Man and woman walking in a space full of servers

AI en duurzaamheid: kansen, uitdagingen en impact


Dit artikel is het resultaat van onderzoek samengesteld door leden van de Sustainable AI Working Group bij EY, waaronder Volha Litvinets, Kevin Franco, Mira Pijselman, Cong Li, Rosa Eggink, Angèle Schmidt en Andras Vekassy.

Dit artikel onderzoekt de milieu-impact van AI en biedt inzichten in wetgeving en duurzame toepassingen.


In het kort:

  • Kunstmatige intelligentie (AI) biedt een dilemma: enerzijds maakt het nieuwe toepassingen mogelijk die de milieueffecten kunnen verminderen, anderzijds dreigt het ecologische schade te veroorzaken door de toenemende vraag naar energiebronnen.
  • Bestaande kaders en wetgeving bieden vaak onvoldoende richtlijnen voor bedrijven om AI-gerelateerde duurzaamheidsmaatregelen te beoordelen en te integreren.
  • Duurzaamheidsbeoordelingen en -rapportages om  AI-systemen te beoordelen blijven complex. Dit komt bestaande methoden niet volledig rekening houden met de milieu-impact van de gehele AI-keten.

Het concept van duurzaamheid werd in 1987 vastgelegd in het Brundtland-rapport van de Verenigde Naties. Daarin wordt duurzame ontwikkeling gedefinieerd als “ontwikkeling die voldoet aan de behoeften van het heden zonder het vermogen van toekomstige generaties om in hun eigen behoeften te voorzien in gevaar te brengen.” Deze definitie benadrukt het belang van een balans tussen de huidige behoeften en het behoud van hulpbronnen voor de toekomst. Dit principe is steeds relevanter geworden met de opkomst van kunstmatige intelligentie (AI).

AI heeft een duidelijke tweedeling: het bevordert efficiëntie en biedt innovatieve oplossingen voor complexe milieu- en sociale problemen, maar het verhoogt ook de vraag naar hulpbronnen, wat leidt tot energieverbruik dat de energiebehoeften van hele landen kan evenaren.

Dit artikel is het eerste in de EY SustAInable-reeks, een verzameling artikelen, enquêtes en opiniestukken gericht op het verkennen van de combinatie van AI en duurzaamheid. Bij EY hebben we duurzaamheid opgenomen als een kerncomponentie van ons Responsible AI Framework en de bijbehorende Responsible AI Principles. We zijn gefocussed op het integreren van duurzaamheidsaspecten in onze aanpak bij de ontwikkeling van AI-systemen en in onze samenwerking met klanten bij AI-gerelateerde projecten.

Responsible AI Principles


Responsible AI Principles definition, Sustainability: overwegingen over de impact van technologie worden door de hele levenscyclus van AI geïntegreerd om het fysieke, sociale, economische en planetaire welzijn te bevorderen.
Voor ons volledige overzicht van Responsible AI principles, klik hier.


In dit eerste artikel van de serie richten we ons op de milieukwesties en kansen die AI en de snelle commercialisering ervan met zich meebrengen. We behandelen drie centrale vragen:

  1. Hoe groot is de impact op het milieu van generatieve AI (GenAI), en welke specifieke uitdagingen brengen ze met zich mee?
  2. Welke bestaande kaders en wetgeving zijn er om de duurzaamheid van AI-technologieën te waarborgen, en waar zitten de hiaten?
  3. Hoe kunnen organisaties duurzaamheid integreren in hun AI-ontwikkelings- en implementatiestrategieën om de milieu-impact te beperken?
     

Balanceren van AI's duurzaamheidsvoordelen en -risico's

Naarmate AI breder wordt toegepast in verschillende sectoren, ontstaan er milieugerichte toepassingen. Een voorbeeld is de ‘AI for Good’-beweging, ondersteund door organisaties zoals de Verenigde Naties. Deze beweging richt zich op hoe AI kan bijdragen aan het behalen van de Sustainable Development Goals (SDG's), waarvan veel gericht zijn op SDG 13; ‘milieuduurzaamheid’ (bv., Goal 13)[1]. Volgens het Europees Parlement kan AI tegen 2030 helpen om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen met 1,5-4% te verminderen[2]. Dit draagt direct bij aan de doelen van SDG 13.

Tijdens de recente ‘AI for Good Global Summit 2024’ werden meer dan 80 demonstraties getoond die de potentie van AI benadrukten voor het bevorderen van ruimteverkenning en milieuduurzaamheid. Hierbij werden innovatieve toepassingen zoals AI-gestuurde weersvoorspellingen, waterbeheer en afvalmonitoringstechnologieën gepresenteerd..

Hoe ‘AI for Good-initiatieven’ aansluiten op de Sustainable Development Goals:

AI for Good Initiatives and Societal Benefits

De Sustianable Development Goals (SDG's) van de Verenigde Naties: specifieke AI-initiatieven die aansluiten op de SDG's tonen de transformatieve impact van AI in verschillende sectoren. Denk aan gezondheidszorg, milieubescherming, onderwijs, rampenbestrijding en landbouw. Deze initiatieven laten zien hoe AI-technologieën bijdragen aan wereldwijde duurzaamheidsinspanningen en maatschappelijke voordelen vergroten.

Hoewel AI enorme kansen biedt, brengt het ook een grote verantwoordelijkheid met zich mee om de impact ervan te beheren. De technologie kan een grote invloed hebben op het milieu, de samenleving en de economie. De toeleveringsketen die samenhangt met AI-systemen en hun voortdurende onderhoud brengt aanzienlijke milieukosten met zich mee. Vooral door het hoge energieverbruik dat nodig is om geavanceerde machine learning-modellen te trainen. Deze impact strekt zich uit over de gehele levenscyclus van AI-systemen, vanaf hun ontwikkeling tot en met de inzet, het voortgezette gebruik en onderhoud.

AI’s milieuvoetafdruk – Belangrijkste factoren

  1. Energieverbruik: AI-modellen vereisen, vooral tijdens de trainingsfase, aanzienlijke rekenkracht vanwege hun complexiteit.wat leidt tot een hoog energieverbruik.

  2. Broeikasgasemissies: Het hoge energieverbruik van AI-systemen draagt bij aan een aanzienlijke uitstoot van broeikasgassen, vooral wanneer de energie wordt opgewekt uit niet-hernieuwbare bronnen.

  3. Waterverbruik: Grote datacenters gebruiken geavanceerde koelsystemen, die vaak enorme hoeveelheden water vereisen. Dit kan bijdragen aan waterschaarste, vooral in regio's waar water beperkt beschikbaar/schaars is.

  4. Hardware en elektronisch afval (e-waste): De productie en verwijdering van de hardware die AI ondersteunt, zoals servers en GPU’s, veroorzaakt milieuschade door de winning van hulpbronnen, uitstoot bij productie en de toename van elektronisch afval.

Grote taalmodellen (LLMs), een vorm van generatieve AI (GenAI), bevatten tientallen tot honderden miljarden parameters en worden getraind op enorme datasets om content te produceren. Het milieueffect van het gebruik van deze modellen is echter aanzienlijk.

CO2 equivalent emissions (tonnes) by select machine learning models and real-live examples 2020-23

LLM-parameters en koolstofemissies: De toename van het aantal parameters in LLM’s van 100 miljoen naar 500 miljard weerspiegelt de toenemende complexiteit en rekenvereisten van deze modellen. De grafiek over koolstofemissies toont aanzienlijke CO₂-uitstoot bij de training van verschillende LLM’s. Bron: Stanford AI Index Report, 2024.

Onderzoek naar manieren om de AI-leveringsketen milieuvriendelijker te maken, is in volle gang. Strategieën om de milieuproblemen aan te pakken, kunnen bestaan uit het optimaliseren van de energie-efficiëntie van AI-systemen, het gebruik van hernieuwbare energiebronnen en de ontwikkeling van meer waterzuinige koelsystemen voor datacenters. Een voorbeeld is het inzetten van grote AI-modellen op randapparaten, zoals smartphones, slimme luidsprekers en wearables. Dit biedt een duurzamer alternatief dat steeds populairder wordt.

 

Daarnaast zijn er verdere zorgen verbonden aan GenAI met betrekking tot de milieukosten van het voortdurende gebruik en de werking van dergelijke tools. Bijvoorbeeld, beeldgeneratie is energie- en koolstofintensiever dan tekstgeneratie en grote taalmodellen die van nature algemeen zijn, zijn energie-intensiever dan kleine taalmodellen die zijn ontworpen voor specifieke taken.[3]

 

Lopend onderzoek naar de interactie tussen AI en duurzaamheid, gecombineerd met een toenemende aandacht voor de reden en manier waarop organisaties GenAI gebruiken, zal cruciaal zijn om een duurzaam AI-ecosysteem te realiseren. In het volgende deel bespreken we wetgevingskaders waaruit inspiratie kan worden gehaald om het duurzaamheidsparadox van AI op te lossen.
 

Duurzaamheid waarborgen – bestaande wetgeving

Het is belangrijk om te onderzoeken hoe de ontwikkeling en het gebruik van AI in lijn kunnen worden gebracht met bredere duurzaamheidsinspanningen. Welke operationele acties en regelgeving zijn er om de duurzame ontwikkeling en toepassing van AI-technologieën te begeleiden? Hoe kunnen overheden en internationale instellingen controleren of AI-systemen positief bijdragen aan de Duurzame Ontwikkelingsdoelen (SDG’s)?

Laten we beginnen met de Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) van de Europese Commissie. De CSRD, die sinds 5 januari 2023 van kracht is, breidt de reikwijdte van milieu- en sociale verslaglegging uit. Vanaf 2024 moeten meer bedrijven, inclusief niet-EU-bedrijven met meer dan 150 miljoen euro omzet in de EU, voldoen aan de Europese duurzaamheidsverslagleggingsnormen (ESRS).

Om bedrijven te helpen bij hun milieu-, sociale en governance (ESG) verslaglegging, zijn verschillende kaders ontwikkeld. Het Carbon Disclosure Project (CDP) helpt bedrijven bijvoorbeeld bij het delen van milieu-informatie, zoals risicobeheer, milieudoelstellingen en strategische planning. Daarnaast biedt het Global Reporting Initiative (GRI) een gestandaardiseerd kader voor het rapporteren over een breed spectrum aan ESG-kwesties (bijv. broeikasgasemissies, arbeidspraktijken, mensenrechten en impact op gemeenschappen), wat transparantie en managementpraktijken wereldwijd versterkt.

Hoewel deze verslagleggingskaders zich richten op de bredere impact van organisaties, zouden ze ook aandacht moeten besteden aan AI-systemen. Het is belangrijk om de specifieke impact van AI binnen deze ESG-rapportages te begrijpen en te verantwoorden.

Ook is er de EU AI Act, die het inbedden van duurzaamheidsoverwegingen in de ontwikkeling van AI vermeldt, waarbij energie-efficiënte programmering en het minimaliseren van milieu-impact worden voorgeschreven. Artikel 95 specificeert dat AI-systemen moeten worden geëvalueerd en ontworpen om hun ecologische voetafdruk te verminderen door middel van geoptimaliseerde programmering en ontwerpen.

Naast de AI Act hebben we het kader van het National Institute of Standards and Technology (NIST) voor het beoordelen van de duurzaamheid van AI. Dit kader omvat het evalueren van de milieueffecten en managementpraktijken van modeltraining. Het richt zich op het vaststellen van meetbare duurzaamheidskaders en het beoordelen van de betrouwbaarheid van AI-systemen, door het documenteren van belangrijke prestatie-indicatoren zoals het gebruik van rekenmiddelen en de operationele koolstofvoetafdruk.

Terwijl nieuwe regelgeving en normen gericht zijn op het verminderen van de milieueffecten van AI, ontbreekt het aan duidelijkheid over hoe energieverbruik moet worden gemeten en verdeeld over het complexe, multi-stakeholder AI-ecosysteem. Er is een kritische behoefte aan operationele kaders en methodologieën om de duurzaamheidsrisico's van AI te beoordelen en te meten.
 

Praktische overwegingen voor duurzaamheid leiders

De nauwkeurige beoordeling van de milieu-impact van AI is uitdagend. Het vereist de ontwikkeling van robuuste meetmethodologieën, een duidelijke toewijzing van verantwoordelijkheid voor duurzaamheidsimpact over de betrokken belanghebbenden in de AI-leveringsketen, en afstemming over wat 'goed' is met betrekking tot mitigaties. Als het gaat om GenAI, beginnen open-source tools[4] te ontstaan om enkele van de meetuitdagingen met betrekking tot de milieueffecten van LLM's aan te pakken. Verschillende open-source tools zijn ontwikkeld om de uitdaging aan te pakken die samenhangt met de meting van de impact van LLM's.. Over het algemeen zijn de ‘tools’ gefocust op het controleren van de volgende vier factoren:

  • Trainingsduur van het model, met directe invloed op het aantal benodigde rekenoperaties.
  • Energie-efficiëntie van GPU's, wat invloed heeft op de hoeveelheid energie die tijdens de training wordt verbruikt.
  • Locatie van de datacenter, wat invloed heeft op de hoeveelheid CO₂ die wordt uitgestoten per kilowattuur elektriciteit die wordt gebruikt.
  • Potentiële compensaties door de dienstverlener, die de milieueffecten van de training gedeeltelijk kunnen neutraliseren.

Er blijven echter zorgen bestaan over de obstakels die het moeilijk maken om nauwkeurige schattingen te geven van de levenscyclus van een LLM. Enkele voorbeelden zijn:

  • Twijfels over de beschikbaarheid en nauwkeurigheid van data, vooral met betrekking tot de energie-efficiëntie van GPU's en de koolstofintensiteit van datacenters (CUE).
  • De focus ligt op de trainingsfase, waardoor de uitstoot die ontstaat tijdens de fine-tuning van het model of de inferentiefase niet wordt meegenomen.
  • De tools zijn ontworpen voor ontwikkelaars van klassieke machine learning, die gedetailleerde technische informatie hebben of directe toegang tot de code van het model. Dit kan een belangrijke beperking zijn voor ontwikkelaars van Generatieve AI, die alleen toegang hebben via API's tot de basismodellen.
  • De schattingen zijn beperkt tot directe emissies (Scope 2), terwijl indirecte emissies (Scope 3), zoals waterverbruik, worden overgeslagen.
  • Er ontbreekt een concreet actieplan om de impact van AI te verminderen, behalve door de hostlocatie te wijzigen en de code te vereenvoudigen.

Bovendien, hoewel LLM's en Generatieve AI in het publieke bewustzijn veel aandacht hebben gekregen, is er nog steeds behoefte aan inzicht in, meting van en rapportage over de duurzaamheidsimpact van klassieke, discriminerende AI-systemen.

Om een meer holistische benadering te creëren voor het meten van de duurzaamheidsimpact van AI-systemen, moeten leiders op het gebied van duurzaamheid rekening houden met de volgende dimensies:

  • Computatie-activiteiten: Schat de rekencomplexiteit in door het aantal bewerkingen te tellen of de modelparameters en tokens te gebruiken voor door de leverancier gehoste modellen.
  • Elektriciteitsverbruik: Bepaal het energieverbruik op basis van de efficiëntie van de hardware, met gegevens van cloudproviders.
  • Koolstofvoetafdruk: Bereken de directe koolstofemissies met behulp van de koolstofintensiteit van het datacenter of de Carbon Usage Effectiveness (CUE), en houd rekening met de uitdagingen bij het kwantificeren van indirecte emissies.
  • Waterverbruik: Evalueer het waterverbruik via de Water Usage Effectiveness (WUE) op locatie en de gevolgen op afstand via de Power Usage Effectiveness (PUE).
     

EY’s AI Duurzaamheidsstrategie

EY ondersteunt klanten bij het aanpakken van de duurzaamheidsuitdagingen die AI met zich meebrengt, van ontwikkeling tot implementatie en monitoring. De aanpak van EY richt zich niet alleen op directe en indirecte emissies, maar biedt ook methodologieën voor het verminderen van energieverbruik en het optimaliseren van hulpbronnen. Door dergelijke praktijken te integreren, kunnen bedrijven hun duurzaamheidsrapportage verbeteren en beter onderbouwde beslissingen nemen die aansluiten bij wereldwijde duurzaamheidsdoelen.

 

EY AI + Sustainability Strategy


Corporate Regulatory Reporting


[Intern] EY als klant nul: ‘onze eigen duurzaamheidsreis’

  • Sustainability Insights Bot.
  • ESG IP Gen-AI POC.

[Extern] Publicatiestandaarden en -kaders, incl. CSRD.

  • Gen AI voor duurzaamheidsrichtlijnen
  • Slimme decarbonisatie


Rol van AI in Risicobeheer




Bronnen


  • EY.ai Workforce (IBM Watson Orchestrate)

  • Energie-efficiënte datacenters en elektriciteitsverbruik

  • Afvalbeheer (elektronisch afval) en circulariteit van eindgebruikerscomputers

  • Duurzame infrastructuur (incl. voorspellend onderhoud)

  • Gedecentraliseerde watersystemen (waterverbruik, schaarste) — Microsoft watermanagement co-pilot.

Ten slotte

Er zijn veelbelovende AI-toepassingen die zich richten op klimaatverandering en milieubescherming. Maar de groei van het AI-ecosysteem en de toenemende complexiteit verergeren bestaande milieuproblemen. Wetgevende kaders ontwikkelen zich om duurzaamheid te integreren in de ontwikkeling en het gebruik van AI. Toch blijven er aanzienlijke hiaten bestaan. Deze hiaten maken het moeilijk voor organisaties om aan de normen te voldoen.

De beschikbare methoden voor het meten van de milieueffecten van AI zijn niet duidelijk. Er zijn geen gestandaardiseerde meetmethoden of richtlijnen. Dit maakt het lastig voor organisaties om hun duurzaamheidsinspanningen te evalueren en te communiceren. De huidige kaders bieden ook niet genoeg details over de acties die nodig zijn om de ecologische voetafdruk van AI te verkleinen.

Om de samenwerking tussen AI en duurzaamheid te bevorderen, stellen we een holistische aanpak voor. Dit omvat het meten van de milieueffecten van AI, met aandacht voor computatiebewerkingen, elektriciteitsverbruik, koolstofvoetafdruk en watergebruik.

Neem contact met ons op

Anke Laan

Anke Laan

EY Nederland, Lead Partner Climate Change & Sustainability Services
anke.laan@nl.ey.com


Lieke Verstegen

Lieke Verstegen

EY Nederland, Lead Partner Technology Risk
lieke.verstegen@nl.ey.com




Samenvatting

Dit artikel onderzoekt de milieu-impact van kunstmatige intelligentie (AI) en bespreekt de kansen, huidige wetgeving en manieren waarop organisaties AI duurzamer kunnen maken. AI biedt zowel voordelen als uitdagingen voor duurzaamheid, waaronder energieverbruik en broeikasgasemissies. Bestaande kaders en wetgeving, zoals de EU AI Act en de Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), bieden richtlijnen, maar er zijn nog hiaten. Het artikel benadrukt de noodzaak van robuuste meetmethodologieën en operationele kaders om de duurzaamheidsimpact van AI te beoordelen. EY ondersteunt klanten bij het integreren van duurzaamheidsaspecten in AI-ontwikkelings- en implementatiestrategieën.


Plan jouw AI-reis

 

Neem contact met ons op voor meer informatie over EY.ai, onze holistische benadering van AI.


Over dit artikel

Auteurs

Lees ook

De impact van de EU AI Act: Responsible AI en inzichten van de EU AI Barometer

Ontdek hoe de EU AI Act en het Responsible AI Framework bedrijven verplichten tot technologische en ethische training, risicobeheer en multidisciplinaire samenwerking. Leer hoe organisaties zich kunnen aanpassen aan de nieuwe AI-regelgeving.

Wat is de impact van de EU AI Act op jouw organisatie?

Welke acties moeten organisaties ondernemen om te voldoen aan de AI Act?

Zeven richtlijnen voor het implementeren van Responsible AI

Ben jij klaar voor de toekomst? Het EY Responsible AI-framework biedt een concrete aanpak om met vertrouwen Responsible AI te implementeren.