Man könnte meinen, das Online-Leben sei schwerelos. Aber Ihre Klicks, Streams und Uploads laufen auf realen Maschinen und verbrauchen realen Strom. Server, Kabel und Rechenzentren benötigen aktuell enorme Mengen an Strom und Wasser.

Schauen Sie sich die Zahlen an: Der Sektor produziert mittlerweile Emissionen, die mit denen der Luftfahrt vergleichbar sind, und verbrauchte im Jahr 2022 rund 460 TWh Strom. Das Wachstum bei Geräten und Servern ist rasant, und der Energiebedarf stieg zwischen 2013 und 2020 um etwa 701 TWh.

Dieser Abschnitt untermauert das Thema mit Fakten.Sie werden sehen, wie Ihre alltäglichen Handlungen mit Fertigung, Transport, Betrieb und Entsorgung von Systemen zusammenhängen. Wir werden Geräte, Netzwerke und Rechenzentren abbilden, damit Sie die Größenordnung ohne übertriebene Versprechungen beurteilen können.

Erwarten Sie einen klaren, datengestützten Leitfaden Das zeigt, wo verlässliche Berichte zu finden sind und wo weiterer Forschungsbedarf besteht. Am Ende werden Sie verstehen, warum Veränderungen für die Klimaziele wichtig sind und welche praktischen Schritte in Richtung Nachhaltigkeit unternommen werden können.

Warum Ihre Klicks nicht klimaneutral sind: Die Umweltauswirkungen des digitalen Zeitalters im Überblick

Jeder Klick, den Sie machen, stützt Maschinen, Kraftwerke und Kühlsysteme, die Sie nie sehen. Der Sektor ist mittlerweile für etwa 3,7–41 TP3T der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich, und dieser Anteil steigt, da immer mehr Geräte und Server in Betrieb genommen werden.

Die Rechenzentren verbrauchten 2022 rund 460 TWh Strom. Einige Forscher warnen, dass der Verbrauch bei anhaltendem Wachstum bis 2026 auf über 1.050 TWh steigen könnte. Allein in Nordamerika hat sich die Rechenzentrumskapazität von 2.688 MW Ende 2022 auf 5.341 MW Ende 2023 nahezu verdoppelt.

Der Maßstab ist wichtig. Milliarden von Endgeräten und zig Millionen Server wandeln Ihre einfachen Aktionen in einen realen Energie- und Wasserbedarf um. Kühlung, Stromqualität und der lokale Strommix bestimmen den CO₂- und Wasserfußabdruck, der auf Ihrer Rechnung nicht sichtbar ist.

Wichtigste Erkenntnisse:

• Der persönliche Gebrauch skaliert: Kleine Verhaltensweisen lassen sich auf globale Systeme und messbare Emissionen übertragen.
• Strom und Wasser sind zentrale Inputfaktoren: Die Wahl von Kühlung und Energie wirkt sich auf die Gemeinschaften und die CO2-Belastung aus.
• Es bestehen Datenlücken: Bessere Informationen und unabhängige Forschung sind unerlässlich, um realistische Reduzierungen zu planen.

Vom Fußabdruck zur Trendlinie: Was die Daten über die digitalen Umweltauswirkungen aussagen

Die Zahlen und Trends zeigen, wo der Druck zunimmt. Weltweit ist der Sektor für etwa 3,7–41³ Billionen Tonnen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Zuverlässige Berichte weisen zudem auf ein rasantes Wachstum des Stromverbrauchs und des Ressourcenbedarfs hin.

Wie groß ist es und woher kommt es?

• Geräte und Fertigung machen einen großen Teil des CO₂-Fußabdrucks aus; beispielsweise kann die Smartphone-Produktion etwa 75% des gesamten CO₂-Fußabdrucks eines Telefons ausmachen.
• Netzwerke transportieren fast alles – 991 Tsd. Terabit (TP3T) des interkontinentalen Datenverkehrs werden über Unterseekabel abgewickelt – während Videostreaming etwa 541 Tsd. Terabit (TP3T) des Datenverkehrs und fast 801 Tsd. Terabit (TP3T) der Bandbreite ausmacht.
• Die Rechenzentren verbrauchten im Jahr 2022 etwa 460 TWh und könnten in einigen Szenarien bis 2026 auf rund 1.050 TWh ansteigen.

Heutige Belastungen: Die Stromnetze stehen vor steigenden Belastungen durch die Inbetriebnahme neuer Rechenzentren und Anlagen. Auch Wasser ist lokal ein knappes Gut; der Kühlbedarf führt in einigen Regionen zu Versorgungsengpässen. Vorgelagerte Rohstoffgewinnung und -verarbeitung prägen die Umweltbelastung und den Ressourcenverbrauch entlang der gesamten Lieferkette.

Was kommt als Nächstes? Die rasante Verbreitung von KI und größeren Trainingsmodellen treibt die Leistungsdichte und den Rechenaufwand in die Höhe. Die Infrastruktur wird sich schnell ausweiten, und Systemplaner müssen Effizienzgewinne mit dem stetig wachsenden Verbrauch in Einklang bringen.

Geräte zuerst: Herstellung, Materialien und Elektroschrott, den man nicht sieht

Die größte Umweltbelastung durch Handys und Laptops entsteht, bevor man sie überhaupt einschaltet. Die Herstellung trägt zu etwa 751 TP3T zum CO₂-Fußabdruck eines Smartphones bei. Smartphones enthalten über 70 Materialien und rund 50 Metalle, und viele Telefone werden im funktionsfähigen Zustand ausgetauscht – etwa 621 TP3T davon.

Bei Laptops verhält es sich ähnlich. Sie können bei Herstellung und Transport 160–480 kg CO₂-Äquivalente emittieren und benötigen fast 600 kg Material. Endgeräte – Ihre Geräte – tragen maßgeblich zu den Emissionen des Sektors bei.

Graue Energie und Rohstoffe in Handys und Laptops

Rohstoffgewinnung, Komponentenherstellung und Transport konzentrieren Kohlenstoff, Wasser und Umweltverschmutzung lange bevor der tägliche Energieverbrauch einsetzt. Recycling gewinnt nur einen Bruchteil der seltenen Metalle zurück, daher sind die Entscheidungen im ersten Lebenszyklus entscheidend.

Warum die Verlängerung der Gerätelebensdauer und die Aufarbeitung wichtig sind

Die Reparatur eines Akkus, der Austausch eines Bildschirms oder die Wahl eines generalüberholten Modells reduzieren Abfall und den Bedarf an neuen Rohstoffen. Hersteller, die Materiallisten und Reparaturrichtlinien veröffentlichen, erleichtern Ihnen die Auswahl umweltfreundlicher Alternativen.

• Beim Kauf sollten Sie die Verfügbarkeit von Support und Ersatzteilen berücksichtigen.
• Reparaturen und Inzahlungnahmen sind dem frühzeitigen Austausch vorzuziehen.
• Fordern Sie von Marken Transparenz bei der Material- und Ressourcennutzung.

Das physische Internet: Unterseekabel, Netzwerke und die verborgenen Kilometer, die Ihre Daten zurücklegen.

Untersee-Glasfaserverbindungen sind die verborgenen Datenautobahnen, über die nahezu alle interkontinentalen Daten transportiert werden. Fast 991.000 Tonnen grenzüberschreitender Datenübertragung verlaufen unterseeisch, nicht per Satellit. Diese lange Strecke erhöht den Energieverbrauch bei jeder einzelnen Übertragung.

Unterseekabelinfrastruktur und ihr Anteil an den Emissionen

Kabelsysteme transportieren enorme Mengen, und ihre Lebensdauer ist von Bedeutung. ADEME rechnet der Kabelinfrastruktur rund 281 TP3T an netzwerkbezogenen Emissionen zu, wenn man Herstellung, Verlegeschiffe und Anlandestationen mit einbezieht.

Datenübertragung, Energie und die Logistik einer „virtuellen“ Welt

Daten können Tausende von Kilometern zurücklegen; eine E-Mail benötigt im Durchschnitt etwa 15.000 km, um ein Postfach zu erreichen. Schiffe, die Kabel verlegen und warten, verbrauchen große Mengen Treibstoff, und Landanlagen benötigen Strom und Wasser für ihren Betrieb.

• Streckenlänge und Redundanz: Längere Wege und Ausweichrouten erhöhen den Verbrauch.
• Datenverkehr und Latenz: Bandbreitenbedarf und Peering-Optionen bestimmen, wo die Datenpakete geleitet werden.
• Praktische Hebel: Intelligenteres Caching, weniger unnötige Datentransfers und eine effiziente Inhaltsbereitstellung reduzieren den Übertragungsaufwand.

Durch die Optimierung der Synchronisierungseinstellungen, der Upload-Qualität und des Netzwerkdesigns können Sie den Strom- und Energiebedarf Ihrer Nutzung reduzieren und dazu beitragen, Netzwerke mit Klima- und Umweltzielen in Einklang zu bringen.

Rechenzentren und KI-Modelle: Strom, Wasser und Hardware hinter der Intelligenz

Moderne KI-Workloads zwingen Rechenzentren in neue Bereiche der Leistungsdichte, des Wasserverbrauchs und des Hardware-Austauschs. Sie werden sehen, wie Training und Inferenz die Stromversorgung skalieren und was das für Stromnetze, Wasserversorgung und Lieferketten bedeutet.

Strombedarf und Netzeffekte

Das Training großer Modelle erfordert enorme Mengen an Energie. Beispielsweise verbrauchte das Training eines GPT-3-Modells schätzungsweise 1.287 MWh und produzierte etwa 552 Tonnen CO₂. Eine ChatGPT-Anfrage kann etwa fünfmal so viel Strom verbrauchen wie eine einfache Suche.

Wasser- und Kühlungsrisiken

Für die Kühlung werden etwa 2 Liter Wasser pro Kilowattstunde (kWh) benötigt. In wasserarmen Gebieten führt dies zu einer erheblichen Belastung der städtischen Wasserversorgung und der lokalen Ökosysteme.

Hardware, Fertigung und Skalierung

GPUs und spezielle Racks benötigen Platz, bevor sie Rechenleistung erbringen. Die Auslieferungen von GPUs erreichten 2023 rund 3,85 Millionen Einheiten, was den Materialbedarf, die Logistik und die grauen Emissionen in die Höhe treibt.

• Leistungsdichte: KI-Trainingscluster können 7–8 Mal dichter sein als durchschnittliche Arbeitslasten.
• Netzstabilität: Die Betreiber greifen bei Lastspitzen weiterhin auf Dieselgeneratoren als Reserve zurück, was die kurzfristigen Emissionen erhöht.
• Effizienzhebel: Eine bessere Einsatzplanung, die Rückgewinnung von Wärme und eine umweltfreundlichere Beschaffung reduzieren den Gesamtenergieverbrauch.

Streaming, Suche und alltägliche Nutzung: Wie sich das Verhalten auf die Emissionen auswirkt

Kleine Gewohnheiten summieren sich. Streaming in HD oder 4K, die Aktivierung der automatischen Wiedergabe oder das Versenden vieler großer Anhänge erhöhen die Belastung der Netzwerke und Rechenzentren. Diese zusätzliche Last schlägt sich in einem höheren Stromverbrauch und höheren Emissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette nieder.

Die Bandbreitendominanz von Videos und ihre Folgen für den CO2-Ausstoß

Video macht weltweit etwa 541 Tsd. Billionen des Internetverkehrs und fast 801 Tsd. Billionen der Bandbreitennutzung aus. Streaming verursacht schätzungsweise weltweit jährlich rund 300 Millionen Tonnen CO₂.

Warum das wichtig ist: Höhere Bitraten und Auflösungen erfordern mehr Rechenleistung und mehr Strom von Netzwerken und Racks. Große Rechenzentren können so viel Strom verbrauchen wie eine Stadt mit 50.000 Einwohnern.

Kleine Gewohnheiten, große Wirkung: Anfragen, E-Mails und Inhaltseffizienz

Eine einzelne ChatGPT-Anfrage verbraucht etwa fünfmal so viel Strom wie eine einfache Websuche. In Großbritannien könnten durch den Verzicht auf eine E-Mail pro Erwachsenem und Tag jährlich über 16.433 Tonnen CO₂ eingespart werden.

• Wählen Sie nach Möglichkeit eine niedrigere Auflösung.
• Automatische Wiedergabe deaktivieren und automatische Synchronisierung deaktivieren.
• Um die Ladezeit zu verkürzen, sollten die Inhalte mit kleineren Bildern und weniger Weiterleitungen gestaltet werden.

Wegbringen: Passen Sie Einstellungen und Gewohnheiten an, um Ihren persönlichen CO₂-Fußabdruck zu verringern. Wenn Unternehmen diese Standardeinstellungen vornehmen, können kleine Veränderungen zu spürbaren Klimavorteilen führen.

Vom Problem zum Fortschritt: Daten für die SDGs, digitale Governance und praktische Nachhaltigkeit

Wenn man den Ressourcenverbrauch messen kann, kann man ihn auch steuern. Die Schließung globaler Datenlücken – die UN stellt fest, dass für 68% umweltbezogene SDG-Indikatoren nicht genügend Daten vorliegen – ist der erste Schritt zu einer intelligenteren Politik und besseren Entwicklungsergebnissen.

Lücken schließen, um das Handeln zu steuern

Bessere globale Daten und lokale Messungen Sie ermöglichen es Ihnen, gezielte Reduzierungen des Energie- und Wasserverbrauchs vorzunehmen, Treibhausgasemissionen zu verfolgen und Investitionen dorthin zu lenken, wo sie die Umweltbelastung am schnellsten verringern.

Steuerung und Zusammenarbeit

Foren wie IGF, ITU, UNEP, UNCTAD und WMO gleichen Standards, Berichterstattung und Beschaffung ab. Initiativen wie der UN-Fahrplan für digitale Zusammenarbeit und die Grüne Digitale Aktion der ITU drängen auf koordinierte Regeln, um den Wandel auszuweiten.

Erfolgreiche Geschäftsmaßnahmen

Teams können digitale Nachhaltigkeit praktizieren: Ressourcen optimieren, doppelte Inhalte reduzieren und die Infrastruktur bedarfsgerecht dimensionieren. Mithilfe von Lebenszykluskennzahlen, klimafreundlichen SLAs und einem verantwortungsvollen Umgang mit Wasser lässt sich Nachhaltigkeit operativ umsetzen.

• Priorisieren Sie Maßnahmen mit hoher Wirkung.
• Investieren Sie in Messung und Forschung, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
• Schließen Sie sich Transparenzrahmen und Datenaustauschabkommen an, um Lösungen zu skalieren.

Praktische Anleitungen und gemeinsam genutzte Tools zum Thema Daten und Umwelt finden Sie unter Daten und die Umwelt Ressource.

Abschluss

Dieser Bericht schließt mit klaren, praktischen Schritten, die Sie unternehmen können, um Abfall und Emissionen im Zusammenhang mit Ihrer Technologienutzung zu reduzieren.

Sie kennen nun die wichtigsten Hebel: Produktionsabfälle, Streaming-Verbrauch und schnelle Modellzyklen. Der Fokus liegt auf der Verlängerung der Gerätelebensdauer, der Reduzierung unnötiger Uploads oder Streams mit hoher Bitrate und der Forderung nach transparenten Trainings- und Einsatzdaten von den Anbietern.

Kleine Veränderungen summieren sich. Reduzieren Sie den Verbrauch, wählen Sie wiederaufbereitete Geräte und bevorzugen Sie effiziente Inhalte, um Ihren CO₂-Fußabdruck zu verringern und Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Fordern Sie Ihre Teams auf, den Ressourcenverbrauch zu messen und ihn in die Beschaffung und das Design einzubeziehen.

Nutzen Sie diesen Bericht als Checkliste: Priorisieren Sie Maßnahmen mit hohem Nutzen, fordern Sie bessere Daten an und richten Sie Anreize so aus, dass Ihre Entscheidungen Verschwendung reduzieren und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel stärken.