Hey ChatGPT, zerstörst du die Umwelt?

fluter.de: Frau Falk, dass es schlecht für das Klima ist, wenn ich mich ins Flugzeug setze oder Auto fahre, ist klar. Aber wie können denn Fragen an eine KI klimaschädlich sein?

Sophia Falk: Künstliche Intelligenz basiert auf der Verarbeitung großer Datenmengen. Dafür werden Rechenzentren mit Tausenden Servern betrieben. Sie arbeiten rund um die Uhr und werden dabei so heiß, dass sie klimatisiert werden müssen. Ein durchschnittliches KI-Rechenzentrum hat den Stromverbrauch einer Großstadt mit 100.000 Einwohnerinnen und Einwohnern oder, in den ganz neuen geplanten KI-Datenzentren von Meta, einer Millionenstadt. Und das führt dann zu hohen CO2-Emissionen, weil der Strom auch noch aus fossilen Quellen stammt.

Könnte man KI-Rechenzentren nicht ausschließlich mit erneuerbaren Energien betreiben?

Das ist leider fast unmöglich, weil Wind- und Solarenergie je nach Wetterlage nicht immer verfügbar sind. Rechenzentren arbeiten aber permanent. Sie müssen also einen Plan B haben, und der heißt im Zweifelsfall: fossiler Strom. Und selbst wenn ein Zentrum 100 Prozent grüne Energie sicherstellen kann, fehlt diese Energie den Städten und Unternehmen in der Umgebung, die auch gerne klimaneutral werden würden.

Lässt sich sagen, wie viel CO2-Ausstoß ein Prompt verursacht?

Leider nicht im Detail, denn die Tech-Unternehmen geben ihre Zahlen nicht heraus. Sicher ist: Je länger und komplexer die Anfrage, desto höher der Stromverbrauch. Bilder oder gar Videos per KI zu erstellen, verbraucht noch mal vielfach mehr Energie. Es wirkt sich aber nicht auf unsere private Stromrechnung aus. Ich denke, dass das zu einer gedankenlosen Übernutzung von KI führt.

In genau diesem Moment streamen vermutlich Hunderte Millionen Menschen Videos, Songs und Games: Fällt die KI-Nutzung da überhaupt ins Gewicht?

Streaming verursacht zwar massive Datenmengen, ist aber vergleichsweise weniger rechenintensiv. KI-Training und -Nutzung hingegen erfordern extreme Rechenleistung, die den Stromverbrauch in ganz andere Dimensionen katapultiert. Laut der Internationalen Energieagentur IEA werden KI-Anwendungen den Stromverbrauch der Zentren bis 2030 verdoppeln und weltweit dann so viel Strom benötigen wie ganz Japan.

Neben Strom verbraucht KI auch sehr viel Wasser.

Das ist richtig. Die riesigen Rechenzentren werden sehr heiß und müssen gekühlt werden. Aber nicht nur dafür wird Wasser verwendet, sondern auch bei dem Abbau von Ressourcen, der Herstellung von Computerteilen und dem Entsorgen von Elektroschrott. Wenn man das alles miteinbezieht, wurden für das Training von ChatGPT-4 mehr als 900 Millionen Liter Wasser verbraucht – und da ist die Kühlung noch gar nicht mit dabei. Das entspricht einer täglichen Wasserversorgung für etwa 12.700 Menschen für ein ganzes Jahr. Und das nur in einer von mehreren Trainingsrunden, in denen die Modelle verbessert und Fehler ausgebügelt werden.

Inwiefern ist dieser hohe Wasserverbrauch problematisch?

Ein durchschnittliches Rechenzentrum, wie es beispielsweise für das Training von KI-Modellen verwendet wird, verbraucht täglich rund 2,1 Millionen Liter Wasser. Bemerkenswert ist, dass einige davon in Gebieten mit geringer Wasserversorgung gebaut werden, wie beispielsweise in der Wüste von Arizona, wo zwar Strom verfügbar, Wasser jedoch knapp ist. Das Wasser kommt oft aus dem Trinkwassernetz oder aus Flüssen und Grundwasserreservoirs in der Nähe. In Trockenperioden kann das die lokale Versorgung stark belasten und zu Konflikten führen.

Es wird mit ziemlicher Sicherheit noch viel mehr KI-Datenzentren geben. Welche Möglichkeiten gibt es, diese klimafreundlicher zu machen?

Ein Lösungsansatz wäre, die großen Mengen Abwärme zu nutzen, etwa für Warmwasser zu Hause oder um Gewächshäuser oder Schwimmbäder zu heizen. In Norwegen und Schweden wird das in Pilotprojekten schon gemacht. Bei den Olympischen Spielen in Paris wurde so ein Schwimmbecken beheizt. Auch in Deutschland brauchen wir viel Heizenergie. Wenn man bereits bei der Planung neuer Rechenzentren schaut, ob und für was in der Nähe Wärme gebraucht wird und die Infrastruktur für Fernwärme vorhanden ist, dann wäre das eine Win-win-Situation. Man reduziert damit gleichzeitig den Wasser- und Stromverbrauch der Kühlung.

Warum wird das bisher nur vereinzelt umgesetzt?

Die Politiker:innen in Deutschland und Europa sind dafür leider zu zögerlich. Es gibt keine Regeln für den Abwärmeverbrauch von Rechenzentren. Und so eine Infrastrukturmaßnahme wäre zusätzlich sehr teuer und zeitaufwendig.