Kurs: KI und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

  • Lektion 2

    • Materialverbrauch digitaler Geräte und Infrastrukturen

      Der Rohstoffverbrauch digitaler Geräte beginnt lange vor ihrer eigentlichen Nutzung. Für die Herstellung von Smartphones, Laptops und Netzwerktechnik werden zahlreiche Metalle, darunter Kupfer, Kobalt, Lithium und Seltene Erden, benötigt. Der Abbau dieser Materialien ist häufig energieintensiv, mit erheblichen ökologischen Eingriffen verbunden und kann soziale Konflikte in Förderregionen verschärfen. Zusätzlich fallen große Mengen an Kunststoffen und Spezialkomponenten an, deren Produktion ebenfalls Ressourcen bindet. Durch die stetig wachsende Zahl digitaler Endgeräte und die zunehmende Vernetzung steigt der Gesamtbedarf kontinuierlich.

      Rohstoffeinsatz digitaler Technik: Metalle für Windräder, Smartphones, Autosensoren, Roboter, RFID-Tags und Elektronik
      Rohstoffeinsatz digitaler Technik: Metalle für Windräder, Smartphones, Autosensoren, Roboter, RFID-Tags und Elektronik
      Quelle: In Anlehnung an Höfner, A., Kurz, C., Santarius, T., Frick, V., Zahrnt, A., & Chan, J. (2019). Was Bits und Bäume verbindet (No. PUBDB-2021-03122). oekom., S. 40
       

      Neben der Hardware selbst benötigen auch Rechenzentren und Kommunikationsinfrastrukturen erhebliche Mengen an Baumaterialien und Elektronik. Auch die Halbleiterproduktion ist extrem energie- und ressourcenintensiv. Nach Angaben von Greenpeace East Asia (2025) stieg der weltweite Stromverbrauch für die KI-Chipproduktion allein zwischen 2023 und 2024 um über 350 Prozent, während die entsprechenden Emissionen um 357 Prozent zunahmen. Prognosen zufolge könnte der Energiebedarf bis 2030 auf das 170-Fache des Niveaus von 2023 anwachsen – mehr als der jährliche Stromverbrauch mancher europäischer Staaten. Diese Entwicklung betrifft besonders Ostasien, wo ein Großteil der weltweiten Halbleiterproduktion konzentriert ist. Die Stromsysteme dieser Länder basieren jedoch weiterhin stark auf fossilen Brennstoffen: 2023 stammten 58,5 % der Stromerzeugung in Südkorea, 68,6 % in Japan und 83,1 % in Taiwan aus fossilen Quellen (Greenpeace East Asia, 2025).

      Zudem ist die Chipproduktion extrem wasserintensiv: Eine einzige hochentwickelte Fertigungsanlage verbraucht täglich mehrere Millionen Liter Wasser, um ultrareines Wasser für Produktionsprozesse zu erzeugen. Der Transport von Rohmaterialien über globale Lieferketten und die Entsorgung chemischer Abfälle verstärken die Umweltbelastungen zusätzlich.

      Der steigende Energiebedarf beeinflusst auch nationale Energiepolitiken. In Südkorea wurde 2024 der Bau eines 1-Gigawatt-Flüssigerdgas-Kraftwerks zur Versorgung des SK Hynix Yongin Semiconductor Cluster genehmigt (Greenpeace East Asia, 2025). Weitere drei Gigawatt sollen zur Deckung des Bedarfs von Samsung hinzukommen (Greenpeace East Asia, 2024). Diese Entwicklungen zeigen, dass die Hardwareproduktion selbst neue fossile Infrastrukturen antreibt und damit potenziell zu höheren globalen Emissionen führt.

      Auch die Entsorgung digitaler Geräte hat wachsende ökologische Bedeutung

      Elektronikschrott (E-Waste) enthält sowohl gefährliche Stoffe (Blei, Quecksilber, Flammschutzmittel) als auch wertvolle Metalle (Gold, Silber, Palladium). Durch den schnellen Innovationszyklus in der KI-Industrie entstehen große Mengen kurzlebiger Hardware,  insbesondere GPU-Server, die nach Trainingsphasen oft obsolet werden. Schätzungen zufolge könnte allein generative KI bis 2030 1,2–5 Millionen Tonnen zusätzlichen Elektronikabfall erzeugen (Wang, 2024).

      Globale E-Waste-Mengen 2022 mit defekten Elektrogeräten und Zahlen zu Produktion, Recycling und wachsendem Müllaufkommen
      Globale E-Waste-Mengen 2022 mit defekten Elektrogeräten und Zahlen zu Produktion, Recycling und wachsendem Müllaufkommen
      Quelle: https://ewastemonitor.info/wp-content/uploads/2024/12/GEM_2024_EN_11_NOV-web.pdf S. 12
       

      Gleichzeitig werden nur 22 Prozent des globalen E-Abfalls formal recycelt (Greenpeace, 2025), während illegale Exporte aus Europa und den USA weiterhin zunehmen. Diese Praktiken führen in Ländern wie Indien zu gravierenden Gesundheits- und Umweltproblemen durch informelle Entsorgung und Verbrennung von Elektronik (Bhardwaj et al., 2025).