Wähler lehnen KI-Rechenzentren ab: Wasserverbrauch bleibt schwer messbar
Bei den US-Midterms unterstützten die Wähler 40 von 41 Volksabstimmungen, die Beschränkungen für KI-Rechenzentren fordern.
Bei den US-Midterm-Wahlen haben die Wähler ein deutliches Signal gegen den Ausbau von KI-Rechenzentren gesetzt. Sie unterstützten 40 von 41 vorgeschlagenen Volksabstimmungen, die Beschränkungen für einige der mehr als 2.000 neuen Einrichtungen verhängen würden, die in Gemeinden im ganzen Land geplant sind. An erster Stelle der Sorgen der Gebührenzahler stehen Wasser und Strom. Riesige Rechenzentren mit einer Leistung von jeweils 1 Gigawatt (GW) von Unternehmen wie OpenAI, Meta, SpaceX, Amazon und Google waren ein zentrales Thema der Wahlen.
Doch wie viel Wasser ein einzelnes Rechenzentrum tatsächlich den lokalen Ressourcen entnimmt, lässt sich nur schwer beziffern. Betreiber melden Nutzungsdaten typischerweise für das gesamte Unternehmen statt standortgenau. Nach Angaben von Shaolei Ren, Forscher für Rechenzentren und Professor an der University of California, Riverside, können riesige KI-Rechenzentren mit 1 GW Kapazität täglich bis zu 10 Millionen Gallonen Wasser verbrauchen. Die genaue Zahl hängt stark davon ab, welche Hardware verbaut ist, wo das Rechenzentrum steht und welche Kühlmethode für Server und Gebäude zum Einsatz kommt.
Die komplexen Wege der Wassernutzung haben Raum für Fehlinformationen gelassen – sowohl von den Bauunternehmen als auch von deren Gegnern.
Flüssigkeitskühlung senkt den internen Wasserbedarf deutlich
Rechenzentren benötigen leistungsstarke interne Kühlsysteme, damit Chips und Server nicht überhitzen. Ältere Rechenzentren mit stromsparenden Servern für Netzwerktechnik oder Speicherung werden oft luftgekühlt: Große Lüfter leiten die heiße Luft nach draußen. Moderne KI-Rechenzentren sind dagegen mit dichteren Grafikprozessoren (GPUs) bestückt, die laut Ren so heiß laufen, dass man auf den Servern „Eier kochen“ könnte.
Christopher Wellise, Leiter der Nachhaltigkeitsabteilung bei Equinix, erklärt, Wasser sei etwa 3.000-mal effizienter, um diese GPUs abzukühlen. „GPUs laufen mit einer so hohen Wattzahl und einer so hohen Temperatur, dass man nahezu Hurrikanstärke-Winde bräuchte, um sie tatsächlich abzukühlen, wenn man nur Luft verwenden würde“, sagte Wellise. Deshalb setzen die neuesten rack-basierten KI-Systeme wie Nvidias Vera Rubin und Advanced Micro Devices' Helios auf Flüssigkeitskühlung.
Die meisten großen KI-Rechenzentren nutzen geschlossene Kreislauf-Flüssigkeitskühlsysteme, die täglich sehr wenig Wasser verbrauchen. In einem Equinix-Rechenzentrum in San Jose, Kalifornien, erhielt CNBC Einblick in ein solches System, das acht Nvidia Grace Blackwell-Racks des KI-Marketing-Startups Alembic temperiert. Equinix baut Colocation-Rechenzentren, in denen Unternehmen Platz mieten, während Equinix Strom, Netzwerk, Interconnectivity und Kühlung bereitstellt. Standortgenaue Wasserverbrauchsdaten gibt Equinix nicht bekannt. 2025 verbrauchten die Gesamtoperationen 1,2 Milliarden Gallonen Wasser – ein Anstieg von 10 Prozent gegenüber dem Vorjahr.
Die externe Kühlung entscheidet über Wasser- und Stromverbrauch
Trotz interner geschlossener Kreisläufe hängt der Gesamtwasserverbrauch weit stärker von einem zusätzlichen Kühlprozess außerhalb des Rechenzentrums ab. „Wie leiten wir die Wärme aus dem geschlossenen Kreislauf in die Umgebung ab?“, fragt Ren. „Dort entsteht der Wasserverbrauch.“
In Lebanon, Indiana, baut Meta ein 1-GW-Rechenzentrum, das laut eigenen Angaben ein „geschlossenes, flüssigkeitsgekühltes System“ nutzt, das dasselbe Wasser recycelt und den Großteil des Jahres kein Wasser verbraucht. Die Wasserzuteilung für den Standort könnte laut der Rechtsanwaltsfirma des Unternehmens bis 2031 auf 8 Millionen Gallonen pro Tag steigen. Meta betont, diese Zahl stelle den Spitzenverbrauch an den heißesten Tagen dar und werde nur selten erreicht.
Für die externe Kühlung gibt es zwei Hauptmethoden: Trockenkühlung und Verdunstungskühlung. Trockenkühlung verbraucht deutlich weniger Wasser, kann aber vor allem in heißen Klimazonen deutlich mehr Strom erfordern. „Es gibt keine universelle Lösung“, sagte Wellise. „Irgendwann muss man diese Wärme in die Atmosphäre abgeben. Und genau dort entstehen diese Zielkonflikte.“
Trockenkühlung setzt auf Lüfter, die Luft über Wärmetauscher blasen. Bei hohen Außentemperaturen sind sie weniger effektiv, weshalb Rechenzentren Kältemaschinen einschalten. „Das ist ein sehr stromintensiver Prozess, und genau deshalb haben wir im Sommer Stromengpässe“, sagte Ren. Verdunstungskühlung benötigt dagegen sehr wenig Strom, verliert an heißen Tagen aber große Mengen Wasser. Hybridmethoden sind daher üblich: Equinix in San Jose nutzt im Winter Trockenkühlung und wechselt bei Hitze zur Verdunstungskühlung. Meta setzt in Indiana auf Trockenkühlung und sprüht in wärmeren Monaten Nebel, um Strom zu sparen.
Unternehmen bauen eigene Wasseraufbereitungsanlagen
In der Nähe einiger Rechenzentrumsprojekte entstehen Wasseraufbereitungsanlagen. Meta gab 100 Millionen Dollar für ein neues Wasser- und Abwassersystem nahe seinem Rechenzentrum in Kuna, Idaho, aus. Außerhalb von Memphis, Tennessee, kündigte Elon Musk 80 Millionen Dollar für eine Wasseraufbereitungsanlage an, die behandeltes kommunales Abwasser in Kühlwasser für SpaceXs Colossus-Rechenzentren umwandeln soll. Das erste Rechenzentrum dort, Colossus 1, ging 2024 schnell ans Netz, doch der Bau der Anlage wurde im April dieses Jahres auf Eis gelegt. Colossus 1 hat laut der lokalen Versorgungsbehörde Memphis Light, Gas and Water eine Wasserzuteilung von bis zu 1,28 Millionen Gallonen pro Tag, die aber noch nicht erreicht wurde.
Technologieunternehmen bauen zudem eigene Kraftwerke auf einigen Geländen. Colossus bezieht seine Energie aus gasbetriebenen Turbinen vor Ort, die bereits Gegenstand mehrerer Klagen wegen angeblicher Verstöße gegen den Clean Air Act und wegen Lärmbelästigung waren.
Chiphersteller arbeiten an kühleren Prozessoren
Einige Chipunternehmen versuchen, die Hitzeentwicklung direkt zu reduzieren. Der südkoreanische Startup DeepX stellt einen KI-Prozessor her, der laut eigenen Angaben bis zu 100 Grad Fahrenheit kühler läuft als quelloffene Konkurrenten. Hyundai Motor will den DeepX-Chip in Robotik-Angeboten einsetzen. SK Hynix, weltweit führender Hersteller von High-Bandwidth-Speicher, arbeitet nach eigenen Angaben an einer Speichertechnologie mit geringer Wärmeentwicklung namens iHBM, die den thermischen Widerstand um 30 Prozent senken kann.
Bei Equinix durchläuft jeder neue Standort eine Wasserrisikoanalyse, um die passende externe Kühlmethode zu bestimmen. „Gemeinden stellen zunehmend die richtigen Fragen. Sie sind besorgt über den Wasserverbrauch“, sagte Wellise. „Wir nehmen den Ressourcenverbrauch und die Ressourcennutzung sehr ernst.“