Der Ausbau von Rechenzentren auch für KI-Anwendungen lässt den Strombedarf stark steigen. Forschende der Allianz Trade sehen darin auch eine Chance für den Klimaschutz.

 

Der Betrieb von Rechenzentren ist weitaus klimaschädlicher, als bislang angenommen. Für 2025 beziffert die Studie „Code, carbon, kilowatts“ des Kreditversicherers Allianz Trade die dabei weltweit entstehenden Emissionen auf 286 Millionen Tonnen CO2. Das seien 57 Prozent mehr als die bisherigen Schätzungen, von denen die Internationalen Energieagentur (IEA) ausgehe, schreiben die Autoren. Denn neben dem reinen Stromverbrauch, auf den 79 Prozent der Emissionen entfallen, müssten auch Emissionen aus Bau und Hardwareproduktion berücksichtigt werden. 23 Prozent der Gesamtemissionen gehen demnach allein auf die Herstellung von Servern, Halbleitern und Infrastruktur zurück. 

Allerdings hänge die tatsächliche Höhe der Emissionen eines Rechenzentrums maßgeblich vom Standort ab. „Identische Rechenleistungen können je nach Strommix ein Vielfaches an Emissionen verursachen“, lässt sich Patrick Hoffmann, Senior Klimaökonom bei der Allianz, zitieren. „In Ländern wie Indien, Indonesien oder Malaysia werden beispielsweise über 600 Gramm CO2 pro Kilowattstunde (kWh) ausgestoßen. In Norwegen und Schweden liegen die Werte bei unter 30 Gramm.“ Der vergleichsweise emissionsarme Strommix in Europa könne sich daher zu einem strukturellen Vorteil für den Ausbau klimafreundlicher KI entwickeln.

Deutschland sehen die Autoren dabei allerdings eher als Schlusslicht: „Hierzulande liegen die Emissionen durch den deutschen Strommix bei 329 Gramm CO2 pro Kilowattstunde. Das ist zwar unter dem Niveau der USA und Chinas, aber deutlich höher als beispielsweise in Skandinavien. Grund ist der weiterhin hohe Anteil an Kohleverstromung (20,6 Prozent) und Biomassenutzung (10 Prozent).“

Struktureller Treiber der Stromnachfrage

Weltweit investierten Unternehmen 2025 rund 580 Milliarden US-Dollar in Rechenzentren. Deren Stromverbrauch lag der Studie zufolge bei 515 Milliarden kWh und könnte sich bis 2030 auf etwa 1.111 Milliarden kWh mehr als verdoppeln.„Rechenzentren entwickeln sich von einer Randgröße zu einem strukturellen Treiber der Stromnachfrage in vielen Regionen“, sagt Patrick Hoffmann. 

Ohne weitere Dekarbonisierung der Stromversorgung würden die globalen Emissionen von Rechenzentren bis 2030 auf 643 Millionen Tonnen CO2 steigen. Bei ambitionierter Dekarbonisierung könnten sie dagegen trotz wachsender Rechenleistung auf 329 Millionen Tonnen CO2 begrenzt werden. Gleichzeitig gewännen dann Emissionen aus der Lieferkette, insbesondere aus der Produktion von Halbleitern und Servern, an Bedeutung.

Der Wasserverbrauch steigt

Neben dem Energieverbrauch rückt die Studie den Wasserbedarf in den Fokus. Rechenzentren verbrauchten 2025 weltweit rund 814 Milliarden Liter Wasser. Bis 2030 könnte der Bedarf auf 1,3 bis 1,8 Billionen Liter steigen. Etwa drei Viertel entfallen indirekt auf die Stromerzeugung, der Rest auf Kühlung und Halbleiterfertigung. Besonders kritisch sei der Ausbau von Rechenzentren in Regionen mit hoher Wasserknappheit.

KI kann Mehrverbrauch überkompensieren
KI-Anwendungen verursachen der Studie zufolge derzeit etwa 15 bis 20 Prozent des Stromverbrauchs von Rechenzentren. Bis zum Ende des Jahrzehnts könnte ihr Anteil auf rund 40 Prozent steigen.

Darin sehen die Autoren aber auch eine große Chance: Bei breitem Einsatz in Industrie, Energiewirtschaft, Gebäuden und Verkehr könnte KI die weltweiten CO2-Emissionen bis 2035 um 1,4 Milliarden Tonnen pro Jahr senken und damit ihre eigenen Emissionen überkompensieren. Voraussetzung seien jedoch ein schneller Ausbau erneuerbarer Energien, leistungsfähigere Stromnetze sowie mehr Transparenz über Energie-, Emissions- und Wasserverbrauch von Rechenzentren.

„KI hat das Potenzial, netto emissionsmindernd zu wirken – vorausgesetzt, ihre Effizienzgewinne skalieren schneller als der Ausbau der Infrastruktur. Entscheidend ist dabei die Transformation der Energiesysteme: Der Schlüssel zu ‚Green AI‘ liegt in sauberem Strom“, so das Fazit von Klimaökonom Hoffmann. 

Die vollständige Studie „Code, carbon, kilowatts“  ist auf der Internetseite der Allianz Trade zu finden.