Frühere Bilanzen blendeten die Lieferkette aus Allianz: Rechenzentren für 286 Millionen Tonnen CO₂ verantwortlich

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Allianz Research legt eine Analyse zum Ressourcenverbrauch von Rechenzentren vor. Sie schätzt die Emissionen 2025 auf 286 Millionen Tonnen CO_₂, deutlich höher als frühere Schätzungen. Dabei mache der Strommix am Standort einen entscheidenden Unterschied aus.

Die Studie „Code, carbon, kilowatts“ von Allianz Research (dem gemeinsamen Forschungsbereich von Allianz Gruppe und Allianz Trade) kommt für 2025 auf einen CO_₂-Fußabdruck von rund 286 Millionen Tonnen und liegt damit etwa 57 Prozent über den jüngsten Schätzungen der Internationalen Energieagentur (IEA). Grund dafür sind verschiedene Messkriterien. Die IEA bezieht nur Emissionen aus dem laufenden Stromverbrauch von Rechenzentren (rund 180 Millionen Tonnen) in die Rechnung ein. Die Allianz-Trade-Studie addiert dagegen sogenannte Scope-3-Emissionen, also unter anderem den CO_₂-Fußabdruck von Chips, Servern, Transformatoren, Kälteanlagen und Bau und damit wichtige Teile der Lieferkette von Rechenzentren.

Von den 286 Millionen Tonnen entfallen laut Studie 218 Millionen Tonnen (76 Prozent) auf zugekauften Strom (Scope 2), 66 Millionen Tonnen (23 Prozent) auf Herstellung von Hardware und Bau der Anlagen (Scope 3) sowie lediglich 1,8 Millionen Tonnen (unter einem Prozent) auf direkte Emissionen vor Ort (Scope 1), etwa aus Notstromdieseln oder Kältemittelleckagen. Insgesamt verursache der Sektor damit rund 0,5 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen.

Nachhaltigkeit bis in die Lieferkette hinein

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USA und China bei Ausbau und Emissionen vorne

Geografisch konzentriert sich der gesamte modellierte CO₂-Fußabdruck stark: Auf die USA entfallen 118,2 Millionen Tonnen, auf China 78,2 Millionen Tonnen. Zusammen sind das 68,6 Prozent des globalen Gesamtwerts. Die einbezogenen europäischen Länder beherbergen knapp 15 Prozent der IT-Kapazität und verursachen 28 Millionen Tonnen beziehungsweise 9,8 Prozent der gesamten Emissionen. Die erfassten asiatisch-pazifischen Staaten kommen bei knapp 32 Prozent der Kapazität auf 116,6 Millionen Tonnen oder 40,8 Prozent des Fußabdrucks. Bei den Lieferketten- und Bauemissionen (Scope 3) sind die USA und China für 65,3 Prozent oder 43,2 Millionen Tonnen verantwortlich.

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KI-Workloads machen nach Schätzung der Studie heute 15 bis 20 Prozent des Stromverbrauchs von Rechenzentren aus und verursachen 43 bis 60 Millionen Tonnen CO_₂. Rund 80 Prozent davon entfielen auf die Inferenz, also den laufenden Betrieb von KI-Anwendungen. Beim KI-Training fallen insbesondere die größten Modelle ins Gewicht. So rechnet die Studie dem Training des Modells „Grok 4" von Xai (jetzt Spacex) 72.816 Tonnen CO_₂ zu.

Je nach Netz-Emissionsintensität sollen dabei dieselben Workloads bis zu 24-mal mehr Emissionen verursachen. Den über 600 Gramm CO_₂ auf die Kilowattstunde in Indonesien, Indien und Malaysia stünden etwa 526 Gramm in China, 384 Gramm in den USA und unter 30 Gramm in Norwegen und Schweden gegenüber. Hinzu kämen schwankende Netzverluste von 10 bis 15 Prozent und Netzausfälle (besonders hoch etwa in Brasilien) als Treiber des Notstromeinsatzes.

KI-Stromhunger breitet sich auf neue Regionen aus

Zugleich zieht diese Studie Bilanz über den Stromhunger von Rechenzentren. Allianz Trade bezieht 26 Länder in das Studienmodell ein, die den Autoren zufolge mehr als 93 Prozent der weltweiten Rechenzentrumskapazität abdecken. Für 2025 rechnet die Studie mit einem globalen Strombedarf von 515 Terawattstunden (TWh). Bis 2030 soll dieser auf 1.111 TWh wachsen. Der Ausbau konzentriert sich weiterhin auf die USA und China. Beide Länder vereinen derzeit 64 Prozent des modellierten Strombedarfs, 2030 sollen es noch 63 Prozent sein. Allein die USA würden dann 428 TWh benötigen, China 272 TWh.

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Datacenter zwischen Strombedarf und Stromrealität – eine unbequeme Gleichung

Die Investitionen in Rechenzentren erreichten 2025 nach Studienangaben 580 Milliarden US-Dollar. Die installierte IT-Kapazität soll sich von 88,8 auf 205,6 Gigawatt mehr als verdoppeln. Den größten absoluten Zuwachs projizieren die Autoren für die USA mit zusätzlichen 49 Gigawatt, gefolgt von China mit 38 Gigawatt. Die höchsten relativen Wachstumsraten (Faktor drei bis zehn) erwartet die Studie in Malaysia, Mexiko und Spanien. Für Malaysia modellieren die Autoren einen Sprung von 0,9 auf 9,6 Gigawatt IT-Kapazität. Diese Zahlen stünden allerdings unter dem Vorbehalt, dass ein erheblicher Teil der angekündigten Kapazität noch keine finale Investitionsentscheidung, Netzanbindung oder langfristige Stromlieferverträge besitze.

In einzelnen Volkswirtschaften bestimmen Datacenter bereits einen gewichten Teil der Stromnachfrage. In Irland sind Rechenzentren laut der Studie für 25 Prozent des Stromverbrauchs, in Singapur für 14, in den die Niederlanden für 7 und in den USA für rund 5 Prozent verantwortlich. Rund 24 Milliarden Dollar an Investitionsentscheidungen für Gasturbinen in den USA in den vergangenen fünf Quartalen führt die Studie direkt auf Rechenzentrumsnachfrage zurück.

Optimistische und pessimistische Szenarien für Emissionsanstieg

Für 2030 modelliert die Studie mögliche Pfade je nach Fortschritten bei der Netz-Dekarbonisierung. Ohne Fortschritte sollen die Emissionen auf 643 Millionen Tonnen steigen, bei Dekarbonisierung im Tempo der letzten Dekade auf 575. Im ambitionierten Szenario, in dem Länder ihre aktuellen Klimaziele (Nationally Determined Contributions, NDCs) einhalten, könnte der Anstieg von Datacenter-Emissionen bis 2030 auf 15 Prozent beschränkt werden (329 Millionen Tonnen). Dafür allerdings müsse die CO_₂-Intensität im Stromnetz um durchschnittlich 54 Prozent binnen fünf Jahren sinken, in den USA und Teilen Europas sogar um 70 bis 80 Prozent – eine „erhebliche Herausforderung“, so die Autoren.

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Auch Rechenzentren können Scope-3-Emissionen effektiv reduzieren

In Geld übersetzt die Studie die Klimaschäden mithilfe unterschiedlicher Preise für CO_₂-Schadenskosten (Schätzwerte für den volkswirtschaftlichen Schaden pro Tonne CO_₂). Je nach zugrunde gelegtem Kohlenstoffpreis reichen die Schätzungen für 2025 von 23 bis 141 Milliarden Dollar; als mittleren Referenzwert nennen die Autoren rund 68 Milliarden Dollar jährlich. Bis 2030 könnte dieser Wert ohne weitere Dekarbonisierung auf 154 Milliarden steigen, im NDC-Pfad dagegen nur moderat auf rund 79 Milliarden. Der KI-Anteil daran wird mit aktuell rund 13 Milliarden beziffert, mit Potenzial auf über 50 Milliarden Dollar bis 2030.

Wasser neben Kohlenstoff entscheidend

Neben CO_₂ rückt die Studie den Wasserverbrauch in den Fokus. Für 2025 beziffert sie den globalen Wasserverbrauch von Rechenzentren auf rund 814 Milliarden Liter, vergleichbar mit dem jährlichen Wasserverbrauch von etwa 17 Millionen Menschen in Deutschland. Der Wert liegt rund 45 Prozent über einer IEA-Schätzung von 560 Milliarden Litern für 2023. Bis 2030 könnte der Bedarf je nach Dekarbonisierungstempo auf 1,3 bis 1,8 Billionen Liter steigen. Die obere Marke entspreche etwa dem Jahresverbrauch der Schweiz. Von den 814 Milliarden Litern entfallen rund 181 Milliarden auf direkte Kühlung vor Ort, 568 Milliarden auf indirekten Verbrauch über die Stromerzeugung und 65 Milliarden auf die Halbleiterfertigung, vor allem ultrareines Wasser für die Wafer-Reinigung.

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Ohne Wasserstrategie kocht selbst das beste Rechenzentrum über

Bei der Stromerzeugung für Rechenzentren kommt laut der Studie Windkraft praktisch ohne operativen Wasserverbrauch aus, Photovoltaik liegt bei 44 Litern je Megawattstunde. Am anderen Ende der Skala steht Geothermie mit bis zu rund 8.000 Litern je Megawattstunde, vor Biomasse (rund 4.000) und Kohle (rund 2.000). Auch Kernkraft schneidet trotz CO_₂-Freiheit im Betrieb mit rund 2.500 Litern vergleichsweise wasserintensiv ab.

Kritisch wird die Ressourcenfrage dort, wo Rechenzentren in bereits wasserarmen Regionen wachsen. Die Studie vergleicht den Wasserverbrauch mit dem sogenannten Wasserstress (Süßwasserentnahme im Verhältnis zu verfügbaren Ressourcen) und kommt zu Werten von über 40 Prozent für Südkorea, Indien, Mexiko, Spanien und China; Südkorea erreicht mit rund 85 Prozent den höchsten Stresswert. In solchen Regionen drohten laut Studie Nutzungskonflikte mit Landwirtschaft und Haushalten sowie regulatorischer und gesellschaftlicher Widerstand gegen neue Kapazitäten.

KI als Klimahebel?

Den Autoren zufolge könnte KI, breit über die Wirtschaft eingesetzt, bis 2035 jährlich rund 1,4 Gigatonnen CO_₂ einsparen, etwa 2,6 Prozent der heutigen globalen Emissionen. Die Studie rechnet hier mit Effizienzgewinnen bei Energie, Industrie, Gebäuden und Transport, Betriebsoptimierungen und vorausschauender Wartung. Zugleich befänden sich die meisten Unternehmen noch in frühen Adoptionsphasen mit isolierten Anwendungsfällen, sodass unklar bleibe, wann ein breiter KI-Einsatz messbare Emissionseinsparungen liefern werde.

Die Studie schließt mit fünf Politikprioritäten: Ausbau erneuerbarer Erzeugung, standardisierte Transparenz- und Berichtspflichten zu Strom-, Emissions- und Wasserverbrauch, eine stärkere Berücksichtigung von sozialen Kosten der Klima- und Wasserbelastungen, eine Adressierung der grauen Emissionen in der KI‑Lieferkette sowie eine gezielte Förderung KI-basierter Dekarbonisierungsanwendungen. Konkrete regulatorische Adressaten und Zeitpläne führt die Studie dafür nicht auf.

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