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Regulatorisches Paradox bei Datencentern

HPI-Forscherin Daria Onitiu

Jeder Klick im Browser, jedes Foto im Familienchat, jede E-Mail verbraucht Ressourcen – nicht nur auf dem eigenen Gerät, sondern auch in Datencentern, die den digitalen Traffic steuern. Die EU hat festgelegt, dass Datencenter effizient arbeiten und ihre Verbräuche transparent machen müssen. Doch dieser Berichtsrahmen kann genutzt werden, um einen falschen Eindruck ökologischer Fortschritte zu erzeugen, wie ein Paper von Forschenden des HPI nun zeigt. 

Datencenter sind physische Infrastrukturen, die nahezu alle digitalen Dienste ermöglichen – von Social-Media-Posts bis hin zu komplexen KI-Modellen. Viele Datencenter für cloudbasierte Anwendungen und generative KI-gestützte Services wie ChatGPT werden zunehmend von großen Big-Tech-Unternehmen in Europa betrieben und ausgebaut. 

Zwischen Wachstum und Nachhaltigkeit 

Nach der neugefassten Energieeffizienzrichtlinie sind Betreiber:innen verpflichtet, die Energie- und Wasserauswirkungen ihrer Anlagen zu erfassen und zu berichten. Gleichzeitig sieht die Europäische Kommission den Ausbau von Datencenter-Kapazitäten als zentral, um Europa souveräner und wettbewerbsfähiger zu machen. Daraus entsteht ein Konflikt: Wo immer größere Datencenter entstehen, können etwa ganze Gemeinden von Wasserknappheit und Druck auf die Stromnetze betroffen sein. 

Vor diesem Hintergrund haben HPI-Postdoc Daria Onitiu und HPI-Professorin Sandra Wachter aus dem Fachbereich Technology & Regulation gemeinsam mit Brent Mittelstadt von der University of Oxford die Kriterien für effiziente Datencenter genauer untersucht. 

Das Skalierungsparadox 

Ihre Ergebnisse haben sie nun in einem Preprint veröffentlicht. Darin zeigen sie, dass Betreiber:innen von Datencentern Kennzahlen aus der Energieeffizienzrichtlinie nutzen können, um niedrige und damit scheinbar „effiziente“ Werte auszuweisen. Konkret geht es dabei um Power Usage Effectiveness (PUE) und Water Usage Effectiveness (WUE).  

„Im Zentrum des Problems steht ein Effizienzparadox“, sagt Daria Onitiu. „Betreiber von Datencentern können ihre Anlagen unbegrenzt ausbauen und dabei ihre Durchschnittswerte über alle Anlagen hinweg beibehalten oder sogar senken. Dieser Berichtsrahmen birgt die Gefahr, die Belastung lokaler und globaler Wasserressourcen und Stromnetze durch größere Datencenter zu verschleiern oder auszublenden.“ 

Dieses Paradox zeigt sich auf zwei Ebenen:

  • Betreiber:innen können ihre Datencenter durch verschiedene „technische Optimierungsmaßnahmen“ energieeffizienter machen, etwa durch eine effizientere Nutzung bestehender Server. Die daraus gewonnenen Vorteile können aber durch andere Faktoren schnell zunichte gemacht werden, etwa durch die steigende Nachfrage nach KI-Diensten, die positive Effekte direkt wieder abschwächt.   
  • Zugleich müssen Betreiber:innen von Datencentern stark skalieren, um ihre niedrigeren PUE- und WUE-Werte aufrechtzuerhalten, etwa indem sie die Zahl der Server erhöhen oder Kühlungsinfrastrukturen nachrüsten. Beides verursacht zusätzliche Umweltkosten. 

Wege aus dem Widerspruch 

Die Autor:innen machen drei Vorschläge, um den Rahmen der neugefassten Energieeffizienzrichtlinie zweckmäßiger zu gestalten und Nachhaltigkeit, KI-Innovation und die Interessen lokaler Gemeinschaften zu garantieren: 

  1. eine neue Verordnung, um Effizienzverbesserungen offenzulegen und zu zertifizieren
  2. Berichtspflichten für Anbieter:innen, die Zielkonflikte zwischen PUE und WUE sichtbar machen
  3. einen spezifischen Mechanismus für die EU-Kommission, um Effizienzverbesserungen, ihre abnehmenden Erträge und Gegenwirkungen im Zeitverlauf zu verfolgen. 

Den Pre-print des Papers gibt es hier in voller Länge. 

HPI-Forscherin Daria Onitiu arbeitet an ihrem Schreibtisch

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Kevin Siedler

Kevin Siedler

Pressereferent / Wissenschaftskommunikation

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