Die Bundesregierung und der Technologiekonzern Nvidia haben Anfang dieser Woche eine engere Zusammenarbeit bei der Entwicklung künstlicher Intelligenz vereinbart. Sie wollen damit die Wettbewerbsfähigkeit stärken, sagten Bundeskanzler Friedrich Merz (CDU) und Nvidia-Chef Jensen Huang am Rande eines „Investitionsgipfels“ am Montag.
Den Ausbau der IT-Infrastruktur in Deutschland will die Regierung in den kommenden Jahren deutlich vorantreiben. Der kürzlich veröffentlichten Rechenzentrumsstrategie zufolge soll die IT-Leistung in Deutschland bis 2030 von derzeit etwa zwei Gigawatt auf mehr als vier Gigawatt ansteigen und sich damit mehr als verdoppeln. Die KI-Leistung soll sich sogar vervierfachen.
Weitergehende Prognosen gehen davon aus, dass der KI-Boom im nächsten Jahrzehnt erst so richtig starten wird: Ein Gutachten von Borderstep und anderen im Auftrag des Wirtschaftsministeriums sagt voraus, dass der Stromverbrauch von Rechenzentren bis 2045 auf etwa 80 Terawattstunden anwachsen wird. Das wäre etwa vier Mal so viel Strom wie heute. Zur Einordnung: Mit 80 Terawattstunden ließen sich jährlich rund 16 Millionen Haushalte mit Strom für Wärmepumpen versorgen oder 40 Millionen Elektroautos betreiben.
Angesichts dieses enormen Zuwachs sollte die Nachhaltigkeit von Rechenzentren im Fokus der politischen Regulierung stehen. Doch die Bundesregierung schlägt den geradezu entgegengesetzten Weg ein: Anstatt sicherzustellen, dass der Ausbau der Rechenzentren mit den Zielen der Energiewende vereinbar bleibt, weicht sie die Effizienzvorgaben auf. Voraussichtlich im November wird der Bundestag das deutlich abgeschwächte Energieeffizienzgesetz beschließen.
Wie viel Strom und Wasser deutsche Rechenzentren derzeit verbrauchen, ist obendrein nur lückenhaft dokumentiert. Das erschwert nicht nur den Ausbau der erneuerbaren Energien und die Planung von Netzanschlusskapazitäten, sondern auch die kommunale Wärmeplanung und eine vorausschauende Wassernutzung.
Nur wenig Wissen über Ressourcenverbrauch
Laut Borderstep-Gutachten gibt es bundesweit derzeit 2.000 Rechenzentren mit einer Anschlussleistung von mehr als 100 Kilowatt. Vor allem die Zahl von Großrechenzentren mit einer Größe von mehr als fünf Megawatt nimmt zu. Doch Studien wie die von Borderstep beruhen auf freiwilligen Branchenumfragen und geben daher nur ein verzerrtes Bild der Realität wieder. Wer würde in einer Umfrage schon zugeben, dass sein Rechenzentrum besonders ineffizient mit Strom, Wasser oder Flächen umgeht?
Seit Mitte August ist immerhin ein wenig Licht ins Dunkel gekommen. Das Bundeswirtschaftsministerium hat, wie es das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) vorsieht, erstmals ein Rechenzentrumsregister veröffentlicht. Allerdings legten gerade einmal 319 der geschätzt 2.000 meldepflichtigen Rechenzentren ihre Daten transparent mit Namen im öffentlichen Register offen. 166 weitere Rechenzentren meldeten ihre Daten nur anonym.
Dem Leitfaden des Branchenverbands Bitkom zufolge wäre eine Veröffentlichung zwar auch „auf der eigenen Webseite oder per öffentlichem Aushang vor dem RZ“ möglich. Stichproben haben aber ergeben, dass die Webseiten der nicht meldenden Betreiber ebenso wenig Auskunft geben. (Ob es an den Werkstoren der Rechenzentren Aushänge gibt, haben die Studienverantwortlichen nicht geprüft.) Da der Großteil der deutschen Rechenzentrumsbetreiber keine Betriebsdaten veröffentlicht, fehlt eine verlässliche öffentliche Übersicht über tatsächlich eingehaltene Effizienzstandards sowie Strom- und Wasserverbrauch der Branche.
Aus den gemeldeten Daten lassen sich dennoch drei Schlüsse ziehen:
- Gut ein Drittel der deutschen Rechenzentren erreicht bereits jetzt zukünftige gesetzliche Anforderungen bezüglich der Energieverbrauchseffektivität (Power Usage Efficiency, PUE), wie das Umweltbundesamt ermittelt hat. Ambitionierte Grenzwerte sind hier also durchaus möglich.
- Ein weiteres Drittel der einzeln gemeldeten Rechenzentren weisen einen deutlich erhöhten PUE auf (>1,5). Eine gesetzliche Regulierung ist daher notwendig.
- Der Abwärmenutzungsgrad (ERF) der bestehenden Rechenzentren ist mit knapp drei Prozent winzig. Wollen wir nicht weiterhin große Mengen an klimaneutraler Wärme vergeuden, so müssen Rechenzentren zur Abgabe von Abwärme verpflichtet werden.
Neben dem Umfang ist auch die Qualität der veröffentlichten Daten deutlich verbesserungsbedürftig. Berichtspflichten müssen also durchgesetzt und die gemeldeten Daten überprüft werden.
Regeln drohen verwässert zu werden
Angesichts des erwarteten Booms an Rechenzentren-Neubauten haben europäische wie deutsche Gesetzgeber damit begonnen, den Stromverbrauch von Rechenzentren zu regulieren oder wenigstens transparent zu machen.
Auf nationaler Ebene bietet das Energieeffizienzgesetz den wesentlichen Stellhebel. Die Ampel-Regierung hat es im Jahr 2023 eingeführt. Das Gesetz gibt Regeln vor für die Energieverbrauchseffektivität sowie für die Wiederverwendung von Abwärme (Energy Reuse Factor, ERF). Neue Rechenzentren sollen demnach ab Juli dieses Jahres mit einem PUE von höchstens 1,2 gebaut werden und stufenweise bis Juli 2028 einen Abwärmenutzungsgrad von 20 Prozent aufweisen. Für bestehende Rechenzentren gelten niedrigere Standards.
Europaweit wird derzeit an einem Label für Rechenzentren gearbeitet. Künftig sollen Rechenzentren – allerdings nur freiwillig – ein einheitliches Label nutzen können, das sowohl über die Energieeffizienz auf der bekannten Skala von A bis G als auch über die Wassernutzung informiert.
Die Verhandlungen zu diesem Label laufen derzeit noch. Es besteht die Gefahr, dass die IT-Branche die Regeln so stark verwässert, dass am Ende alle Rechenzentren in der Effizienzklasse A landen. Nächstes Jahr will die EU dann auch Mindesteffizienzstandards für Rechenzentren einführen. Auch hier ist unklar, wie wirksam diese sein werden.
Strom ist ein umkämpftes Gut
Viele Rechenzentren brüsten sich damit, zu 100 Prozent Grünstrom zu verwenden. Nach aktuellem EnEfG müssen sie das ab dem 1. Juli des kommenden Jahres allerdings ohnehin tun. Das Gesetz sieht dabei lediglich vor, dass Rechenzentren ihren Strombedarf bilanziell mit Strom aus erneuerbaren Energien decken. Diese Anforderung ist auch erfüllt, wenn norwegische Wasserkraftzertifikate gekauft werden – und der Strom tatsächlich aus einem Gaskraftwerk kommt.
Probleme bereiten auch die beschränkten Netzanschlusskapazitäten. Sie geben die maximale Leistung an, die ein Netzbetreiber an einem bestimmten Netzanschlusspunkt dauerhaft für Strombezug bereitstellt. Viele Rechenzentren belegen große Netzanschlusskapazitäten, die sie aber mitunter erst Jahre nach ihrer Inbetriebnahme nutzen. In der Zwischenzeit ist das Rechenzentrum nur zu einem geringen Teil mit IT-Hardware gefüllt, die knappe Ressource Netzanschluss bleibt aber reserviert und kann nicht anderweitig genutzt werden, etwa um Gebäude mittels Wärmepumpen zu heizen oder E‑Autos zu laden.
Dänemark hat auf diese Entwicklung jüngst reagiert und wird Anfragen nach Netzanschlüssen zukünftig politisch priorisieren. Privathaushalte, das Gesundheitswesen oder die Ladeinfrastruktur für Elektroautos sollen dann eher Stromkapazitäten erhalten als etwa große Rechenzentren.
Übererfüllt Deutschland die europäische Effizienzrichtlinie?
Auf deutscher und EU-Ebene erfolgt die Regulierung von Rechenzentren erst seit kurzem. Die geltenden Standards sind vor drei Jahren beschlossen worden und beginnen erst, Wirkung zu entfalten. Nichtsdestotrotz hat sich die Bundesregierung in ihrem Koalitionsvertrag verpflichtet, das Energieeffizienzgesetz auf „europäisches Mindestmaß zurückzuführen“.
Diesem Wunsch liegt das Missverständnis zugrunde, dass Deutschland die europäische Energieeffizienz-Richtlinie (EED) zu ambitioniert umgesetzt habe und die deutsche (Digital-)Wirtschaft unnötigerweise mit Auflagen belaste, die europarechtlich gar nicht vorgeschrieben seien.
Tatsache ist allerdings, dass die EED konkret vorsieht, Endenergie einzusparen. Die Mitgliedsstaaten können dafür sogenannte Einsparverpflichtungssysteme einführen, zum Beispiel in Form sogenannter „weißer Zertifikate“. Deutschland hat sich gegen diese Verpflichtungssysteme entschieden und muss daher laut Richtlinie andere Maßnahmen ergreifen, die ähnlich wirksam sind.
Als solche hat die Bundesregierung im letzten Nationalen Energie- und Klimaplan unter anderem strengere Regeln für Rechenzentren benannt. Wenn Deutschland nun unter anderem die Regeln für Rechenzentren auf das vermeintliche Mindestmaß nach EU-Recht senkt, zugleich aber weiterhin keine Einsparverpflichtungssysteme erlässt, ist dies nach Auffassung von Jurist:innen ein gravierender Rechtsverstoß.
Schwarz-Rot will Vorgaben abschwächen
Die von der Regierung geplanten Änderungen sehen unter anderem vor, die PUE-Werte für Rechenzentren anzuheben und weitere Ausnahmen für die Abwärmenutzung einzuführen.
Welche Folgen diese Lockerungen hätten, haben das Umweltinstitut München, das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung und AlgorithmWatch untersucht. Demnach würde eine geringe Senkung der Effizienzvorgaben den Strombedarf erheblich erhöhen, wenn man das zu erwartende Wachstum der Branche berücksichtigt. Im Jahr 2045 werden dann etwa neun Terawattstunden mehr Strom verbraucht, während rund zehn Terawattstunden Wärme weniger genutzt würden.
Um die Effizienzverluste auszugleichen, wären bis zu sieben zusätzliche Gaskraftwerke und elf Tankschiffladungen Flüssigerdgas (LNG) erforderlich. Das wäre klimapolitisch fatal und würde massive weitere Emissionen verursachen. Zudem tragen die zusätzlichen Energiekosten am Ende die deutsche Digitalwirtschaft sowie die Endverbraucher:innen.
Lobbydruck statt wirksamer Effizienzregeln
Der Bundestag hat über die Novelle bereits beraten und wird das deutlich abgeschwächte Energieeffizienzgesetz voraussichtlich im November beschließen. Vorangegangen war ein massiver Lobbydruck, insbesondere durch große US-amerikanische Tech-Konzerne. Zahlreiche Branchentreffen sind dokumentiert und etliche Änderungen am Gesetz weisen erstaunliche, teils wortgenaue Ähnlichkeiten mit den Forderungen von Big Tech auf, wie das Umweltinstitut gemeinsam mit LobbyControl und Campact zeigt.
Mit Umweltverbänden hat sich die Bundeswirtschaftsministerin Katherina Reiche (CDU) nicht zu den Standards für Rechenzentren ausgetauscht. Die geplanten Änderungen begünstigen nun auch die Interessen vor allem großer US-amerikanischer Tech-Konzerne. Das wirft die Frage auf, ob Umwelt- und Gemeinwohlinteressen bei der Überarbeitung des Gesetzes überhaupt eine Rolle spielen.
Es gibt Alternativen
Keine wesentliche Rolle spielen auch mögliche Alternativen zu den riesigen Rechenzentren auf der grünen Wiese. Dass es diese Alternativen gibt, zeigen zahlreiche mittelständische deutsche Rechenzentrumsbetreiber.
Sie setzen auf kleinere Rechenzentren, die siedlungsnah gebaut werden. Modulare Systeme erlauben eine offene Nutzung mit freier Software und befreien Nutzer:innen von der Vormachtstellung US-amerikanischer Tech-Giganten. Hocheffiziente Kühlsysteme sparen Strom, Wasser und damit Kosten ein, eigene Verträge mit nahegelegenen Solar- und Windparks sorgen für echten grünen Strom.
Diese Form der Digitalisierung ist in Deutschland möglich – wenn die politischen Weichen dafür gestellt werden.
Leonard Burtscher ist Referent für Klima- und Energiepolitik am Umweltinstitut München e.V.
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