Der Bericht von der United Nations University (UNU) "The Environmental Cost of Artificial Intelligence: Carbon, Water, and Land Footprints" zeigt, wie KI Emissionen steigert, Wasserressourcen schluckt und Landflächen verschlingt.

KI-Rechenzentren sollen demnach bis 2030 rund 945 Terawattstunden (TWh) Strom schlucken, was im Vergleich fast 17-mal mehr ist, als die Schweiz laut dem Bundesamt für Energie im 2024 verbraucht hat (57,5 TWh). Der Flächenverbrauch überschreite zudem bis dahin 14'500 Quadratkilometer und der Wasserverbrauch würde gleich viel wie 1,3 Millionen Menschen in Subsahara-Afrika jährlich benötigen.

Die UNU-Wissenschaftler sind überzeugt, dass die Umweltkosten von KI bisher falsch gemessen wurden. Denn jede Kilowattstunde (kWh) Strom, die das Training oder der Betrieb eines KI-Systems verbraucht, hänge auch mit einem Wasserverbrauch – für Kühlung oder Stromerzeugung – sowie mit einem Landflächenverbrauch – für Energieinfrastrukturen und Lieferketten – zusammen. Und diese drei Fussabdrücke würden sich laut einer Mitteilung zum Bericht nicht in die gleiche Richtung entwickeln: "Der Umstieg von Kohle auf Bioenergie kann beispielsweise den CO2-Fussabdruck von Strom im Durchschnitt um 70% senken, während sich der Wasser-Fussabdruck mehr als verdreissigfacht und der Land-Fussabdruck verhundertfacht".

Laut Hauptautorin Miriam Aczel, Forscherin am UNU-Institut für Wasser, Umwelt und Gesundheit, sind die Entscheidungen, die aus CO2-Sicht am umweltfreundlichsten erscheinen, letztlich schlechter für Wasser und Land. "Wenn wir die Nachhaltigkeit von KI weiterhin allein anhand der CO2-Emissionen bewerten, könnten wir zu dem Schluss kommen, dass erneuerbare Energien die KI-Infrastruktur sauber machen. Doch damit lösen wir nur ein Problem und schaffen gleichzeitig andere – oft an Orten, die nie darum gebeten haben."

Die Schweiz steht laut Bericht im Fussabdruck-Ranking der 20 weltweit führenden Rechenzentrumsstandorte mal weit oben und mal weit unten. Mit 21 Litern pro kWh belegt die Schweiz nach Brasilien und Kanada Platz 3 des Wasser-Fussabdruckes. Somit ist sie über dem globalen Durchschnitt. Beim CO2- und Land-Fussabdruck hingegen platziert sie sich mit 37 Gramm pro kWh auf Rang 20 und mit 124 Quadratzentimeter pro kWh auf Rang 13. Gemäss einer Studie von Energie Schweiz im Auftrag des Bundesamts für Energie könnten aber Schweizer Rechenzentren fast 38% ihres gesamten Stromverbrauchs einsparen.

Der Energieverbrauch pro KI-Abfrage variiere je nach Aufgabe, hält der UNU-Bericht fest: Eine typische Chat-Abfrage sei etwa 200-mal energieintensiver als eine einfache Textklassifizierung. Ein kurzes, KI-generiertes Video soll zudem so viel Strom verbrauchen wie 200'000 Spam-Klassifizierungen. Die Wahl des Modells, die Länge der Eingabeaufforderung, das Ausgabeformat und die Auflösung beeinflussen laut den Experten den ökologischen Fussabdruck massgeblich.

Gemäss Mitteilung sollten Regierungen die KI-Infrastruktur in die Energieplanung, die Wasserbewirtschaftung und die Genehmigung von Flächennutzungen integrieren und eine standardisierte Berichterstattung zum ökologischen Fussabdruck vorschreiben. Würden KI-Unternehmen und -Entwickler zudem die Umweltauswirkungen berücksichtigen, könnten KI-Systeme von Anfang an effizienter entwickelt werden.