Ein neu veröffentlichter Report des „UNU Institute for Water, Environment and Health“ untersucht die Umweltkosten des KI-Booms. Er beziffert dabei nicht nur CO₂-Bilanz, sondern auch den Wasser- und Flächenverbrauch der Rechenzentren – also der Infrastruktur hinter weiten Teilen unseres digitalen Alltags.

Die Eckzahlen des UN-Berichts: Rechenzentren hätten im Jahr 2025 weltweit rund 448 Terawattstunden Strom verbraucht. KI-Workloads machten dabei bereits rund 20 Prozent ihres Stromverbrauchs aus. Würden die Rechenzentren als ein Land gelten, wäre es der elftgrößte Stromverbraucher der Welt. Bis zum Jahr 2030 könnte der KI-Anteil ihres Stromverbrauchs auf 40 Prozent steigen. Als Land betrachtet wären Rechenzentren dann mit einem Stromverbrauch von über 945 Terawattstunden der sechstgrößte Stromverbraucher der Welt.

Der Wasser-Fußabdruck der Rechenzentren wird für das Jahr 2030 auf 9,3 Billionen Liter prognostiziert. Dies sei genug, um den jährlichen Wasserbedarf aller 1,3 Milliarden Einwohner:innen in Subsahara-Afrika ein ganzes Jahr lang zu decken. Der mit dem Stromverbrauch verbundene Flächen-Fußabdruck für das Jahr 2030 werde ferner über 14.500 km² betragen, was etwa der doppelten Größe des Großraums Jakarta entspricht, in dem über 32 Millionen Menschen leben.

Den CO₂-Ausstoß der Rechenzentren beziffert die Studie für das Jahr 2025 auf 189 Millionen Tonnen und projiziert ihn für das Jahr 2030 auf 399 Millionen Tonnen. Der größte Teil des Energiebedarfs entfalle mit 80 bis 90 Prozent nicht auf das Training der Modelle (wie beispielsweise ChatGPT, Claude und DeepSeek), sondern auf die Inferenz – also auf den alltäglichen Betrieb mit milliardenfachen Anfragen der Nutzer:innen.

Veraltete Daten, fehlende Vergleiche

Das Science Media Center Germany hat insgesamt acht Forschende um eine wissenschaftliche Bewertung des UN-Reports gebeten. Die Expert:innen sehen darin einen hilfreichen Einstieg in ein relevantes Thema. Zugleich kritisieren sie den Report als oberflächlich, methodisch schwer nachvollziehbar, stellenweise undifferenziert und verkürzt. Er vernachlässige Vergleiche mit anderen Sektoren und konzentriere sich bei Lösungsvorschlägen auf das individuelle Nutzungsverhalten.

„Insgesamt stehe ich dem Bericht kritisch gegenüber. Es ist aktuell sehr wichtig, verlässliche und belastbare Zahlen zum Ressourcenverbrauch von künstlicher Intelligenz zu veröffentlichen, um die Fülle an Informationen richtig einzuordnen“, sagt David Kappel von der Universität Bielefeld. „Leider wird der Bericht diesem Anspruch nicht gerecht: Er ist teilweise schwer nachvollziehbar, beruht auf alten Daten oder stellt diese nicht im angemessenen Kontext dar.“

Der Bericht betone den Flächenverbrauch der erneuerbaren Energien, blende jenen der fossilen Energieträger aber weitgehend aus. „Die Rolle der Fotovoltaik wird gar nicht diskutiert. Obwohl sie bei den meisten Kennzahlen sehr gut abschneidet und in den vergangenen Jahren besonders stark gewachsen ist“, so Kappel. Auch arbeite der Bericht mit veralteten Energiemix-Zahlen von 2015.

Die für das Jahr 2030 projizierte Verdopplung des CO₂-Ausstoßes aufgrund der Rechenzentren beruhe grundsätzlich auf nachvollziehbaren Daten der Internationalen Energieagentur, sagt Jens Gröger vom Verein Öko-Institut. Einzelne akademische Fallstudien seien aber ungeeignet, um den Stromverbrauch einer KI-Textantwort oder eines KI-Bildes auf die milliardenfache tägliche Nutzung hochzurechnen. Die KI-Anbieter selbst arbeiten in dieser Hinsicht sehr intransparent und veröffentlichen kaum Daten, so Gröger.

Big-Tech erklärt das Problem zur Lösung

Auch die Berechnungen zum Wasserverbrauch sehen drei Hydrolog:innen kritisch. „Leider wird aus dem Bericht nicht ersichtlich, woher die Daten für die Abschätzung des Wasserfußabdrucks stammen“, sagt Martina Flörke von der Ruhr-Universität Bochum. Ferner werde nicht zwischen verbrauchtem und gebrauchtem Wasser unterschieden, sagen auch Petra Döll von der Goethe-Universität Frankfurt und Thorsten Wagener von der Universität Potsdam. Die Begriffe seien nicht synonym zu verwenden, weil entnommenes Wasser wieder unmittelbar zur Verfügung steht, verbrauchtes Wasser hingegen nicht.

Auch der wiederkehrende Vergleich mit dem Wasserbedarf in Subsahara-Afrika sei wenig aussagekräftig. Besser wäre ein Vergleich mit industriellen Wassernutzern an dem Standort, wo der Wasserverbrauch tatsächlich entsteht, so Wagener. Auch Flörke sagt: „Der Bericht übt Vergleiche mit Trinkwasserbedarfen in Subsahara-Afrika, wobei ein globaler Wasserverbrauch verwendet wird. Dies ist nicht zielführend und wird den Ausbau digitaler Infrastrukturen und Rechenzentren in Afrika nicht stoppen.“

Einsparungspotenzial ist Machtfrage

Der wohl schärfste Einwand der Forscher:innen gilt aber der Stoßrichtung der Einsparungspotenziale. So sagt Gröger: „Die von diesem Boom profitierenden Tech-Unternehmen – insbesondere Amazon, Google, Meta und Microsoft – werden in der Studie nicht genannt. Es werden auch keine Vorschläge gemacht, wie deren Macht eingeschränkt und sie zur Verantwortung gezogen werden können.“ Stattdessen werde Software-Entwickler:innen und Konsument:innen Tipps gegeben, um ihren individuellen Umweltfußabdruck zu reduzieren, so Gröger. „Nachdem die Studie die dramatischen Probleme genannt hat, die durch den KI-Ausbau entstehen, hätte ich erwartet, dass wesentlich offensivere Lösungsvorschläge gemacht werden.“

Auch Wolfgang Maaß von der Universität des Saarlandes meint: „Das individuelle Nutzungsverhalten wie Länge der Anfrage, Modellwahl und Ausgabeformat hat messbare Auswirkungen auf den Energieverbrauch einer einzelnen Anfrage. Als gesellschaftliches Einsparpotenzial ist es aber gering.“

Die Forschenden selbst legen unterschiedliche Lösungsvorschläge vor: Routing-Systeme, die einfache KI-Anfragen automatisch auf kleinere Modelle umleiten, seien technisch ausgereift und würden vereinzelt bereits eingesetzt, sagt Maaß. Ein unterschätztes Problem sei die Informationsasymmetrie: Tech-Unternehmen hätten im Gegensatz zu den Kommunen, mit denen sie über Genehmigung und Ansiedlung der Rechenzentren verhandeln, oft spezialisierte Verhandlungsteams. Dies führe zur Unterbewertung der Knappheit von insbesondere Land, Wasser und Netzanschlusskapazitäten, weshalb es standardisierte Bewertungsrahmen auf Bundesebene brauche.

Die richtige Intervention laut Maaß sei die Internalisierung externer Kosten durch die CO₂-Bepreisung von Rechenzentren-Strom. Der KI-Energieverbrauch wachse zwar, die globalen Treibhausgasemissionen von Rechenzentren (1,5 Prozent Anteil) seien jedoch mit Sektoren wie Landwirtschaft und Schwertransport ins Verhältnis zu setzen (jeweils mehr als 10 Prozent Anteil). Dekarbonisierung sei dort dringender.

Tilmann Rabl vom Hasso-Plattner-Institut plädiert für gesetzliche Interventionen: „Ohne Regulierung wird aufgrund der hohen Investitionen in KI keine Verringerung des Stromverbrauchs möglich sein.“ Der UN-Report bringe nicht zum Ausdruck, dass die aktuellen Entwicklungen „stark durch Interessen von Investoren“ sowie die industrielle und kommerzielle KI-Nutzung getrieben werden.

„Der Verbrauch von Endbenutzerinnen und Endbenutzern ist gesteuert vom Angebot der Internetkonzerne, die sich in einem Wettrüsten untereinander befinden“, so Rabl. Kleinere Modelle und angepasste Nutzung von KI seien Aufgabe der Softwarehersteller und Internetkonzerne. „Die haben aufgrund ihrer bestehenden Geschäftsmodelle allerdings kein Interesse daran. Das größte Einsparungspotenzial ist die Reduzierung von KI-Anwendungen und IT generell.“