Der steigende Energieverbrauch von Rechenzentren in den USA und der Einfluss der Künstlichen Intelligenz auf Emissionen

Der Energiehunger der Künstlichen Intelligenz: Neue Daten zu Emissionen von US-Rechenzentren

Eine neue Studie beleuchtet den steigenden Energieverbrauch von Rechenzentren in den USA und wirft Fragen nach dem Einfluss der Künstlichen Intelligenz (KI) auf die Umwelt auf. Forscher der Harvard T.H. Chan School of Public Health haben Daten von 2.132 Rechenzentren, die 78% der Gesamtzahl im Land ausmachen, analysiert und einen besorgniserregenden Trend festgestellt.

Dreifacher Anstieg der CO2-Emissionen seit 2018

Die CO2-Emissionen dieser Rechenzentren haben sich seit 2018 verdreifacht und erreichten in den zwölf Monaten bis August 2024 einen Wert von 105 Millionen Tonnen. Das entspricht 2,18% der gesamten US-Emissionen und ist vergleichbar mit den Emissionen des inländischen Flugverkehrs (ca. 131 Millionen Tonnen). Auch der Energieverbrauch der Rechenzentren hat sich seit 2018 verdoppelt und liegt nun bei 4,59% des Gesamtverbrauchs in den USA.

Der Einfluss der KI

Obwohl Rechenzentren für vielfältige Aufgaben eingesetzt werden, von Webhosting bis zur Cloud-Speicherung, ist der Einfluss der KI auf den steigenden Energiebedarf nicht von der Hand zu weisen. Der KI-Boom, ausgelöst durch die Veröffentlichung von ChatGPT im November 2022, hat zu einem sprunghaften Anstieg der Nachfrage nach Rechenleistung geführt. Experten betonen, dass der KI-Anteil am Energieverbrauch der Rechenzentren rapide wächst, da immer mehr Branchen KI-Technologien integrieren.

Eric Gimon, Senior Fellow bei der Denkfabrik Energy Innovation, kommentiert den Anstieg als "ziemlich groß" und verweist auf die noch jungen Bemühungen zur Steigerung der Effizienz und Entwicklung neuer Chip-Technologien.

Standortwahl und Energiequellen

Die Studie zeigt auch, dass die meisten US-Rechenzentren auf "schmutzige" Energiequellen angewiesen sind. 95% der untersuchten Rechenzentren befinden sich in Regionen mit einer überdurchschnittlich hohen Kohlenstoffintensität der Stromversorgung. Die Konzentration von Rechenzentren in Kohlefördergebieten wie Virginia trägt zu diesem Problem bei. Falco Bargagli-Stoffi, einer der Autoren der Studie, erklärt, dass die ständige Verfügbarkeit fossiler Energiequellen ein wichtiger Faktor für die Standortwahl ist, da Rechenzentren einen kontinuierlichen Betrieb rund um die Uhr gewährleisten müssen. Erneuerbare Energien können diese Anforderungen bisher oft nicht erfüllen. Zusätzlich spielen politische und steuerliche Anreize sowie lokaler Widerstand gegen den Bau von Rechenzentren eine Rolle.

Zukunft der KI und steigender Energiebedarf

Mit der Weiterentwicklung der KI, insbesondere im Bereich der multimodalen Modelle für Bild-, Video- und Musikgenerierung, ist ein weiterer Anstieg des Energiebedarfs zu erwarten. Die steigenden Datenmengen, die diese komplexen Modelle verarbeiten, werden die Emissionen in die Höhe treiben. Die zunehmende Verbreitung von KI-Anwendungen wie OpenAIs Videoerstellungsmodell Sora, Musikgeneratoren und KI-Videobegleitern verdeutlicht diesen Trend.

Gianluca Guidi, Doktorand für Künstliche Intelligenz an der Universität Pisa und am IMT Lucca, betont den exponentiellen Anstieg der Datengröße bei der Verarbeitung von Bildern und Videos und prognostiziert einen weiteren sprunghaften Anstieg der Emissionen.

Ein neues Portal für Transparenz

Die Forscher haben ein Online-Portal entwickelt, das die Emissionen von Rechenzentren in den USA visualisiert. Die Zusammenführung von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht eine umfassendere Einschätzung des Energieverbrauchs und soll zukünftige Regulierungsbemühungen unterstützen. Francesca Dominici, Direktorin der Harvard Data Science Initiative, erwartet jedoch in den nächsten Jahren keine neuen Regulierungen in diesem Bereich.

Bibliographie:

1. t3n.de/news/erste-online-karte-ueber-emissionen-von-rechenzentren-in-den-usa-erstellt-1663769/
2. ecodigit.de/fileadmin/user_upload/Methodenskizze_v1.2_241002.pdf
3. www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/11850/publikationen/114_2024_texte_anhang.pdf
4. digitales.hessen.de/sites/digitales.hessen.de/files/2022-04/nachhaltigkeitsstudie.pdf
5. dserver.bundestag.de/btd/20/036/2003650.pdf
6. pudi.lubw.de/detailseite/-/publication/10589-ENRICH.pdf
7. www.technologiestiftung-berlin.de/fileadmin/Redaktion/PDFs/Bibliothek/Studien/2024/TSB-Publikation_2023_Digitalisierung-unter-Strom-WEB.pdf
8. www.offis.de/fileadmin/content/files/download_tools/datawork/datawork47.pdf
9. www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2018-02-23_texte_19-2018_ressourceneffizienz-rechenzentren.pdf