deel van hun potentiële vraag. Een ander belangrijk onderdeel is de hoeveelheid water die elektriciteitsbedrijven gebruiken om de energie te maken die datacenters aandrijft.

“Je hebt hightech-industrieën die potentieel water nodig hebben voor koeling, maar ze hebben ook energie nodig om te kunnen functioneren, en die energie kan ook water nodig hebben”, zegt Erika Jensen, uitvoerend directeur van de Nice Lakes Fee, een delegatie van staats- en Canadese provinciale aangestelden gecreëerd door het Nice Lakes Basin Compact, ondertekend door de staten van de Grote Meren. “Er is een soort domino-effect.”

Elektriciteit en water gaan hand in hand, afhankelijk van hoe die elektriciteit wordt gemaakt, zegt Susan Fancy, directeur van UM’s International CO₂ Initiative, die onderzoek doet naar technologie voor het afvangen en benutten van koolstof. In tegenstelling tot hernieuwbare wind- en zonne-energiesystemen, die bijna geen water gebruiken, hebben kern- en kolencentrales “aanzienlijke verdampingsverliezen aan water”, zei Fancy. Aardgascentrales gebruiken ook water, maar minder dan kolen- en kerncentrales.

Het water dat wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken in Michigan is de afgelopen tien jaar aanzienlijk afgenomen, maar deze pattern zal misschien niet blijven duren, zei Fancy. In mei gaf Fancy een presentatie waarin de geschiedenis en de toekomst van de waterbehoeften van de elektriciteitssector van de Grote Meren werden beoordeeld aan de Nice Lakes Compact Council, een samenwerkingsverband van gouverneurs van de staten van de Grote Meren.

Fancy en haar crew van UM-onderzoekers ontdekten dat de regio tussen 2014 en 2023 aanzienlijk koolstofvrij maakte of minder steenkool en kernenergie gebruikte, 24% minder water gebruikte en het bruto binnenlands product of de economische output verhoogde. De daling werd veroorzaakt doordat de staten en provincies meer wind- en zonne-energiesystemen adopteerden en kolencentrales gingen sluiten, zei Fancy.

Maar het zal misschien niet blijven duren. De regering van president Donald Trump geeft prioriteit aan steenkool, inclusief het openhouden van een kolencentrale in West-Michigan die volgens de planning zou sluiten, terwijl sommige wetgevers aan beide kanten van het gangpad kernenergie hebben omarmd. De heropleving van steenkool en kernenergie, het opgeven van federale klimaatdoelstellingen en de opkomst van energievretende datacenters kunnen de daling van het watergebruik ongedaan maken.

“Ons consumptieve gebruik van water voor energieopwekking is sinds 2015 afgenomen. We hebben verbeteringen aangebracht. Dat komt door de buitengebruikstelling van kolencentrales”, zegt Volzer van de Alliantie voor de Grote Meren. “De federale overheid houdt deze kolencentrales nu echter langer on-line … en brengt ook de nieuwe generatie on-line.”

De Amerikaanse minister van Energie, Chris Wright, vaardigde in mei een noodbevel uit waarin Shopper Vitality werd verplicht zijn kolengestookte elektriciteitscentrale JH Campbell in Ottawa County te blijven exploiteren, daarbij verwijzend naar een ‘energienoodtoestand’ die wordt betwist door milieugroeperingen die de aanhoudende bevelen aanvechten. Consumenten waren van plan de fabriek in Campbell die maand te sluiten.

Tegelijkertijd streeft Holtec Worldwide, eigenaar van de kerncentrale van Palisades, een plan na om de energieproductie in de kerncentrale van Covert Township, die in 2022 offline ging, te hervatten. Het zou de eerste keer zijn dat een Amerikaanse kerncentrale van ontmantelingsstatus overschakelt naar energieproductie. Het plan heeft de steun gekregen van Trump, voormalig president Joe Biden, gouverneur Gretchen Whitmer en een tweeledige groep staatswetgevers.

“In plaats van kolencentrales te sluiten, proberen we ze nu open te houden en heropenen we kerncentrales,” zei Fancy. “Tot op zekere hoogte zijn datacenters de drijvende kracht hiervan. Ik vraag me af hoeveel vooruitgang we gaan terugdraaien op het gebied van het terugdringen van het waterverlies door verdamping.”

In hun presentatie van mei concludeerden de UM-onderzoekers dat de regio over de water- en elektriciteitscapaciteit beschikt om ongeveer 181 middelgrote datacenters te ondersteunen. Dat aantal is al achterhaald, zei Fancy.

“We weten op foundation van harde feiten niet hoeveel we in de toekomst nodig zullen hebben”, zei ze.

Hergebruik van waterogen als oplossing

Daarom wilde de Nice Lakes Fee meer inzicht krijgen in de relatie tussen energieproductie en watergebruik, zei Jensen. Het personeel van de commissie erkent de potentiële voordelen van het hebben van deze technische faciliteiten in de regio, maar wil ervoor zorgen dat ze voorzichtig omgaan met het water van de Grote Meren, zei ze.

“Ik denk dat het in een regio waar we gezegend zijn met veel zoet water belangrijk is dat we stappen ondernemen om ervoor te zorgen dat dit ook in de toekomst het geval blijft, en dat we de mogelijkheden bevorderen om efficiënt om te gaan met de waterbronnen waarmee we hier in het gebied van de Grote Meren gezegend zijn”, aldus Jensen.

In oktober heeft de Commissie van de Grote Meren een aantal resoluties aangenomen waarin staats- en industrieleiders worden aangemoedigd om de relatie tussen energieverbruik en watergebruik te bestuderen en strategieën te ontwikkelen voor het hergebruik van niet-drinkbaar water.

De “versnelde ontwikkeling” van datacentra, kunstmatige intelligentie, quantum computing en halfgeleiderproductiefaciliteiten in het gebied van de Grote Meren zal “substantiële” elektriciteit en water vereisen, aldus de commissie, maar het uitbreiden van de watervoorziening in de regio door hergebruik “kan de economische groei vergroten door tegelijkertijd voldoende volumes veilig te stellen voor hightech-activiteiten en industriële ontwikkelingen en de beschikbare drinkwatervoorraden te behouden.”