In der heutigen digitalisierten Welt ist das Thema Energieverbrauch und Umweltverträglichkeit allgegenwärtig. Besonders im Kontext von künstlicher Intelligenz und großer Datenmengen werden häufig Bedenken geäußert, wie sehr Computer unseren Planeten belasten könnten. Dabei wird oft übersehen, wie energieeffizient moderne Computing-Technologien tatsächlich sind. Die Bedeutung von Computing für unsere Gesellschaft ist immens. Dennoch zeigt eine nähere Betrachtung, dass Computerprogramme wie ChatGPT oder Streaming-Dienste erstaunlich wenig Energie im Vergleich zu herkömmlichen Medien oder physischen Produkten verbrauchen.
Diese Energieeffizienz ist ein zentraler Punkt, der bei Diskussionen um Klimawandel und Technologie häufig untergeht. Computing wurde speziell so entwickelt, dass es enorme Mengen an Informationen verarbeitet und bereitstellt, wobei der Energieverbrauch vergleichsweise minimal bleibt. Die Definition von Effizienz im technischen Sinne beschreibt das Verhältnis von Nutzen oder Wert zu dem eingesetzten Energieaufwand. Computer stehen hier exemplarisch für eine Technologie, die extrem viel „wertvolle Information“ mit relativ wenig Energieeinsatz liefert. Ein einfaches Beispiel verdeutlicht dies: Betrachtet man das Lesen eines Buches, verbraucht die Produktion und der Transport eines gedruckten Buches erheblich mehr Energie als das Herunterladen eines eBooks auf ein Tablet oder einen Laptop.
Während ein physisches Buch für eine Lesestunde etwa 600 Wattstunden Energie beansprucht, zeigt der Energieaufwand für die Nutzung digitaler Geräte ausgeglichene Werte um 30 Wattstunden pro Stunde Lesen. Dies verdeutlicht, dass digitale Medien eine deutlich effizientere Informationsübertragung darstellen. Trotz der Tatsache, dass viele Menschen täglich mehrere Stunden mit Internetnutzung verbringen, ist der Stromverbrauch für die gesamte Infrastruktur vergleichsweise gering. Die US-amerikanischen Daten etwa zeigen, dass alle Rechenzentren in den Vereinigten Staaten zusammen nur etwa 4,4 % des gesamten Stromverbrauchs ausmachen. Dies geschieht, obwohl ein großer Teil der Bevölkerung ungefähr die Hälfte ihrer wachen Zeit online verbringt.
Auch die Endgeräte wie Smartphones, Computer und Fernseher verbrauchen nur einen weiteren kleinen Teil des Stroms, wobei die Übertragung der Daten über das Internet ebenfalls verhältnismäßig wenig Energie benötigt. Zusammen ergibt sich daraus ein Anteil von rund 12 % des gesamten Stromverbrauchs, mit Internet und digitalen Anwendungen als Grundlage. Wenn man das Gesamtbild aller Energiequellen betrachtet – also neben Strom auch fossile Brennstoffe und andere Energieträger – macht die gesamte Internetnutzung sogar nur etwa 4 % des gesamten Energieverbrauchs aus. Diese Zahlen zeigen deutlich, dass technische Digitalisierung im Alltag keine unverhältnismäßige Belastung für das Energiesystem darstellt. Der Grund für diese Effizienz liegt zum einen in der gezielten Entwicklung von Rechenzentren, die auf höchste Energieeffizienz optimiert sind.
Große Unternehmen investieren immense Summen in Forschung und Entwicklung, um Rechenzentren so energieeffizient wie möglich zu gestalten. Durch gekühlte Serverräume, optimierte Hardware und intelligente Softwarelösungen gelingt es, den Stromverbrauch pro Informationspaket kontinuierlich zu senken. Zum anderen ist die Computerwissenschaft selbst eine Disziplin, die darauf abzielt, mit minimalem Energieeinsatz maximale Rechenleistung zu erzielen. Die Entwicklung von Computerchips folgt seit Jahrzehnten dem sogenannten Koomey’schen Gesetz, das besagt, dass sich die Energieeffizienz von Rechenoperationen etwa alle 18 Monate verdoppelt. Dies führte zu enormen Fortschritten, die den Energieverbrauch trotz exponentiell wachsender Rechenleistung senken konnten.
Historisch vergleicht man dazu zum Beispiel den ENIAC, eines der ersten programmierbaren Computergeräte: Während das ENIAC etwa 3000 Rechenoperationen pro Sekunde bewältigte und dabei rund 150 Kilowatt elektrische Leistung benötigte, schafft ein moderner Laptop beim Spielen eines Computerspiels wie Minecraft etwa eine Billion Berechnungen pro Sekunde. Die Energie, die der ENIAC für diese Last benötigt hätte, wäre so groß gewesen, dass sie mit der halben gesamten aktuellen US-Stromversorgung vergleichbar gewesen wäre. Im Gegensatz dazu ist der moderne Energieverbrauch im unscheinbaren Bereich, der sich kaum in der Stromrechnung bemerkbar macht. Diese Entwicklung zeigt eindrucksvoll, wie sehr das Computing in den letzten 70 Jahren an Energieeffizienz gewonnen hat. Gleichzeitig ist der Nutzen, der aus digitaler Informationsverarbeitung entsteht, unumstritten: Kommunikation, Bildung, Forschung und Unterhaltung sind nur einige Bereiche, die von der Digitalisierung profitieren und dabei Ressourcen schonen können.
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Bewertung des Energieverbrauchs im Bereich Computing ist das Phänomen der Dematerialisierung. Moderne digitale Technologien ermöglichen es uns, materielle Produkte zunehmend durch digitale Alternativen zu ersetzen. Der klassische Fall ist der Wechsel von physischen Medien wie DVDs, CDs und Büchern zu Streaming, E-Books und Online-Inhalten. Durch diese Umstellung reduzieren wir den Bedarf an Rohstoffen, Transport und Produktion physischer Güter, was insgesamt zu einer niedrigeren Umweltbelastung führt. Ökonomisch betrachtet ist dies eine Verschiebung hin zu mehr Wertschöpfung mit weniger materiellem Aufwand.
In den Vereinigten Staaten hat sich diese Entwicklung über die letzten zwei Jahrzehnte besonders deutlich gezeigt. Während das Bruttoinlandsprodukt pro Kopf kontinuierlich gewachsen ist, ist gleichzeitig der Verbrauch an physischen Materialien spürbar zurückgegangen, und auch der Energieverbrauch sowie die Emissionen pro Kopf sind signifikant reduziert worden. Warum? Weil Unternehmen und Verbraucher dank digitaler Technologien viele ihrer Aktivitäten effizienter und ressourcenschonender gestalten können. Smartphones haben etwa zahlreiche physische Geräte und Anwendungen ersetzt, sodass zwar die Anzahl der genutzten physikalischen Produkte abnimmt, der wirtschaftliche Nutzen und der Komfort für den Nutzer jedoch steigen. Manche Kritiker argumentieren, dass digitale Technologien wie künstliche Intelligenz und Datenzentren enorme Mengen an physikalischen Ressourcen verbrauchen, die besser für Grundbedürfnisse wie Ernährung und Unterkunft verwendet werden sollten.
Diese Sichtweise unterschätzt jedoch den Wert von Informationen und Wissen in unserer Gesellschaft. Informationen sind nicht einfach nur Daten auf einem Bildschirm – sie sind wertvoll für Bildung, Innovation und gesellschaftlichen Fortschritt. Investitionen in die Erzeugung, Verbreitung und Nutzung von hochwertiger Information sind essenziell, um komplexe Probleme wie den Klimawandel anzugehen. Es wird deutlich, dass es sich bei Computing nicht um einen reinen Kostenfaktor handelt, der negative ökologische Auswirkungen verursacht, sondern um eine Technologie, die ein günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis bietet. Trotz allem sind auch hier Grenzen zu beachten.
Die kontinuierlich steigende Nachfrage nach Datenverarbeitung und Internetnutzung führt zu einem Wachstum bei den Rechenzentren. Doch auch hier wirken gegenläufige Effekte durch stetige Effizienzsteigerungen, die dafür sorgen, dass der prozentuale Anteil am Gesamtenergieverbrauch trotz wachsender Nutzung nicht im gleichen Maße ansteigt. Unterm Strich zeigt sich also, dass die Beurteilung der ökologischen Auswirkungen von Computing differenziert und auf Fakten basierend erfolgen muss. Während beispielsweise Autoabgase direkt zur Luftverschmutzung beitragen, sind digitale Technologien ein Schlüssel, um energieeffizienter zu arbeiten, um Ressourcen zu sparen und gesellschaftlichen Fortschritt nachhaltig zu gestalten. Dies gilt insbesondere auch für Künstliche Intelligenz, deren Nutzen insbesondere in Datenauswertung und Entscheidungsunterstützung liegt und die – wenn verantwortungsbewusst eingesetzt – zur Erreichung von Klimazielen beitragen kann.
Damit verbunden ist auch die Herausforderung einer realistischen und gut informierten öffentlichen Diskussion. Oftmals werden in Medien und Debatten Zahlen über den Stromverbrauch von Rechenzentren ohne Kontext präsentiert, was Ängste vor einem vermeintlich hohen Verbrauch schürt. Dabei ist es wichtig zu verstehen, dass 4,4 % des Stromverbrauchs bei halber Onlinezeitstandszeit der Bevölkerung ein erstaunlich niedriger Wert ist. Vergleiche und Visualisierungen helfen, die Größenordnung richtig einzuschätzen und relativieren das Thema. Auch Politik und Unternehmen spielen eine zentrale Rolle, um durch Förderung nachhaltiger Technologien und Energiequellen sicherzustellen, dass der wachsende Bedarf an digitalen Services grün und ressourcenschonend gedeckt wird.
Innovationen im Bereich grüner Energie, nachhaltige Kühlung für Rechenzentren und höhere Effizienzstandards sind hier wichtige Stellhebel. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Computing eine der effizientesten Technologien unserer Zeit ist, wenn es um die Nutzung von Energie im Verhältnis zum Nutzen geht. Von der Produktion von Informationen bis hin zur Nutzung in alltäglichen Anwendungen – die digitale Infrastruktur ist so optimiert, dass sie erstaunlich wenig Energie benötigt. Das eröffnet uns die Chance, Informationen und Innovationen nachhaltig und umweltverträglich zu nutzen, ohne auf Fortschritt verzichten zu müssen. Die Überlegung, ob und wie der Energieverbrauch im digitalen Bereich weiter reduziert werden kann, ist wichtig und notwendig.
Doch die Vorstellung, Computing sei per se ein großer Umweltverschmutzer, ist falsch und wird den tatsächlichen Chancen und Herausforderungen nicht gerecht.
