Durstige Cloud

Der Boom um Künstliche Intelligenz sorgt für einen starken Anstieg des globalen Stromverbrauchs. Ohne immer leistungsfähigere Rechenzentren ist dies nicht zu bewältigen. Auf lokaler Ebene sorgt dies vor allem aufgrund des hohen Wasserverbrauchs infolge der nötigen Kühlung der Hardware für Konflikte, wie Beispiele aus Mexiko, Brasilien und Chile zeigen. Doch es gibt Lösungsansätze.

„Cloud“ klingt nach Leichtigkeit, so als schwebte eine Wolke schwerelos über unsere Köpfe hinweg. Tatsächlich aber besteht sie aus Beton, Stahl und einer Infrastruktur, die große Mengen Energie und Wasser benötigt. Laut Internationaler Energieagentur (IEA) verbrauchten Rechenzentren 2024 weltweit rund 415 Terawattstunden (TWh) Strom. Dies entspricht etwa 1,5 Prozent des globalen Stromverbrauchs. Bis 2030 könnte sich dieser Bedarf im Basisszenario der IEA auf rund 945 TWh mehr als verdoppeln.

Der Haupttreiber für diesen Anstieg sind Anwendungen, die auf Machine Learning beruhen – also sogenannte Künstliche Intelligenz. Denn die Prozessoren bringen eine deutlich höhere Leistungsdichte (die erzeugte Leistung bezogen auf die von den Systemen belegte Fläche) in die Rechenzentren.

Was in globalen Prozentzahlen klein wirkt, hat lokal enorme Auswirkungen. Rechenzentren können in regionalen Stromnetzen so stark ins Gewicht fallen wie energieintensive Fabriken. Der hohe Stromverbrauch ist vor Ort problematisch, weil er das ohnehin knappe Netz überlastet. Dies kann lokale Prioritäten (zum Beispiel die Elektrifizierung anderer Betriebe/Quartiere) verdrängen und erhöht den Druck, die Kapazitäten zur Stromerzeugung zu vergrößern und die Stromnetze zu erweitern. Beispielsweise gilt das Stromnetz in Amsterdam als ausgelastet, weshalb bis 2035 keine neuen Rechenzentren mehr angeschlossen werden können.

Der Wasserverbrauch sorgt für Ressourcenkonflikte

Doch nicht nur der Energiebedarf ist bei immer größer werdenden sogenannten Hyperscale Rechenzentren problematisch, sondern vor allem der Wasserverbrauch. Die Kühlung der Hardware in den Rechenzentren funktioniert häufig über Verdunstung, das heißt Wasser wird zu Dampf und ist damit „verbraucht“.

Selbst ein vergleichsweise kleines Rechenzentrum mit lediglich einem Megawatt Leistungsaufnahme kann bei klassischer Verdunstungskühlung bis zu 26 Millionen Liter Wasser pro Jahr benötigen. Dazu kommt der indirekte Wasserverbrauch, der bei der Stromerzeugung anfällt. KI verstärkt den Trend, weil moderne Chips immer mehr Leistung auf engem Raum bündeln. Dadurch entsteht mehr Wärme, die dann durch Kühlung abgeführt werden muss.

Die Ressourcenkonflikte sind längst da und besonders sichtbar in wasserarmen Regionen, in denen Regierungen den Ausbau von digitalen Infrastrukturen als Standortpolitik betreiben. Querétaro in Zentralmexiko etwa gilt als boomender Standort von Rechenzentren. Gleichzeitig ist die Region von Dürre und sinkenden Grundwasserständen geprägt. Eine Recherche des britischen Guardian beschreibt, wie der Ausbau (inklusive Milliardeninvestitionen) auf eine ohnehin angespannte Wasser- und Strominfrastruktur trifft und wie Gemeinden wie Maconí Versorgungsprobleme erleben, während Industrievorhaben Vorrang haben. Der Konflikt ist dabei nicht nur „Wasser gegen Server“, sondern „Wasser gegen Macht“: Wer bekommt in Knappheitssituationen verlässlich Zugang – und wer wird vertröstet?

In Santiago de Chile wurde Googles geplantes Rechenzentrum im Stadtteil Cerrillos zum Streitfall. Ein Umweltgericht stoppte zentrale Teile der Genehmigung und verlangte, Klimawandelfolgen für den lokalen Grundwasserleiter einzubeziehen sowie Alternativen beim Kühlsystem zu prüfen. In einer Region, die seit Jahren unter Dürre leidet, wurde „die Cloud“ plötzlich als ganz reale Entnahme aus einem endlichen Wassersystem verhandelt. Ein Bericht des Medienkollektivs „The Maybe“ über verschiedene Fälle des Baus von Datenzentren zeigt sehr eindrücklich, welche lokalen Konflikte entstehen.

Trotz dieser Konflikte werben Länder wie Brasilien mit dem Verweis auf digitale Souveränität mit der Seekabel-Anbindung, Exportzonen und (teilweise) erneuerbarer Stromerzeugung um Rechenzentren. Doch Konflikte entstehen überall dort, wo Ausbaupläne auf eine fragile Grundversorgung treffen. Ein Beitrag im ARD-Weltspiegel vom vergangenen November beschreibt die Auseinandersetzungen um ein geplantes Mega-Rechenzentrum im Nordosten des Landes. Die Anwohner*innen protestieren gegen den Bau, weil die Brunnen schon jetzt zu wenig Trinkwasser liefern und Strom in den Gemeinden nur stundenweise verfügbar ist. Problematisch ist außerdem, dass Details zu Wasserverbrauch und die lokalen Belastungen oft intransparent bleiben.

Es stellen sich Gerechtigkeitsfragen

Im Kern geht es beim Ausbau digitaler Infrastrukturen um klassische Fragen von Umwelt- und Klimagerechtigkeit, wie Verteilungs-, Verfahrens- und Anerkennungsgerechtigkeit. Wer trägt die Lasten? Wer darf mitentscheiden? Und wessen Wissen zählt überhaupt?

Bei der Verteilungsgerechtigkeit zeigt sich ein bekanntes Muster: Von digitalem Wachstum profitieren vor allem Unternehmen und urbane Zentren. Die ökologischen Kosten landen dagegen häufig dort, wo politische und wirtschaftliche Macht dünner gesät ist: in ländlichen Regionen, bei einkommensärmeren oder marginalisierten Gruppen. Wasserentnahme und zusätzliche Infrastruktur belasten lokale Ressourcen, während sich gleichzeitig die Klimakrise zuspitzt: Dürreperioden machen aus Gebieten mit ohnehin knappen Ressourcen akute Konfliktregionen.

Mindestens ebenso brisant ist die Frage der Verfahrensgerechtigkeit. Denn es geht nicht nur um das „Was“, sondern auch um das „Wie“. Wenn Projekte unter geringer Transparenz vorangetrieben werden, Umweltprüfungen schwach ausfallen oder Beteiligung zur Formsache wird, offenbaren sich ungleiche Machtverteilungen. Am Ende entscheidet oft die Anerkennungsgerechtigkeit darüber, ob Konflikte überhaupt sichtbar werden. Zählen lokale Erfahrungen als relevante Evidenz, oder werden sie als Einzelfall, Emotion oder Fortschrittsbremse abgetan?

Häufig wird auf Innovationen im technischen Bereich verwiesen, die es in Zukunft ermöglichen sollen, dass weniger Wasser benötigt wird. Es gibt durchaus technische Lösungen, die den lokalen Wasserstress durch Rechenzentren mindern können. Dazu zählen beispielsweise eine weniger wasserintensive Kühlung wie die Nutzung luftgekühlter Kondensatoren, geschlossene Kreisläufe oder direkte Flüssigkeitskühlung am Chip. Doch diese Optionen kommen fast nie ohne Bedingungen aus: Oft werden Kosten nur verschoben, etwa durch höheren Strombedarf, mehr Materialeinsatz oder zusätzlichen Flächenverbrauch, und vieles funktioniert nur unter bestimmten klimatischen Voraussetzungen. Vor allem aber bleibt die Grundfrage unangetastet. Wer entscheidet eigentlich, ob ein Standort überhaupt geeignet ist, und wer trägt am Ende die negativen Folgen?

In wasserarmen Regionen wird damit Wasser-Gerechtigkeit zur zentralen Planungsfrage: Es braucht klare Entnahmegrenzen, Prioritäten zugunsten von Trinkwasser und Ökosystemschutz sowie Verfahren, die Betroffene nicht nur formell anhören, sondern tatsächlich beteiligen. Dazu gehören Klagerechte und die reale Möglichkeit, Projekte zu stoppen oder zu verändern, wenn diese die Grundversorgung gefährden. Denn hier entscheidet sich, ob Beteiligung mehr ist als ein Häkchen im Prozess und ob lokale Erfahrungen als legitimes Wissen zählen.

Bei grünen Heilsversprechen ist Vorsicht geboten

Gleichzeitig ist Vorsicht geboten bei grünen Heilsversprechen und Zielen wie „water positive“, die häufig mit Ausgleichsprojekten und Offsetting (Kompensationen) arbeiten. Das kann im Einzelfall sinnvoll sein, löst aber den lokalen Verteilungskonflikt nicht, wenn Wasser dort fehlt und der Ausgleich anderswo stattfindet. Ein „Plus“ in der Bilanz ersetzt keinen Brunnen, der vor Ort trockenfällt. Daher stehen derartige Ansätze immer wieder in der Kritik.

Am unbequemsten ist schließlich die Ebene, über die am wenigsten gesprochen wird: die Nachfrage. Denn ein Schritt in Richtung Nachhaltigkeit bedeutet auch, KI dort zu begrenzen, wo sie vor allem Klicks optimiert, statt gesellschaftlichen Nutzen zu stiften. Diskutiert werden beispielsweise Leitlinien digitaler Genügsamkeit beziehungsweise Suffizienz, kleinere Modelle, effizientere Software, weniger rechenintensive Bild- und Videoanwendungen. Auch verpflichtende Umweltkennzahlen in der Dokumentation von Modellen und Systemen sind von großer Bedeutung.

Am Ende ist die entscheidende Frage nicht, ob Rechenzentren „modern“ sind. Vielmehr geht es darum, ob wir digitale Infrastrukturen so planen, dass sie in eine Welt passen, in der Wasser und Energie knapper werden. Wir müssen sie auf eine Weise gestalten, die dafür Sorge trägt, dass die Lasten nicht bei denen landen, die am wenigsten davon profitieren.

Friederike Rohde ist Techniksoziologin an der TU Berlin und beschäftigt sich mit den Wechselwirkungen zwischen technischen sowie sozialen Veränderungsdynamiken. Einer ihrer Forschungsschwerpunkte liegt im Bereich Künstliche Intelligenz und Nachhaltigkeit.