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Ana Radovanović, Energieexpertin von Google – KI als Herausforderung für die Energiewirtschaft

Quelle: Klima101

Dienstag, 16.12.2025.

14:49

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(Fotojamesteohart/shutterstock.com)

Ana Radovanović, technische Leiterin für Energieanalysen und klimaschonendes Computing bei Google, erläutert, wie einer der Giganten der aktuellen KI-Revolution die Herausforderung erneuerbarer Energien und nachhaltiger Entwicklung angesichts des steigenden Energiebedarfs angeht

Die USA erleben derzeit ein rasantes Wachstum des Strombedarfs. Studien zeigen, dass die Spitzenlast in den USA im Laufe des nächsten Jahrzehnts um bis zu 21,5 % steigen könnte.

Rechenzentren und Stromverbrauch

Rechenzentren tragen maßgeblich zu diesem Wachstum bei. Laut einem Bericht des Lawrence Berkeley National Laboratory entfielen in den USA bis zu 4,4 % des gesamten Stromverbrauchs auf Rechenzentren.

Dieser Anteil wird voraussichtlich bis 2028 auf 6,7 bis 12 % der Gesamtausgaben steigen. Bis 2030 könnte ihr Anteil am Gesamtverbrauch dem aktuellen Anteil erneuerbarer Energien an der Gesamtproduktion entsprechen. Ähnliche Wachstumstrends sind in China, Europa und Japan zu beobachten.

Obwohl es verschiedene Arten von Rechenzentren gibt, werden die von Informationstechnologiegiganten (Google, Microsoft, Meta, Amazon...) gebauten Rechenzentren aufgrund ihrer Größe als Hyperscaler bezeichnet und verbrauchen in der Regel mehr Energie als 500.000 Haushalte.

(FotoMikhail Starodubov/shutterstock)

Ein Großteil des Wachstums der Nachfrage nach Rechenzentren resultiert aus dem Bedarf an KI-Modellen, die enorme Rechenleistung benötigen, insbesondere für Training und Inferenz.

Aufgrund der höheren Rechenleistung und der speziell entwickelten Hardware, die für ihren Betrieb erforderlich ist, verbrauchen sie deutlich mehr Energie als herkömmliche Computer.

Es ist allerdings schwierig, das zukünftige Wachstum des Energiebedarfs von KI-Technologien genau vorherzusagen. Daher sollten alle bestehenden Prognosen mit Vorsicht betrachtet werden.

Beschleunigte Chipentwicklung

Dem rasanten Wachstum der Nachfrage nach Rechenzentren wird nicht nur durch den Bau neuer Infrastruktur, sondern auch durch neue, spezialisierte Chiptechnologien für KI Rechnung getragen, die kontinuierlich weiterentwickelt werden, um weniger Energie zu verbrauchen.

Neben der für die Stromversorgung der Chips selbst notwendigen Kapazität benötigen Rechenzentren auch erhebliche Energiemengen für Kühlung und andere betriebliche Anforderungen.

Eine weitere, völlig neue Herausforderung für Rechenzentren besteht in ihrem stark schwankenden Energieverbrauch.

So berichtete beispielsweise eine von der Firma Meta veröffentlichte Studie von Leistungsschwankungen im Bereich von mehreren zehn Megawatt in ihren mittelgroßen Clustern.

Dies könnte es Netzbetreibern erschweren, Stabilität und Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, die für das Funktionieren des Stromnetzes unerlässlich sind.

Tiefergehende Analysen dieses Phänomens fehlen noch; die Regulierungsbehörden in den USA und Europa arbeiten derzeit an der Festlegung von Regeln für die beobachteten Schwankungen im Signalverhalten.

Können Rechenzentren auch zum Funktionieren des Energiesystems beitragen?

Die Entwicklung von Rechenzentren birgt jedoch nicht nur neue Herausforderungen im Energiebereich. Sie kann auch neue Chancen eröffnen.

(FotoSergey Nivens/shutterstock.com)

Künstliche Intelligenz (KI)-basierte Algorithmen werden immer beliebter, um Effizienzprobleme bei der Optimierung von Energiesystemen zu lösen.

KI-gestützte Kühlsteuerungssysteme, die den Energieverbrauch in Rechenzentren optimieren, oder intelligente Systeme, die die zeitliche und räumliche Flexibilität von Rechenlasten verstehen und diese verschieben, um CO₂-Emissionen im Netzwerk zu reduzieren – dies sind Beispiele für Ansätze, die Rechenzentren zu „klimabewussten Verbrauchern“ machen.

Neben der Unterstützung beim Verbrauch werden KI-basierte Lösungen bereits eingesetzt, um die Energieeffizienz thermostatisch geregelter Energienachfrage, in Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien und sogar in Fahrzeugen zur Reduzierung von CO₂-Emissionen zu steigern (mehr dazu im diesjährigen Umweltbericht von Google).

Dekarbonisierung und „nachhaltiges Computing“

Anders ausgedrückt: Wenn wir im Zeitalter der KI-Entwicklung „nachhaltiges Computing“ betreiben wollen, sollte unser Ziel nicht nur die Dekarbonisierung dieses Sektors und die Reduzierung der daraus resultierenden Emissionen sein, sondern auch die Weiterentwicklung der Rechenzentrumsinfrastruktur selbst, um den Übergang zu einem zuverlässigeren, effizienteren und nachhaltigeren Stromnetz zu unterstützen.

(FotoPixabay.com/Geralt)

Erstens ist die Kapazität der meisten Stromnetze für die Installation zukünftiger Rechenzentren begrenzt, d. h. die Stromerzeugungs- und Übertragungskapazität reicht nicht aus, um deren zukünftigen Bedarf zu decken.

In diesem Sinne kommt Großverbrauchern wie Rechenzentren eine wichtige, aber derzeit noch nicht erfüllte Rolle bei der Ermöglichung einer kohlenstoffarmen, bezahlbaren und zuverlässigen Stromversorgung zu.

Während Investitionen in den Netzausbau ein langsamer und kostspieliger Prozess sind, müssen Rechenzentren ihre Flexibilität hinsichtlich des Strombedarfs erhöhen, um schnellere Verbindungen zu ausgelasteten Netzen zu ermöglichen, den Strompreis für alle zu kontrollieren und die Dekarbonisierung von Energiequellen zu fördern.

Eine Möglichkeit, diese Flexibilität zu erreichen, ist räumlich und zeitlich flexibles Computing: Rechenzentren könnten den Strombedarf steuern, indem sie kontrollieren, wann und wo Rechenoperationen (einschließlich KI) ausgeführt werden.

Investitionen in erneuerbare Energien

Darüber hinaus sollte verstärkt in Energiespeicher und saubere, erneuerbare Energiequellen in der Nähe der Rechenzentren investiert werden, um deren Flexibilität im Strombedarf zu erhöhen und den Gesamtverbrauch zu senken.

(FotoeKapija / Aleksandra Kekić)

Schließlich sollten Rechenzentrumsbetreiber eine Infrastruktur schaffen, die die Zusammenarbeit zwischen Rechenzentren und Netzbetreibern zum gegenseitigen Nutzen ermöglicht.

Dies erfordert Kenntnisse sowohl von Computersystemen als auch der Funktionsweise des Stromnetzes sowie die Fähigkeit, Lösungen zu entwickeln, die bestehende Strukturen und Regeln der Energiemärkte integrieren (oder neue schaffen).

Erste Studien, die in Zusammenarbeit mit Netzwerkexperten und -verteilern durchgeführt wurden, zeigen die wichtige Rolle, die die Flexibilität von Rechenzentren für die Entwicklung, Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Dekarbonisierung des Netzes spielen kann.

Dies ist der einzige nachhaltige Weg, um den steigenden Energiebedarf der KI-Technologie zu decken.

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