Stadtgebiete, die sich windabwärts in einem Umkreis von bis zu 500 Metern um ein KI-Rechenzentrum befinden, erwärmen sich im Schnitt um etwa ein Grad Celsius. Das hat eine erste Feldmessung ergeben, bei der Forschende Temperaturen rund um die Großrechner miteinander verglichen. Die Analyse von langjährigen Temperaturdaten an Orten mit und ohne Rechenzentren unterstreicht das Phänomen in einem weiteren Preprint.

Während der enorme Wasser- und Stromverbrauch von KI-Modellen gut dokumentiert und diskutiert ist, scheint die Wärmebelastung der direkten Umgebung von KI-Rechenzentren noch weitgehend unerforscht. Eine Forschungsgruppe der Arizona State University hat dies nun geändert: Mithilfe mobiler Messanlagen untersuchten sie den Einfluss von Datenzentren im Raum Phoenix auf die Temperatur der direkten Umgebung. Dabei verglich das Team Temperaturen windaufwärts und windabwärts der Anlagen. Das Ergebnis: Die durchschnittliche Temperatur des Windes aus Richtung des Rechenzentrums lag um 0,7 bis 0,9 Grad höher, in Extremfällen sogar bis zu 2,2 Grad Celsius. Die Erwärmung war in einem Radius von bis zu 500 Metern rund um das Rechenzentrum messbar, was etwa fünf Häuserblocks entspricht.

Vor allem in heißen Regionen, in denen Klimaanlagen im Sommer ohnehin über 50 Prozent des Stromverbrauchs ausmachen, könnte bereits 1 Grad Celsius zusätzliche Erwärmung einen Teufelskreis auslösen, der den Energieverbrauch weiter in die Höhe treibt. Insbesondere die USA, in denen ein Großteil der Rechenzentren steht, sind davon direkt betroffen.

KI-Anlagen erschaffen Hitze-Inseln

Die Erkenntnisse aus der im »Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities« veröffentlichten Arbeit knüpfen nahtlos an eine weitere, noch nicht begutachtete Studie der University of Cambridge an. Anstatt eigene Daten zu erheben, analysierte das britische Forschungsteam historische Temperaturdaten von Standorten vor und nach dem Bau von Rechenzentren und verglich sie mit Orten ohne solche Anlagen.

An über 6000 Standorten mit Rechenzentren führten die Fachleute einen durchschnittlichen Temperaturanstieg von etwa 2 Grad Celsius auf deren Inbetriebnahme zurück. Hochgerechnet könnten weltweit rund 340 Millionen Menschen betroffen sein. Zwar müssen diese Ergebnisse noch überprüft und vor allem reproduziert werden, doch deutet vieles darauf hin, dass der sogenannte »Data Heat Island«-Effekt eine nicht zu unterschätzende Rolle in der Diskussion um eine ökologisch nachhaltige KI spielen könnte.

Der Wärmeabfall eines einzigen Rechenzentrums kann den von 40 000 Haushalten übertreffen. Allein in den USA gibt es rund 5500 solcher Anlagen, in Deutschland immerhin über 500 – und es werden stetig neue geplant und gebaut. Forschungsarbeiten wie die genannten quantifizieren nicht nur deren Auswirkungen, sondern geben auch konkrete Empfehlungen, wie man den Schaden minimal halten kann. Dazu gehören sowohl Klimamodellierungen in der Bauplanung, Grünflächen und Parks, die den Wind beeinflussen, als auch technische Entwicklungen in Soft- und Hardware, die KI-Systeme energetisch optimieren sollen.