Research: Cloud um jeden Preis

Wie die KI-Infrastruktur die Regeln für Nachhaltigkeit in der Cloud neu definiert – und warum die Hyperscaler hoffen, dass Sie es nicht bemerken

Der rasante Ausbau der KI-Infrastruktur durch Hyperscaler führt zu einem dramatischen Anstieg des weltweiten Stromverbrauchs von Rechenzentren, übertrifft die Nachhaltigkeitsverpflichtungen und schafft neue Herausforderungen hinsichtlich Transparenz und Umweltberichterstattung.

Zusammenfassung für IT-Verantwortliche:

• Obwohl Google nur einen Bruchteil der physischen Infrastruktur von AWS oder Microsoft betreibt, verzeichnet das Unternehmen höhere marktbasierte Scope-2-Emissionen als beide.
• Die Scope-2-Emissionen von Oracle erscheinen künstlich niedrig, da ein erheblicher Teil seiner Infrastruktur in Rechenzentren eingebettet ist, die von seinen Konkurrenten betrieben werden.
• Oracle überschreibt zudem jährlich seine historischen Emissionsdaten, was einen Jahresvergleich unmöglich macht.
• Alle drei großen Hyperscaler behaupten, zu 100 % auf erneuerbare Energien umgestellt zu haben, doch der Abschluss von Verträgen über erneuerbare Energien und deren Einspeisung ins Netz sind zwei verschiedene Dinge. AWS hat im Jahr 2024 2,7 GW ans Netz gebracht. Google brachte 2,5 GW. Microsoft macht keine Angaben.
• Die Gaserzeugung hinter dem Zähler füllt still und leise die Lücke zwischen den Ambitionen für saubere Energie und der betrieblichen Realität, und kein ESG-Bericht geht darauf ein.
• Amazon weigert sich, Daten zum Wasserverbrauch zu veröffentlichen. Die neuesten verfügbaren Zahlen stammen aus einem durchgesickerten internen Memo aus dem Jahr 2021.
• Googles Wasserverbrauch ist, umgerechnet aus dem von Google bevorzugten Gallonen-Format, im Verhältnis zu seiner Fläche unverhältnismäßig hoch, was mit einer übermäßigen Abhängigkeit von Verdunstungskühlung im Einklang steht.
• Google erzeugte im Jahr 2024 mehr Abfall als Microsoft, obwohl das Unternehmen nur einen Bruchteil der Größe von Microsoft hat.
• Oracle gibt eine Abfallkategorie in Pfund und eine andere in Litern an, ohne zu erklären, um welche Flüssigkeit es sich handelt. Oracle hat auf die Bitte von Computing um Klarstellung nicht reagiert.

Der Wendepunkt

2024 war das Jahr, in dem der Ausbau der KI-Infrastruktur ernsthaft begann. Obwohl die KI-Infrastruktur, die die Hyperscaler in Auftrag gegeben und mit deren Bau sie begonnen haben, noch nicht in Betrieb ist, deuten die verfügbaren Daten darauf hin, dass 2024 der Wendepunkt war.

Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) war der jährliche Anstieg des Stromverbrauchs im Rechenzentrumssektor bis 2023 relativ konstant. Der Sektor verbrauchte 2021 zusätzlich 28 TWh, 2022 27 TWh und 2023 36 TWh.

Im Jahr 2024 stieg dieser Zuwachs sprunghaft auf 55 TWh an, wodurch sich der weltweite Gesamtstromverbrauch von Rechenzentren auf 415 TWh belief – was in etwa dem gesamten jährlichen Stromverbrauch eines mittelgroßen europäischen Landes entspricht.

Ausgehend von den derzeit im Bau befindlichen Anlagen wird sich dieses jährliche Wachstum voraussichtlich fast verdoppeln und im Jahr 2027 104 TWh sowie im Jahr 2028 110 TWh erreichen. Dies setzt natürlich voraus, dass alle derzeit im Bau befindlichen Anlagen, wie beispielsweise Stargate Abilene, fertiggestellt werden.

Die hier betrachteten Hyperscaler sind nicht für den gesamten Stromverbrauch verantwortlich. Allerdings kontrollieren Hyperscale-Betreiber etwa 44 % der weltweiten Rechenzentrumskapazität – ein Anstieg gegenüber 20 % im Jahr 2017. Dieser Anteil wird voraussichtlich bis 2030 61 % erreichen.

Vergleich der Scope-2-Emissionen

Um die Auswirkungen dieses gestiegenen Stromverbrauchs zu verstehen, müssen wir uns die Scope-2-Emissionen ansehen. Dabei handelt es sich um Emissionen, die indirekt durch den Kauf von Energie entstehen. Jedes Unternehmen meldet zwei Zahlen: marktbasierte Emissionen, die die spezifischen Emissionen widerspiegeln, die mit dem vertraglich bezogenen Strom eines Unternehmens verbunden sind, und standortbasierte Emissionen, die die durchschnittliche Kohlenstoffintensität des lokalen Stromnetzes widerspiegeln, in dem der Strom verbraucht wird. Die standortbasierten Zahlen sind stets deutlich höher.

Amazon wird in absoluten Zahlen immer höhere Energieemissionen aufweisen als seine Mitbewerber, da der Rest seines Geschäfts auf riesigen Fulfillment-Lagern und einer Transportinfrastruktur basiert.

Was diesen Datensatz bemerkenswert macht, ist, dass Google trotz eines nur bruchteiligen physischen Fußabdrucks im Vergleich zu AWS oder Microsoft höhere marktbasierte Emissionen verzeichnet als beide.

AWS betreibt weltweit etwa 900 Rechenzentren in mehr als 30 Regionen – eine Schätzung, die auf glaubwürdigen Berichten basiert, da kein Hyperscaler seine Rechenzentrumsfläche veröffentlicht. Microsoft betreibt mindestens 400 Rechenzentren. Google hingegen betreibt weltweit schätzungsweise 28 bis 30 Standorte, wenn auch größere, stärker konsolidierte Standorte.

Der Größenunterschied macht Googles Emissionsprofil schwer erklärbar.

Dasselbe Muster lässt sich in den standortbasierten Daten erkennen. Google verursachte etwa 1,3 Millionen mtCO₂e (metrische Tonnen Kohlendioxidäquivalent) mehr als Microsoft, obwohl sein Fußabdruck proportional viel kleiner ist.

Googles ESG-Berichterstattung behauptet, dass seine Rechenzentren „zu den effizientesten der Welt gehören“. Die Daten zeichnen ein differenzierteres Bild.

Die Scope-2-Emissionen von Oracle in Höhe von 1,2 Millionen mtCO₂e erscheinen für einen Hyperscaler dieser Größenordnung gering. Die Erklärung liegt in der Multicloud-Architektur: Ein erheblicher Teil der OCI-Infrastruktur ist in Rechenzentren eingebettet, die von den anderen drei Hyperscalern betrieben werden. Diese Anordnung reduziert die Scope-2-Emissionen, zu deren Meldung Oracle gesetzlich verpflichtet ist. Eigentlich müssten dieselben Emissionen in der Kategorie „Gekaufte Waren und Dienstleistungen“ innerhalb von Scope-3 erfasst werden – zu deren Meldung Oracle nicht verpflichtet ist.

Es gibt ein weiteres Transparenzproblem bei der Emissionsberichterstattung von Oracle: Ein Vergleich mit dem Vorjahr ist unmöglich, da historische Berichte jährlich überschrieben werden. Alte Berichte existieren zwar, werden jedoch standardmäßig auf die Daten des aktuellen Jahres zurückgesetzt. Oracle hat auf die Anfragen von Computing nach Zugang zu historischen Berichten nicht reagiert.

Erneuerbare Energien – Vertrag versus Lieferung

Die Menge an erneuerbarer Energie, die 2024 für die Hyperscaler erzeugt wird, hat einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtemissionen. Hier wird die Kluft zwischen Darstellung und Realität am deutlichsten.

Amazon, Google und Microsoft geben alle offen bekannt, wie viel erneuerbare Energie sie im Jahr 2024 vertraglich vereinbart haben. Microsoft unterzeichnete Vereinbarungen über weitere 19 GW an neuer erneuerbarer Energie. Google vereinbarte 8 GW und Amazon weitere 6 GW. Oracle ist weniger offen.

Doch die vertragliche Vereinbarung von erneuerbarer Energie und deren Einspeisung ins Netz sind zwei verschiedene Dinge, und die Lücke zwischen ihnen kann Jahre betragen. AWS hat im Jahr 2024 weitere 2,7 GW erneuerbarer Energie ans Netz gebracht. Google hat 2,5 GW ans Netz gebracht. Microsoft veröffentlicht diese Zahl nicht.

Microsoft hat seit 2020 Verträge über 40 GW an neuer erneuerbarer Energie abgeschlossen und Anfang dieses Jahres bekannt gegeben, dass es seinen weltweiten jährlichen Stromverbrauch zu 100 % durch erneuerbare Energie deckt. Das ist ein echter Meilenstein. Ohne die Offenlegung, wie viel dieser vertraglich vereinbarten Kapazität tatsächlich Strom erzeugt – Schätzungen zufolge sind derzeit 19 GW in Betrieb, wobei es sich hierbei um eine kumulierte Zahl handelt –, ist es jedoch unmöglich zu beurteilen, inwieweit die Angabe zur Deckung den Betrieb mit sauberer Energie widerspiegelt und inwieweit sie auf der CO₂-Bilanzierung beruht.

Dies ist von Bedeutung, da alle drei Unternehmen dieselbe Methodik anwenden: die jährliche, globale Deckung, die es ermöglicht, einen Überschuss an erneuerbarer Energie in Regionen mit reichlich sauberer Energie zu nutzen, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe an anderen Orten auszugleichen.

Sowohl Amazon als auch Google haben diesen 100-prozentigen Ausgleich zwei Jahre in Folge aufrechterhalten. Google ist noch einen Schritt weiter gegangen und hat sich für 2030 das Ziel gesetzt, den Verbrauch stündlich und standortspezifisch durch CO₂-freie Energie auszugleichen – ein weitaus anspruchsvollerer Standard. Im Jahr 2024 erreichte das Unternehmen 66 % dieses Ziels, trotz eines Anstiegs des Stromverbrauchs um 27 %.

Zertifikate für erneuerbare Energien, auf denen ein Großteil der Ausgleichsangaben basiert, sind eher als Instrument zur CO₂-Bilanzierung zu verstehen als als Garantie für zusätzliche Erzeugung sauberer Energie. Alle drei Unternehmen haben echte Meilensteine bei der Beschaffung erneuerbarer Energien erreicht. Doch der Ausbau ihrer Infrastruktur ist schneller vorangeschritten als die erneuerbare Energie, die laut ihren Berichten diese Infrastruktur versorgt.

Energieversorgung

Eine bittere Ironie der wachsenden öffentlichen Ablehnung von Rechenzentren besteht darin, dass sich Betreiber zunehmend für „Behind-the-Meter“-Strom entscheiden. Das bedeutet, dass Rechenzentrumsbetreiber eigene fossile Generatoren und Kraftwerke errichten, um eine massive Belastung der lokalen Stromnetze zu vermeiden.

Forschungsinstitute wie Cleanview verfolgen die Gasgenehmigungen für Rechenzentren in den gesamten USA. Auch wenn Genehmigungen und tatsächlich errichtete Kapazitäten zwei sehr unterschiedliche Dinge sind, stoßen Gasturbinen jährlich Millionen Tonnen CO₂e aus. Laut einem aktuellen Bericht in Wired prüft Microsoft Berichten zufolge den Kauf von Strom aus einem von Chevron unterstützten Erdgasprojekt in West-Texas. Allein dieses Projekt könnte laut der staatlichen Genehmigung jährlich mehr als 11,5 Millionen Tonnen Treibhausgase ausstoßen.

Es ist schlichtweg nicht vorstellbar, dass Hyperscaler diese Kapazitäten ausbauen und gleichzeitig die von ihnen selbst gesetzten CO₂-Ziele einhalten können. Von uns zu verlangen, beides zu glauben, bedeutet, uns für dumm zu verkaufen.

Kein ESG-Bericht geht näher auf diese Revolution der gasbetriebenen Rechenzentren ein.

Scope-3

Wir haben viel Zeit damit verbracht, die Ergebnisse zu Scope-2 zu analysieren. Doch Scope-3-Emissionen (indirekte Emissionen in der Wertschöpfungskette eines Unternehmens) machen zwischen 95 % und 98 % der Gesamtemissionen aus und sind deshalb von großer Bedeutung. Sie sind zudem sehr schwer zu quantifizieren, da die meisten davon vorgelagert entstehen; daher benötigt man Daten der Lieferanten, um sie abzuschätzen.

Alle Hyperscaler nutzen Emissionszertifikate, um einen großen Teil ihrer Scope-3-Emissionen zu kompensieren. Sie sind jedoch nicht verpflichtet, das Ausmaß der Emissionen vor der Kompensation offenzulegen oder ihre Methode zur CO₂-Bilanzierung zu erläutern. Die Qualität der Emissionszertifikate ist sehr unterschiedlich, und die Undurchsichtigkeit der Bilanzierung erschwert einen aussagekräftigen Vergleich.

Der einzige Hyperscaler, der das gesamte Ausmaß seiner Scope-3-Emissionen offenlegt, ist Amazon (auch wenn man schon genau hinschauen muss, um diese Informationen zu finden). Google, Microsoft und Oracle melden alle marktbereinigte Gesamtwerte mit nur minimalen Erläuterungen zur zugrunde liegenden CO₂-Bilanzierung.

Microsoft berichtet jedoch über die insgesamt vertraglich vereinbarten CO₂-Entfernungsgutschriften. Die nachstehende Tabelle zeigt, wie stark diese im Jahr 2024 angestiegen sind.

Wie angesichts der gestiegenen Investitionsausgaben im Jahr 2024 zu erwarten war, verzeichneten alle Hyperscaler einen deutlichen Anstieg der Emissionen im Zusammenhang mit Investitionsgütern. Diese Kategorie umfasst Emissionen, die in Gebäuden wie Rechenzentren enthalten sind.

Microsoft, Amazon und Google verzeichneten alle einen starken Anstieg bei den vorgelagerten Transport- und Vertriebsaktivitäten. All diese Gebäude benötigen Betriebsmittel, und diese verursachen CO₂-Emissionen, bevor sie am Standort ankommen. Auch die Aktivitäten im Bereich Kraftstoff und Energie (zu denen Emissionen aus der vorgelagerten Energieerzeugung und -lieferung zählen) stiegen bei Oracle und Microsoft an, gingen jedoch bei Amazon und Google zurück.

Bei den „Big Three“ stiegen zudem die Emissionen im Zusammenhang mit Geschäftsreisen und dem Pendeln der Mitarbeiter.

Vielleicht ist es an der Zeit, die Vorschriften zur Rückkehr ins Büro zu überdenken?

Wasserverbrauch

Amazon veröffentlicht nach wie vor keinen Gesamtwasserverbrauch, sondern betont stattdessen die Wassernutzungseffizienz (WUE). Als Amazon die Möglichkeit geboten wurde, Daten für diesen Artikel zur Verfügung zu stellen, lehnte das Unternehmen erneut ab.

In Amazons Bericht wird behauptet, das Unternehmen habe 54 % seines Weges zum Ziel „Wasserpositiv bis 2030“ zurückgelegt, doch es werden keine Daten zur Untermauerung dieser Behauptung vorgelegt.

Im Jahr 2025 deutete ein durchgesickertes Memo darauf hin, dass das Unternehmen lieber Kritik wegen mangelnder Transparenz in Kauf nimmt, als die seiner Ansicht nach höheren Kosten für Transparenz zu tragen.

Dieses Memo enthielt einige Zahlen auf der Grundlage von Daten aus dem Jahr 2021; da keine aktuelleren Daten vorliegen, verwenden wir diese hier, wobei zu beachten ist, dass der Wasserverbrauch parallel zum Ausbau der Rechenzentren gestiegen sein dürfte.

Der Primärverbrauch wird mit 7,7 Milliarden Gallonen angegeben, für den Vergleich mit Google umgerechnet in Megaliter.

Keines der beiden Unternehmen schneidet gut ab. Google präsentiert seine Zahlen in Millionen Gallonen statt in Megalitern (wahrscheinlich, weil die absolute Zahl dadurch kleiner wirkt), doch sein Verbrauch ist auffällig. Microsoft und Amazon setzen verstärkt auf Direct-to-Chip- und Closed-Loop-Kühlung. Google, mit einer geschätzten WUE von über 1 Liter pro kWh, scheint dies nicht zu tun.

Neben den absoluten Mengen sind jedoch noch weitere Faktoren zu berücksichtigen.

Amazon hat kürzlich einen Rechtsstreit in Höhe von 20,5 Millionen Dollar beigelegt, der von Bewohnern von Morrow County im Osten Oregons angestrengt wurde, die durch mit Nitriten verunreinigtes Trinkwasser geschädigt wurden. Das Problem hat seinen Ursprung in landwirtschaftlichen Abflüssen, doch da dieses Wasser aus lokalen Wasserquellen zur Kühlung von AWS-Rechenzentren entnommen wird, führt die Verdunstung dazu, dass das Wasser, das diese Rechenzentren verlässt, noch stärker verunreinigt ist. Es handelt sich um ein Problem zweiter Ordnung, aber dennoch um ein Problem.

Um es klar zu sagen: Amazon ist nicht die Quelle der Nitrite und hat mit dem Vergleich kein Fehlverhalten eingeräumt, aber das Unternehmen hat sich bereit erklärt, den Einwohnern der Region zu saubererem Wasser zu verhelfen.

Auch Microsoft musste 2024 hohe Ausgaben tätigen, allerdings für Wasserauffüllungsprojekte, um sein Ziel „Wasserpositiv bis 2030“ auf Kurs zu halten. Das vertraglich vereinbarte Gesamtvolumen für den Wasserersatz hat sich auf 50 Millionen Kubikmeter mehr als verdoppelt.

Abfall

Von den vier untersuchten Hyperscalern melden nur zwei das gesamte Abfallaufkommen. Auch hier liegt Google gemessen an seinem Fußabdruck im Vergleich zu den anderen vorn. Google verursachte 6.300 Tonnen mehr Abfall als im Geschäftsjahr 2023, was die Gesamtmenge auf 58.500 Tonnen erhöhte. Das klingt nicht nach viel, bis man bedenkt, dass Microsoft 41.290 Tonnen erzeugt hat.

Davon gelingt es allen Hyperscalern, in etwa gleichen Anteilen dieser Abfälle zu recyceln oder wiederaufzubereiten.

Microsoft hat 88,1 % von der Deponie ferngehalten und Google 84 %. Amazon veröffentlicht keine Abfallmengen, gibt jedoch eine Verwertungsquote von 85 % an.

Oracle veröffentlicht nur sehr begrenzte Daten. Elektronikschrott ist die einzige gemeldete Abfallkategorie – in Pfund ausgedrückt 10.853.361. Zum Vergleich: Dies entspricht 4.923,08 Tonnen. Oracle gibt jedoch an, dass nur 0,2 % davon auf Deponien gelangen.

Es gibt eine weitere, rätselhafte Kategorie für nicht-elektronischen Abfall, die in Litern angegeben wird – genauer gesagt 8.430.157. Wir können diese Menge nicht in Tonnen umrechnen, da wir die Dichte der unbekannten Flüssigkeit nicht kennen.

Oracle hat auf die Anfrage von Computing nach einer Klarstellung in dieser Angelegenheit nicht reagiert.

Transparenz

Keiner der hier untersuchten Hyperscaler liefert ein vollständiges Bild. Amazon weigert sich, den Gesamtwasserverbrauch zu veröffentlichen, und erklärt nicht, wie das Unternehmen den Fortschritt in Richtung seines „Water Positive“-Ziels berechnet. Microsoft gibt nicht bekannt, wie viel erneuerbare Energie es im Jahr 2024 tatsächlich ans Netz gebracht hat. Google präsentiert Wasserdaten in Einheiten, die das scheinbare Ausmaß des Verbrauchs minimieren. Oracle löscht seine historischen Emissionsdaten jährlich, was einen Vergleich von Jahr zu Jahr unmöglich macht.

Keines der Unternehmen hat sinnvoll auf unsere Anfragen nach Klarstellung und weiteren Daten reagiert.

Es handelt sich um ein Muster selektiver Offenlegung, und jede Auslassung verhindert, dass eine unbequeme Wahrheit ans Licht kommt. Die von allen vier Unternehmen vorgebrachten Behauptungen zur Deckung durch erneuerbare Energien sind echte Erfolge, doch es handelt sich um eine selektiv ausgewählte Kennzahl, die auf Kosten detaillierterer Daten berichtet wird, die ein komplexeres Bild zeichnen.

Der Ausbau der KI-Infrastruktur verschlimmert diese Situation, anstatt sie zu verbessern. Da die Investitionsausgaben steigen und die Emissionen zunehmen, wird die Kluft zwischen dem, wozu sich diese Unternehmen verpflichten, und dem, was sie tatsächlich leisten, immer größer, und die Berichtsrahmen haben Mühe, Schritt zu halten – insbesondere im Fall von Oracle.

Entscheidungen zur Cloud-Beschaffung werden nicht ausschließlich von solchen Bedenken geleitet, aber sie werden von ihnen beeinflusst. Wenn ein Anbieter Ihnen nicht mitteilt, wie viel Wasser seine Rechenzentren verbrauchen oder wie viel seiner erneuerbaren Energie tatsächlich sauberen Strom erzeugt (und wo dies geschieht), statt nur in der Pipeline zu liegen, ist das Fehlen dieser Daten ein wesentlicher Hinweis darauf, wie ernst dieser Anbieter seine Rechenschaftspflicht nimmt.

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Dieser Artikel erschien ursprünglich auf unserer Schwester-Website Computing.