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KI und Wasserkrise: Warum verbrauchen Rechenzentren zu viel Wasser? | Transformation der Wirtschaft

DW Deutsch14:37

Transcription

Proteste gegen die Techkonzerne überall in Chile, Uruguay, den USA. [Applaus] Während die Rohre kein Trinkwasser mehr hergeben, die Böden austrocknen, bauen Amazon, Microsoft und Google riesige Rechenzentren mitten in ohnehin trockenen Regionen. Dabei benötigt Rechenleistung enorm viel Wasser. Für die Menschen und die Landwirtschaft bleibt nicht genug übrig. Mehr Daten, mehr Cloud Computing, mehr KI, und das nimmt rasant zu. Die Lage wird sich verschärfen. Umweltschutz oder technologischer Fortschritt, beides ist möglich. Rechenzentren, der Kampf ums Wasser.

Meist läuft es so: Ein Rechenzentrum soll gebaut werden, aber viele Menschen lehnen das ab. In Lateinamerika gibt es Proteste, extreme Dürre und Wasserknappheit. Damit hatte Uruguay besonders 2023 zu kämpfen. Es war so schlimm wie seit einem dreiviertel Jahrhundert nicht mehr. Ausgerechnet in dieser Zeit kommt Google. Google rechnete mit 7,6 Millionen Liter Wasser pro Tag. Das verbrauchen 22 000 Menschen, und das in einer extremen Wasserkrise. Daniel Pena ist Wissenschaftler und Aktivist in Montevideo. Er kritisiert fehlende Bürgerbeteiligung. Es gab keinen Dialog mit der Öffentlichkeit. Es fand keine öffentliche Anhörung statt. Das Projekt wurde als Kategorie B eingestuft, also als Projekt mit geringem oder, sagen wir, mittlerem Risiko. Der Beteiligungsprozess war also recht schwach.

Daniel Pena befürchtet erhebliche Umweltbelastungen durch das Projekt von Google Cloud. Der Fluss Santa Lucia ist für die Hauptstadt Montevideo wichtig. Der Kampf ums Wasser hat hier schon begonnen. Wenn kein sauberes Wasser mehr aus der Leitung kommt, bleibt nur abgefülltes Wasser. Nicht alle können sich Flaschenwasser leisten. Wer wenig verdient, hat kein Geld dafür. Das Wasser schmeckt schlecht. Man bekommt Magenschmerzen und manchmal auch Kopfschmerzen.

Der Boom von KI und Cloud Computing. Rechenzentren sind das Rückgrat der künstlichen Intelligenz. Überall auf der Welt werden Rechenleistung und Wasser benötigt. Der Bedarf ist bislang exponentiell gewachsen. Tatsächlich werden die riesigen Hallen oft in den trockensten Gegenden der Welt gebaut. Warum das so ist, dazu später mehr. Allerorten regt sich Widerstand. Die Menschen fordern mehr Informationen, Mitsprache, saubere Luft und Wasser.

Mehr als 850 Millionen US-Dollar kostet das Rechenzentrum, sagt Google. So sieht es im Sommer 2025 in Uruguay aus. Die Bauarbeiten von Google Cloud sind seit einem Jahr im Gang und sollen über zwei Jahre dauern. Verwaltung und Regierung in Uruguay ist das Projekt in Canelones nahe der Hauptstadt Montevideo wichtig. Ich denke, der Prozess war gut. Man sieht ja, dass sich das Projekt inzwischen in der Bauphase befindet und bislang keine größeren Probleme verursacht hat. Virchinia Ghia ist Stadtplanerin, Direktorin für Raumplanung der Stadtverwaltung. Wir hoffen, dass mit der Ansiedlung Synergieeffekte entstehen, also dass dadurch weitere Industrien angezogen werden, und zwar solche, die in Sachen Technologie innovativ sind.

Von welchen Unternehmen sprechen wir? Wer sind die großen weltweiten Player im Geschäft mit Rechenleistung? Es sind die großen drei, die Amazon-Tochter AWS, Microsoft Azure und Google Cloud. Zusammen machen sie zwei Drittel des Marktes aus. Und warum wird so viel gebaut? Weil wir es wollen. Die Industrie, die Wirtschaft, die Gesellschaft. Die Nachfrage ist ja da, doch die Umweltbelastungen sind erheblich.

In vielen großen Rechenzentren verschwindet ein erheblicher Teil des verwendeten Kühlwassers, und zwar in die Luft. Denn zur Kühlung der Server wird das Wasser oft nicht in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Stattdessen kommt es in Kühltürmen zum Einsatz. Es nimmt die Abwärme der Server auf und steigt dann als Wasserdampf in die Atmosphäre auf. [Musik]

In der Tat ist die Verdunstung der effizienteste Weg, um Wärme abzutransportieren. Deshalb schwitzen wir z.B. wenn uns zu heiß wird. Die Verdunstung des Schweißes von unserer Haut ist ein wirksames Mittel, um uns kühl zu halten und eine Überhitzung zu vermeiden. Aon Wemhoff ist Experte für Nachhaltigkeit in Rechenzentren. Allein Google soll jetzt schon jährlich 20 Milliarden Liter Wasser in den USA verbrauchen. Das ist viel in Badewannen. Versuchen wir es aber mal mit olympischen Schwimmbecken mit 50 m Länge. Das wären 8000 Becken.

Ich kenne einige Kollegen bei Google und ich weiß, dass Google aktiv versucht, seinen Wasserfußabdruck zu verkleinern. Weltweit nimmt der Wasserverbrauch durch Rechenzentren drastisch zu. Bis 2030 wird er sich mehr als verdoppeln. Tatsächlich spricht Google nach den Protesten von der Verpflichtung zum verantwortungsvollen Umgang mit Wasser und will sein Rechenzentrum nicht mehr mit Wasser, sondern mit Luft kühlen. Klingt nach einer einfachen Lösung, ist es aber nicht. Wasser kühlt wegen seiner physikalischen Eigenschaften besser. Luftkühlung braucht am Ende mehr Energie. Dabei ist umweltfreundlich erzeugter Strom oftmals gar nicht genügend vorhanden für die Rechenzentren. Da kommen dann Kohle- und Gaskraftwerke dazu. Also doch lieber Wasserkühlung.

Wahrscheinlich sind viele wasserlose Kühlsysteme weniger energieeffizient als Systeme, die mit Verdunstung arbeiten. Am Ende hat man mit Luftkühlung einen größeren Wasserfußabdruck an der Stromerzeugungsquelle als am Standort des Rechenzentrums selbst.

Das Muster ist oft das gleiche, auch in Chile. Google will bauen, hoher Wasserverbrauch, Proteste. Das Umweltamt von Santiago hat die Genehmigung für das Projekt teilweise aufgehoben, weil die Auswirkungen auf das Grundwasser und den Klimawandel nicht ausreichend berücksichtigt wurden. Nun muss Google neu planen und wird wohl auch hier auf Luftkühlung umsteigen.

Warum also der Bau so vieler Rechenzentren in Regionen, die trocken und heiß sind und zu wenig Wasser haben? Der Hauptgrund für die Suche nach trockeneren Gebieten ist zum einen die Effizienz und zum anderen die Vermeidung von Korrosion. "Die Luftfeuchtigkeit darf nicht zu hoch sein", sagt die Forscherin Lorena Jaume Palassie. Die teuren Anlagen, die Technik würden sonst rosten. Wenn Sie etwas anderes als Trinkwasser zur Kühlung verwenden, wenn Sie mit Flüssigkeitskühlung arbeiten, dann bedeutet das, dass man zur Kühlung des Rechenzentrums trinkbares Wasser benötigt, um Korrosion zu vermeiden, und dass man dieses Wasser mit irgendwelchen chemischen Stoffen anreichert. Das bedeutet, dass man dieses Wasser nicht in den normalen Wasserkreislauf zurückführen kann.

Konflikte, also auch in Chile. Doch was könnte man bei der Standortwahl denn besser machen? Als jemand, der sich für die Minimierung der Umweltauswirkungen einsetzt, bin ich der Meinung, dass mehr Rechenzentren in der Nähe von großen Gewässern in kühleren Klimazonen gebaut werden sollten.

Dann schauen wir uns doch mal den Norden Europas an, genauer Schweden. Dort steht ein außergewöhnliches Rechenzentrum in Falun, 200 km von Stockholm entfernt. Wasserverbrauch, Stromverbrauch, ganz allgemein der Umgang mit Ressourcen. Wasser gibt es genug. Es kommt aus einem nahegelegenen See, wird aufbereitet, in Wassertanks gepumpt und anschließend z.B. hier aufgesprüht. Das Prinzip Verdunstung.

Die Serverräume selbst werden auch mit Wasser gekühlt. Vieles davon wird aufbereitet und womöglich wiederverwendet. Große Luftschächte blasen kalte Luft in die Räume. Das kostet Strom. Der wird hier zu 100% aus erneuerbaren Energien produziert. Wasserkraftwerke, groß und klein, gibt es in Schweden viele, und auch Windkraft sorgt für umweltfreundliche Energie im Rechenzentrum.

Die Prozessorwärme wird am Ende nicht einfach an die Umwelt abgegeben. Ein Teil des Wassers, der Abwärme, wird an ein Fernheizwerk verteilt, das ein Nachbar von uns ist und das wir mit Wärme für die Herstellung von Holzpellets für Öfen versorgen.

Pierre Welanda ist der Standortleiter in Falun. Der lokale Energieversorger ist gleich auf der anderen Seite der Straße. Hier werden Pellets getrocknet, die in einem kleinen Kraftwerk verbrannt werden. Das versorgt die Kommune mit Fernwärme. Schweden ist ein ziemlich guter Standort für Rechenzentren. Es gibt viel Wasser, viel Wind, und natürlich spielt die Lage im Norden eine Rolle. Im Winter haben wir niedrige Temperaturen. Normalerweise haben wir etwa 20° unter 0, und das verschafft uns dann tatsächlich kostenlose Kühlung.

Also einfach mal die kalte Luft reinlassen. Vielleicht ist es nicht ganz fair, Schweden mit Chile oder Uruguay zu vergleichen, aber manches lässt sich vielleicht doch übernehmen. Stichwort Holz. Der Baustoff in Schweden ist ein umweltfreundlicher, nachwachsender Rohstoff, der Kohlendioxid bindet. [Musik]

Jetzt sind wir bei 95% Holzanteil, und wir denken, dass dies die perfekteste Art ist, ein Rechenzentrum zu bauen. Kommen wir zum Punkt Bürgerbeteiligung zurück. Auch in Falun gab es Kontroversen und Befürchtungen. Das ist nicht viel anders als in Uruguay oder Chile. Während des gesamten Prozesses wurde großer Wert auf den Dialog mit der lokalen Bevölkerung gelegt. Den Menschen in Falun wurde angeboten, jede Art von Frage zu stellen. Und natürlich wurden diese Fragen auch auf transparente und offene Weise beantwortet. Zusammengefasst, in den nordischen Ländern überwiegen die Vorteile für Rechenzentren die möglichen Nachteile wie die höhere Luftfeuchtigkeit.

Weltweit gibt es in den USA mit 5427 Anlagen die meisten Rechenzentren, mit großem Abstand gefolgt von Deutschland. In Lateinamerika gibt es relativ wenige. In den USA ist wieder eines dazugekommen. In Memphis, Tennessee. Aus Sicht der Stadt kommt hier die Zukunft. Ein Rechenzentrum für künstliche Intelligenz.

Die Bürger sind außer sich vor Wut, vor allem als sie erfahren, dass Elon Musk und sein Chatbot Grock dahinter stecken. Fortschritt ja, aber nicht, wenn die Menschen darunter leiden. Das Rechenzentrum wurde in Rekordzeit von 122 Tagen hochgezogen. Es ist noch nicht am Ende, es soll noch größer werden. Der Prozess und die Art und Weise, wie dieses Geschäft zustande kam, geschah ohne mein Wissen und das anderer Ratsmitglieder. Ich erfuhr davon aus den Nachrichten.

Wasser ist Leben. Es ist eine absolut lebensnotwendige Ressource. Die Industrie braucht Wasser für ihre Prozesse. Unternehmen brauchen Wasser. Aber das sollte niemals wichtiger sein als der Trinkwasserbedarf der Einwohner. Die Menschen beschweren sich über Luft- und Grundwasserverschmutzung und missachtete Umweltgesetze. Gasturbinen laufen für die Stromerzeugung und erzeugen Abgase. Genehmigungen dafür sollten anfangs fehlen. Und auch hier zu wenig Informationen für die Menschen, die es betrifft. Vielleicht ein Musterbeispiel dafür, wie es nicht laufen sollte.

Den Techgiganten wird Intransparenz vorgeworfen. Tatsächlich halten sich Amazon, Microsoft und Google mit konkreten Angaben zurück, was Wasser- oder Stromverbräuche angeht. Google lehnt unseren Besuch in Uruguay ab. Zum jetzigen Zeitpunkt können wir weder einen Besuch vor Ort noch ein Interview ermöglichen. Ob Strom, ob Wasser, verlässliche Daten sind rar. Die meisten Aspekte des Wasserverbrauchs werden nicht erfasst und nicht gemessen. Es ist also sehr intransparent. Ich habe meine Zweifel, denn bisher können wir als Forscher nur versuchen, offen zugängliche Quellen zu nutzen. Wir wissen nicht wirklich, wie viel Wasser sie tatsächlich verbrauchen.

Der Wasserverbrauch ist schon hoch und wird sich verdoppeln, aber auch der Stromverbrauch der Rechenzentren legt bis 2030 um 128% zu. Wir wissen nicht, wie sich die Prozessorleistung der Chips entwickeln wird. Werden sie effizienter oder wird das wegen ständig steigender Anforderungen immer wieder ausgeglichen? Der chinesische KI-Chatbot Deepsek sorgte für Aufregung, weil er für seine Antworten weniger Rechenleistung benötigt. Angeblich verbraucht Deepsek deutlich weniger Energie als vergleichbare Modelle von Open AI, Microsoft oder Google. Vielleicht ist der Strom- und Wasserbedarf in Zukunft gar nicht so groß wie prognostiziert.

Die Unternehmen selbst, also Amazon, Microsoft und Google, sagen, sie wollen bis 2030 wasserpositiv werden. Das heißt, es soll am Ende mehr Wasser bereitgestellt als entnommen werden. Die Techkonzerne haben ein Eigeninteresse, effizient und energiesparend zu sein, aber wasserpositiv, wie das genau gehen soll und ob das klappt, das ist unklar und umstritten. Hoher Wasser- und Stromverbrauch, das ist wohl der Preis des Fortschritts. Rechenleistung auf Kosten der Umwelt.

Es gibt aber kleine Maßnahmen, die helfen, Rechenleistung zu reduzieren: weniger rechenintensive Videos erzeugen, den Taschenrechner benutzen, statt KI einfachste Rechenaufgaben erledigen zu lassen, oder einfach die Suchmaschine benutzen, statt die KI zu fragen. Die Rechenzentren kommen. Die Bürger wollen aber wissen, was das für sie bedeutet. Die großen Rechenzentren sind oft eine Belastung. Umweltschutz und Datenproduktion, das passt noch nicht zusammen. Was ist dir wichtiger? Grenzenloser Fortschritt oder nachhaltiger Umgang mit Ressourcen? Schreib es in die Kommentare. [Musik]