Die Zahl der KI-Rechenzentren wächst weiter – unabhängig von der Energieversorgung?

Energieengpässe werden die Expansion von KI-Rechenzentren wahrscheinlich nicht behindern, so eine aktuelle Studie von ARK Invest. Obwohl das Wachstum der Stromproduktion in den letzten fünf Jahren bei durchschnittlich 2,7 % pro Jahr betrug, schätzen die Autoren der Studie, dass die zusätzliche Nachfrage durch KI-Rechenzentren 0,7 % betragen wird – was das Wachstum der globalen Stromnachfrage bis 2030 auf rund 3,4 % pro Jahr ansteigen lässt.

Der ARK-Studie zufolge macht der Strom nur etwa 9 % der Gesamtkosten von KI-Rechenzentren aus. Unternehmen haben so genügend Spielraum, um in schnelle, netzunabhängige Stromversorgungslösungen zu investieren, ohne die Wirtschaftlichkeit von Rechenzentren zu beeinträchtigen. Insbesondere angesichts der hohen Investitionsrenditen, die von KI-Fortschritten zu erwarten sind, ist dies von Vorteil.

Einige Experten sind sich einig, dass die Auswirkungen von KI auf die Energiesysteme sowohl von der Nachfrage als auch von der Effizienz abhängen werden. Es besteht ein dringender Bedarf herauszufinden, wie Rechenzentren so verwaltet werden können, dass die Nutzung erneuerbarer Energien maximiert wird – so Chris Noble, Mitbegründer und CEO von Cirrus Nexus. Das Technologieunternehmen verwaltet Cloud-Computing-Systeme und nutzt dafür Rechenzentren von Google, Microsoft und Amazon.

Heutzutage versuchen die meisten Rechenzentren, in einem „ausgeglichenen Zustand“ zu arbeiten, sodass ihr Energieverbrauch einigermaßen stabil ist. Damit sind sie dennoch dem Stromnetz ausgeliefert, an das sie angeschlossen sind, sowie dem täglichen Mix aus Erdgas, Kernkraft und erneuerbarer Energieerzeugung. Die Financial Times berichtete im Mai, dass KI-Rechenzentren in den USA bereits 15 Gigawatt (GW) Energie pro Jahr benötigen – das entspricht fast der Kapazität aller US-Solarparks.

Technologiegiganten sind bereits die größten Abnehmer erneuerbarer Energie. Microsoft beispielsweise versucht, überwiegend Strom aus nachhaltigen Quellen zu nutzen. Dafür investiert das Unternehmen in großem Umfang in die Kohlenstoffsequestrierung, die der U.S. Geological Survey als den Prozess der Abscheidung und Speicherung von atmosphärischem Kohlendioxid definiert. Und der Technologieriese tut noch mehr: „Wir haben die Verpflichtung, unser Unternehmen bis 2030 zu 100 % mit kohlenstofffreier Energie zu versorgen. Dieses Ziel leitet auch unsere Arbeit in den Bereichen Batteriespeicher, Netzumbau und Umweltgerechtigkeit an“, so Michelle Lancaster, Senior Director of Global Strategy bei Microsoft.

Es ist interessant, wie Technologieunternehmen nach Möglichkeiten suchen, ihre Abhängigkeit von umweltschädlichen Energiequellen zu reduzieren. Die Umstellung des Betriebs von Rechenzentren ist ein kreativer Weg, um überschüssige erneuerbare Energie zu nutzen und so den CO2-Fußabdruck zu verringern. Diese Einstellung zeugt von einem Engagement für Nachhaltigkeit und kann andere Branchen positiv beeinflussen, damit sie verantwortungsvollere Betriebsweisen in Betracht ziehen.

Effizienzverbesserungen bei der Chip-Hardware haben ebenfalls das Potenzial, einen großen Einfluss auf die Senkung des Energieverbrauchs zu nehmen. In diesem Jahr hat NVIDIA eine neue Reihe von Grafikprozessoren (GPUs) auf den Markt gebracht, die 25-mal weniger Strom verbrauchen als ihre Vorgängermodelle.

Große Unternehmen sagen, dass sie so weit wie möglich kohlenstoffneutral bleiben wollen, auch wenn sie ihren Energieverbrauch erhöhen. Im Moment gelingt ihnen das allerdings nicht. Jedoch ist es nicht von der Hand zu weisen, dass trotz der rasanten Effizienzfortschritten bei Chipmodellen und Künstlicher Intelligenz der mit KI verbundene Energieverbrauch steigen wird. Im Januar sagte die Internationale Energieagentur (IEA) voraus, dass sich die weltweite Stromnachfrage in Rechenzentren zwischen 2022 und 2026 mehr als verdoppeln wird – und KI spielt bei diesem Anstieg eine wichtige Rolle.

Jüngsten Berechnungen zufolge wird dieser Anstieg jedoch immer noch einen sehr geringen Anteil am Gesamtstromverbrauch in den rasch dekarbonisierenden Energiesystemen ausmachen. Selbst bei dem prognostizierten Wachstum des KI-Energiebedarfs bis 2030 wird die Nutzung von Rechenzentren für KI in den USA im Jahr 2022 etwa 0,4 % der US-Emissionen ausmachen.

„Während die Schlagzeilen ein düsteres Bild von der CO2-Bilanz der KI zeichnen, ist die Realität eine andere: Die direkten Auswirkungen sind eher ein kleiner Ausrutscher als eine seismische Veränderung unserer Energielandschaft“, bemerkt Dr. Sarah Chen, eine führende Forscherin im Bereich der nachhaltigen Technologie.

Sollte dieser negativ skizzierte Fall sich doch bewahrheiten, dann sind die Regulierungsbehörden bereits aktiv geworden: Singapur kündigte letztes Jahr einen Nachhaltigkeitsstandard für Rechenzentren in tropischen Ländern an, und die Europäische Kommission hat es sich zum Ziel gesetzt, die Zukunftsfähigkeit von Rechenzentren in der EU zu verbessern. In den USA brachte der Senator von Massachusetts, Ed Markey, im Februar einen Gesetzentwurf zur Untersuchung der Umweltauswirkungen von KI ein, und der Energie- und Handelsausschuss des Repräsentantenhauses veranstaltete im Juni eine Anhörung zum Energieverbrauch von KI.

Veränderungen sind im Gange

Das fünfte jährliche Ranking von Cushman & Wakefield zum Vergleich des globalen Rechenzentrumsmarktes kommt zu dem Schluss, dass sich sowohl die Strategien zur Standortwahl als auch die Rechenzentrumsprojekte ändern. Schließlich hat sich gezeigt, dass KI die Nachfrage nach Rechenzentren auf der ganzen Welt erheblich steigern wird.

„Mit dem Interesse an der Cloud-Expansion und dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz sowie maschinellem Lernen haben sich die Entwickler von Rechenzentren auf große Standorte gestürzt, die einen klaren Weg zur Stromversorgung aufweisen“, sagt Ali Greenwood, Managing Director bei Cushman & Wakefield. „Das Jahr 2023 war ein Rekordjahr in Bezug auf Marktwachstum, sinkende Leerstandsquoten und schnelle Absorption von Rechenzentrumsflächen. Die Weichen für ein Jahr 2024 voller aufstrebender Märkte und neuer Lösungen für das Energieproblem sind gestellt“, fügt er hinzu.

Die größten Märkte sind für ein anhaltendes Wachstum positioniert ¬– zumindest solange, bis Druck auf die lokalen Netzkapazitäten ausgeübt wird oder sich politische Imperative ändern.

Ein kürzlich von der DellʼOro Group veröffentlichter Bericht prognostiziert, dass die Ausgaben für KI-Infrastrukturen in den nächsten fünf Jahren eine Billion US-Dollar übersteigen werden, wobei die weltweiten Investitionen in Rechenzentren bis 2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 24 % anteigen. „KI hat das Potenzial, in den nächsten fünf Jahren mehr als eine Billion US-Dollar an KI-bezogenen Infrastrukturausgaben in Cloud- und Unternehmensrechenzentren zu generieren“, erläutert Baron Fung, Senior Research Director bei der DellʼOro Group.

Die positive Seite der KI

Obwohl KI kurzfristig den weltweiten Energieverbrauch erhöhen könnte, ist ihr langfristiges Potenzial als Dekarbonisierungsinstrument immens. So könnten die aktuellen Entwicklungen eine technologische Revolution bewirken, wodurch sich das Wirtschaftswachstum von den Emissionen entkoppeln ließe.

Das Vereinigte Königreich zum Beispiel hat es geschafft, sein Pro-Kopf-BIP seit 1990 um fast 50 % zu steigern und gleichzeitig die heimischen Emissionen zu halbieren. KI könnte der Schlüssel zur Beschleunigung dieses Trends auf globaler Ebene sein.

Um jedoch das volle Potenzial der KI für den Klimaschutz auszuschöpfen, sind stärkere klimapolitische Maßnahmen erforderlich, darunter:

• Einführung eines Preises für Kohlenstoff, um KI-Lösungen zu fördern, die Emissionen minimieren
• Doppelte Unterstützung für saubere Energie
• Entwicklung von Regulierungsstrukturen, die Anreize für die Entwicklung von KI im Sinne der Nachhaltigkeit bieten

„Wenn wir unsere Karten richtig ausspielen, könnte KI unser Trumpf im Kampf gegen den Klimawandel sein“, meint Emma Thompson, politische Beraterin bei der Global Climate Initiative.

Die Zukunft liegt in der Verantwortung aller. Wenn die Macht der KI verantwortungsvoll und strategisch genutzt wird, besteht die Möglichkeit, eine nachhaltigere Welt zu schaffen. Dabei stellt KI nicht nur einen technologischen Fortschritt dar, sondern ist auch ein hilfreiches Werkzeug bei einer der akutesten globalen Herausforderungen.