Osnabrück Stromfresser KI: Wie viel Energie brauchen ChatGPT und Co eigentlich?
Wie viele Tassen Tee kann man mit dem Strom kochen, der für eine Anfrage an „Chattie“ nötig ist? Die KI-Revolution wird enorme Auswirkungen auf den Energieverbrauch haben. Wie aber lässt sich der Stromhunger stillen?
Die Bundesregierung hat sich einiges vorgenommen, um beim Zukunftsthema KI nicht ins Hintertreffen zu geraten. „Wir wollen führend bei Künstlicher Intelligenz in Europa werden und diese Technologie überall in Wirtschaft und Gesellschaft einsetzen“, formulierte es Digitalminister Karsten Wildberger (CDU) unlängst. Bis 2030 will die Bundesregierung die Kapazitäten der Rechenzentren im Land mindestens verdoppeln und die im Bereich der Künstlichen Intelligenz sogar vervierfachen.
Dazu sollen laut der nun verabschiedeten „Nationalen Rechenzentrumsstrategie“ etwa Genehmigungen und Netzanschlüsse beschleunigt, Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz ergriffen und die Stromkosten im Rahmen gehalten werden. Aber von welchen Energiemengen sprechen wir hier eigentlich?
Fangen wir klein an: Für eine einzige Google-Suchanfrage, so hieß es mal vor einigen Jahren, sei so viel Strom nötig wie für das Kochen einer Tasse Tee. Tatsächlich ist es wohl deutlich weniger, Google selbst spricht von 0,3 Wattstunden (Wh) – das entspräche eher dem Aufladen eines Handys um drei bis fünf Prozent. Für eine Tasse Tee sind rund 20 Wh fällig.
Die täglich rund 8,5 Milliarden Anfragen machen den Suchmaschinenriesen freilich dennoch zu einem Stromverbrauchsgiganten: Schätzungen gehen von mehr als 12 Terawattstunden (TWh) im Jahr aus – Google verbraucht für seine Rechenzentren und Serverfarmen mithin ungefähr so viel Strom, wie ein modernes AKW im Jahr produzieren kann. Oder, um einen anderen Vergleich zu bemühen: viermal mehr als alle derzeit in Deutschland zugelassenen E-Autos.
Ein Zusatzbedarf durch die steigende Nutzung der KI-unterstützten Suche ist da nicht einmal eingerechnet. Müsste diese den Verbrauch nicht weiter in die Höhe treiben? Schließlich entspricht eine Anfrage an Gemini, ChatGPT und Co ja gewissermaßen einem ganzen Bündel an Google-Suchen.
Mit belastbaren Zahlen rückt indes keiner der großen KI-Player so richtig heraus. Google selbst bezifferte den Stromverbrauch einer Anfrage bei seiner KI-Anwendung Gemini Ende vergangenen Jahres mit 0,24 Wattstunden sogar niedriger als bei einer normalen Google-Suche. Dies liege daran, dass durch technische Effizienzsteigerungen der Energiebedarf in Rechenzentren und Serverfarmen zuletzt um ein Vielfaches habe gesenkt werden können, schreibt der Konzern. Auch OpenAI-Chef Sam Altman spricht von lediglich 0,34 Wattstunden für jede Anfrage an ChatGPT.
Andere setzen die Zahlen höher an. Zum Beispiel die Internationale Energieagentur (IEA): Sie geht davon aus, dass bei jeder Nutzung eines der herkömmlichen KI-Sprachmodelle wie ChatGPT, Gemini und Co zwischen 0,1 und 5 Wattstunden anfallen. Der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren werde sich durch die KI-Nutzung laut IEA bis 2030 verdoppeln – auf dann 945 TWh. Das wiederum wäre doppelt so viel, wie ganz Deutschland derzeit pro Jahr an Strom verbraucht. Allein in den USA, schreiben die Energieexperten, würde 2030 fast die Hälfte des gesamten verfügbaren Stroms von Rechenzentren verbraucht werden.
Der Zuwachs bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen wird da kaum Schritt halten können – was bedeutet, dass mit der Zunahme des Stromverbrauchs in diesem Bereich auch der CO2-Ausstoß steigen wird. Greenpeace rechnet in einer Studie mit einer Zunahme um 42 Prozent bis 2030. Die 356 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente, die dann weltweit allein durch Rechenzentren emittiert werden, entsprechen in etwa dem derzeitigen jährlichen Ausstoß eines Landes wie Polen. Die IEA wiederum ist zurückhaltender, was solche Zahlen angeht – wie hoch der Effekt der KI-Technik auf die Emissionen sei, hänge von vielen Faktoren ab, heißt es.
Wohin ein unkoordiniertes Anwachsen der Kapazitäten führen kann, lässt sich bereits in Irland beobachten. Dem EU-Land hat die Ansiedlung zahlreicher IT-Unternehmen – unter anderem haben Alphabet (Google), Meta (Facebook, Whatsapp, Instagram) und Apple hier ihre Europazentralen – einen veritablen wirtschaftlichen Aufschwung beschert; allerdings auch Engpässe in der Energieversorgung und steigende Stromkosten. Rund ein Viertel des irischen Stromverbrauchs geht allein an Rechenzentren, im Gebiet der Hauptstadt Dublin sogar 80 Prozent. In Deutschland sind es derzeit noch um die vier Prozent.
2021 zog der irische Staat die Notbremse und setzte den Bau neuer Zentren im Großraum Dublin vorerst aus – zu einem Zeitpunkt, als von ChatGPT noch niemand etwas gehört hatte und von KI-bedingtem Mehrverbrauch keine Rede sein konnte. Ein ähnliches Vorgehen plant der US-Bundesstaat Maine: Wegen Bedenken angesichts steigender Stromkosten beschloss das dortige Parlament in dieser Woche ein Moratorium für den Bau neuer Rechenzentren bis zum Herbst kommenden Jahres.
Irland hingegen will seine Baupause für neue Anlagen angesichts der rapiden Entwicklung im KI-Bereich nun wieder lockern. Um eine Überlastung der Stromnetze zu vermeiden, müssen Betreiber neuer Rechenzentren etwa über örtlich errichtete „Mikro-Netze“ selbst für ihren Strom sorgen – der, nebenbei, zu 80 Prozent aus erneuerbaren Quellen kommen muss, damit Irland überhaupt die Chance wahren kann, seine Klimaziele zu erreichen.
Auch in Deutschland sollen die Rechenzentren nachhaltig betrieben werden, heißt es im Strategiepapier des Digitalministeriums. Ab dem 1. Januar 2027 sind Betreiber demnach verpflichtet, ihren Strombedarf zu 100 Prozent aus Erneuerbaren zu decken. Dazu sollen sie, ähnlich wie in Irland, unter anderem bessere Möglichkeiten zur Eigenstromerzeugung bekommen.
Was angesichts des hohen Strompreisniveaus in Deutschland eine geradezu zwingende Voraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb eines Rechenzentrums darstellen dürfte – denn vom niedrigeren Industriestrompreis, das stellte Bundeswirtschaftsministerin Katharina Reiche (CDU) bereits klar, werden Betreiber nicht profitieren können.
Die Bundesregierung will sich aber auf EU-Ebene zumindest dafür einsetzen, dass Rechenzentren von „indirekten CO2-Kosten“ – gemeint sind die Kosten durch den Emissionshandel – „entlastet werden“. Was wiederum bedeuten würde, dass dieses zentrale europäische Klimaschutz-Instrument ausgerechnet in jener Branche, die absehbar die Emissionen nach oben treiben wird, kaum wirksam sein wird.
