Der Energieverbrauch von Rechenzentren wächst weltweit deutlich schneller als der Gesamtstromverbrauch. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) entfielen 2024 rund 415 Terawattstunden auf Rechenzentren, was etwa 1,5 Prozent des globalen Strombedarfs entsprach. Seit 2017 ist dieser Verbrauch jährlich um rund 12 Prozent gestiegen – mehr als viermal so schnell wie der gesamte Stromverbrauch. Die IEA geht in ihrem Basisszenario davon aus, dass der Verbrauch bis 2030 auf etwa 945 Terawattstunden ansteigt und damit den heutigen Strombedarf Japans übertrifft. KI gilt als der wichtigste Treiber dieser Entwicklung. Typische KI-fokussierte Rechenzentren verbrauchen bereits so viel Strom wie 100.000 Haushalte; die größten im Bau befindlichen Anlagen sollen das Zwanzigfache erreichen.
Die Verteilung ist stark konzentriert. Die Vereinigten Staaten entfielen 2024 auf etwa 45 Prozent des globalen Rechenzentrumsstroms, China auf 25 Prozent und Europa auf 15 Prozent. In den USA könnten Rechenzentren bis 2030 fast die Hälfte des Strombedarfszuwachses ausmachen. In China bleibt Kohle derzeit die dominante Quelle für den Strom der Rechenzentren mit einem Anteil nahe 70 Prozent. Weltweit decken fossile Energieträger den Großteil des Verbrauchs, wobei Kohle den größten Einzelanteil stellt, gefolgt von Gas, während erneuerbare Energien und Kernkraft zusammen weniger als die Hälfte ausmachen. Die IEA schätzt, dass die strombedingten Emissionen der Rechenzentren derzeit bei rund 150 Millionen Tonnen CO? liegen und unter dem Basisszenario bis 2035 auf etwa 350 Millionen Tonnen steigen könnten.
Eine Studie in Nature Sustainability beziffert für die Vereinigten Staaten allein zusätzliche jährliche Emissionen von 24 bis 44 Megatonnen CO?-Äquivalent durch den Ausbau von KI-Servern zwischen 2024 und 2030, je nach Expansionsgeschwindigkeit. Gleichzeitig entsteht ein erheblicher Wasserfußabdruck. Die gleiche Studie nennt für US-KI-Server einen jährlichen Wasserverbrauch von 731 bis 1.125 Millionen Kubikmetern. Kühlung in den Rechenzentren selbst, der Wasserbedarf der Stromerzeugung und die Herstellung von Halbleitern tragen dazu bei. Ein Bericht der United Nations University weist darauf hin, dass der Wasserfußabdruck der Rechenzentren bis 2030 dem jährlichen Grundbedarf an Trinkwasser von 1,3 Milliarden Menschen in Subsahara-Afrika entsprechen könnte. Viele neue Anlagen entstehen in Regionen mit bereits angespannten Wasserressourcen. Der Bericht der UN-Universität beziffert zudem einen Landbedarf von über 14.500 Quadratkilometern bis 2030 und warnt vor bis zu 2,5 Millionen Tonnen Elektroschrott jährlich durch die KI-Infrastruktur, der vor allem in Ländern mit begrenzten Entsorgungskapazitäten anfallen dürfte.
Auch die Hardware selbst ist ressourcenintensiv. Die Fertigung von Chips für KI-Anwendungen benötigt große Mengen ultrapure Wasser und seltene Erden. Deren Abbau und Verarbeitung belasten Böden und Gewässer. Der Ausbau erfordert zudem massive Investitionen in Netze, Transformatoren und Übertragungskapazitäten. In mehreren Regionen stoßen die Netze bereits an Grenzen, sodass der Anschluss neuer Rechenzentren verzögert wird. In China konzentriert sich der Verbrauch bisher vor allem im kohlelastigen Osten, während erneuerbare Kapazitäten im Westen liegen. Indien und Südostasien werden in den IEA-Projektionen als wachsende Standorte genannt, doch auch dort bleibt der Strommix teilweise fossil geprägt. Selbst wenn erneuerbare Energien einen wachsenden Anteil am zusätzlichen Verbrauch decken, führt der absolute Anstieg zu höheren Emissionen, sofern Kohle und Gas nicht parallel zurückgedrängt werden.
Effizienzgewinne bei einzelnen KI-Aufgaben sind dokumentiert, werden jedoch durch die rasch steigende Nutzung und durch energieintensivere Anwendungen überkompensiert. Der IEA zufolge wuchs der Stromverbrauch von Rechenzentren 2025 um 17 Prozent, während der globale Stromverbrauch nur um 3 Prozent zulegte. Die Konzentration großer Anlagen in wenigen Regionen erhöht zudem lokale Belastungen für Netze, Wasserhaushalt und Luftqualität. Solange der Ausbau schneller voranschreitet als die Dekarbonisierung der Stromsysteme und die Verbesserung der Kühltechnologien, verstärkt die Digitalisierung den Druck auf Klima und Ökosysteme. Die wissenschaftlichen Analysen der IEA und peer-reviewter Studien zeigen, dass der ökologische Fußabdruck nicht allein vom direkten Stromverbrauch abhängt, sondern von der gesamten Kette aus Hardwareherstellung, Kühlung, Stromerzeugung und Entsorgung.
