Rechenzentren belasten das Klima stärker als erwartet

(Source: Connect world / stock.adobe.com)

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Mit dem rasanten Ausbau von Rechenzentren wächst auch ihr Bedarf an Strom und Wasser. Die Folgen für das Klima fallen allerdings deutlich gravierender aus als bisher angenommen, wie eine Studie (PDF) des Kreditversicherers Allianz Trade zeigt.

Für die Schweiz eröffnet diese Entwicklung Chancen. Gemessen an der Zahl ihrer Rechenzentren zählt sie zwar zu den kleineren Märkten, wächst laut der Studie aber überdurchschnittlich schnell. Der hiesige Markt für Rechenzentren gewinnt insbesondere wegen der politischen Stabilität, der strengen Datenschutzgesetzgebung und der leistungsfähigen digitalen Infrastruktur an Attraktivität, wie Allianz Trade mitteilt. Für die Klimabilanz der Rechenzentren ist jedoch ein anderer Faktor entscheidend: der Strommix.

Sauberer Strom verschafft der Schweiz Vorteile

Wie klimafreundlich ein Rechenzentrum arbeitet, hängt entscheidend vom Standort und dessen Strommix ab. Dieselbe Rechenleistung kann je nach Land ein Vielfaches an Emissionen verursachen. Während in Indien, Indonesien oder Malaysia mehr als 600 Gramm CO2 pro Kilowattstunde anfallen, liegt der Wert in der Schweiz bei rund 40 Gramm. Noch tiefere Werte erreichen lediglich Norwegen und Schweden. Zum Vergleich: In den USA beträgt die CO2-Intensität des Strommixes 384 Gramm pro Kilowattstunde, in China 526 Gramm.

Der vergleichsweise saubere Strommix verschafft der Schweiz laut der Studie damit gute Voraussetzungen für den klimafreundlichen Betrieb von Rechenzentren. Gleichzeitig weist das Land wegen seines hohen Anteils an Wasser- und Kernkraft einen relativ hohen Wasserfussabdruck auf.

KI treibt den Ausbau der Rechenzentren an

Der steigende Einsatz von künstlicher Intelligenz beschleunigt den Ausbau der Rechenzentren weltweit. Bereits heute entfallen laut der Studie 15 bis 20 Prozent des Stromverbrauchs von Rechenzentren auf KI-Anwendungen. Bis 2030 könnte dieser Anteil auf rund 40 Prozent steigen. Gleichzeitig dürfte sich die weltweit installierte Rechenzentrumskapazität bis Ende des Jahrzehnts verdoppeln.

Den globalen Strombedarf der Rechenzentren beziffert Allianz Trade für 2025 auf rund 515 Terawattstunden. Das entspricht fast dem Neunfachen des Schweizer Stromverbrauchs, der 2024 laut Bundesamt für Energie (PDF) bei 57,5 Terawattstunden lag. Bis 2030 könnte der weltweite Strombedarf der Rechenzentren auf mehr als 1100 Terawattstunden anwachsen.

Der Strombedarf von Rechenzentren dürfte bis 2030 in fast allen Regionen deutlich steigen - besonders stark wächst er in den USA und China. Die Schweiz bleibt zwar ein vergleichsweise kleiner Markt, weist aber ein überdurchschnittliches Wachstum auf. (Source: Allianz Trade)

Emissionen reichen weit über den Stromverbrauch hinaus

Die Studie schätzt die weltweiten CO2-Emissionen von Rechenzentren für 2025 auf rund 286 Millionen Tonnen. Das sind laut Allianz Trade rund 57 Prozent mehr als frühere Schätzungen. Der Unterschied erklärt sich vor allem dadurch, dass die Studienautoren nicht nur den Stromverbrauch der Anlagen berücksichtigen, sondern auch Emissionen aus der Herstellung von Servern, Halbleitern und weiterer Infrastruktur sowie aus dem Bau der Rechenzentren. Zudem berücksichtigt die Studie abgesehen von den direkten Emissionen auch den gesamten Lebenszyklus der Infrastruktur sowie den Wasserverbrauch. 

Während frühere Schätzungen vor allem den Stromverbrauch berücksichtigten, rücken nun Emissionen aus Lieferketten und Hardware stärker ins Gewicht. Die umfassendere Analyse verändert damit auch den Blick auf die grössten Klimatreiber. Selbst eine deutlich klimafreundlichere Stromversorgung reicht nicht aus, um den CO2-Fussabdruck von Rechenzentren nachhaltig zu senken. Bis 2030 könnten Emissionen aus der Herstellung von Servern, Halbleitern und weiterer Infrastruktur bereits rund die Hälfte des gesamten Fussabdrucks ausmachen.

Auch der Wasserbedarf nimmt deutlich zu

Nicht nur der Stromverbrauch dürfte in den kommenden Jahren stark steigen. Laut Allianz Trade verbrauchten Rechenzentren 2025 weltweit rund 814 Milliarden Liter Wasser. Bis 2030 könnte dieser Wert je nach Entwicklung auf bis zu 1,8 Billionen Liter anwachsen.

Auch hier nimmt die Schweiz eine besondere Stellung ein. Zwar verursacht ihr CO2-armer Strommix vergleichsweise geringe Emissionen. Weil Wasser- und Kernkraft den Schweizer Strommix prägen, fällt der indirekte Wasserverbrauch höher aus als in vielen anderen Ländern. Allianz Trade schätzt den jährlichen Wasserverbrauch der Schweizer Rechenzentren auf rund 700 Millionen Liter.

Der Wasserverbrauch von Rechenzentren unterscheidet sich je nach Land deutlich. Die Grafik zeigt ihn im Verhältnis zum Wasserstress, also zur Belastung der verfügbaren Süsswasserressourcen. Die Schweiz zählt zu den kleineren Märkten und weist einen vergleichsweise geringen absoluten Wasserverbrauch auf. (Source: Allianz Trade) 

KI könnte den höheren Ressourcenverbrauch ausgleichen

Trotz ihres steigenden Energie- und Ressourcenbedarfs sehen die Studienautorinnen und -autoren KI nicht nur als Belastung. Gelingt es, die Technologie breit zur Optimierung von Energieversorgung, Industrie, Gebäuden oder Verkehr einzusetzen, könnte sie langfristig mehr Emissionen einsparen, als ihre Infrastruktur verursacht.

Ob dieses Szenario eintritt, hängt laut Allianz Trade jedoch von einer entscheidenden Voraussetzung ab: Der Strom für den Betrieb der Rechenzentren muss zunehmend aus CO2-armen Quellen stammen. Ohne den weiteren Ausbau erneuerbarer Energien und anderer emissionsarmer Stromerzeugung drohe der Klimavorteil vieler Standorte rasch zu schwinden.

Übrigens: Wie Schweizer Rechenzentren laut einer Studie des Bundesamts für Energie ihre Energieeffizienz steigern können, lesen Sie hier.