CO2-Fußabdruck und Künstliche Intelligenz

„Technologie und Nachhaltigkeit sind die beiden meistdiskutierten Themen unserer Zeit“ – diese Aussage dürfte kaum jemand bestreiten. Während die Klimakrise weltweit spürbare Folgen hat, entwickelt sich Künstliche Intelligenz in atemberaubendem Tempo weiter. Welchen Beitrag Künstliche Intelligenz (artificial intelligence/AI) und maschinelles Lernen (machine learning) im Kampf gegen die globalen Treibhausgasemissionen leisten können, bleibt eine offene Frage.

Der CO2-Fußabdruck der Künstlichen Intelligenz

Bevor man über die Rolle der Künstlichen Intelligenz bei der Senkung des CO2-Fußabdrucks spricht, ist zunächst ihr eigener CO2-Fußabdruck zu betrachten. Die Klimaforschung beschreibt Künstliche Intelligenz als „Hammer“: Sie kann Nützliches leisten, aber auch vieles zerstören. Dieselbe Technologie, die zunehmend für ihre Erfolge bei der Senkung von Emissionen bekannt ist, verursacht selbst – wenn auch in geringerem Umfang – einen CO2-Fußabdruck. Umso wichtiger ist es, dass sich ein bewusster Umgang mit ihr durchsetzt.

Der Fußabdruck lässt sich nur schwer messen. Experten stützen ihre Teilschätzungen unter anderem auf Studien, die unter Mitwirkung des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) entstanden und in der Fachzeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurden. Studienautor Felix Creutzig erläutert das Bild vom „Hammer“ so: „Künstliche Intelligenz kann Nützliches leisten, aber auch vieles zerstören. Deshalb ist es höchste Zeit, sie mit klug gesetzten Regeln in die richtige Richtung zu lenken. Das gilt nicht nur für die Folgen für den Arbeitsmarkt oder den Datenschutz, sondern in hohem Maße auch für das Klima. Wir liefern hier erstmals einen Analyserahmen, der politischen Entscheidungsträgern hilft, die vielfältigen Auswirkungen von AI auf die Treibhausgasemissionen möglichst vollständig zu erfassen.“

Menschen, Unternehmen und Geräte sind heute in jedem Moment des Alltags miteinander vernetzt. Ob soziale Medien, Online-Banking, Autovermietung oder Kommunikation: Überall entstehen riesige Datenmengen aus Milliarden von Online-Verbindungen. Rund 60 % der Weltbevölkerung, also 4,66 Milliarden Menschen, nutzen aktiv das Internet – und das Internet ist für 1,6 Milliarden Tonnen Treibhausgasemissionen pro Jahr verantwortlich. Der ausgedruckte Kreditkartenauszug hat einen CO2-Fußabdruck, die digital übermittelte Datei ebenso. Smartphones, Cloud-Computing, Rechenzentren, Künstliche Intelligenz und Kryptowährungen treiben den Stromverbrauch in die Höhe, und dieser Strom stammt zu einem großen Teil aus Wärmekraftwerken. So soll die Erzeugung blockchainbasierter Kryptowährungen doppelt so viel Energie benötigen wie der Abbau von Kupfer, Gold oder Platin im gleichen Wert. Laut Alex de Vries, dem Gründer von Digiconomist, verursacht eine durchschnittliche Visa-Transaktion einen CO2-Fußabdruck von 500 Milligramm, eine einzelne Bitcoin-Transaktion dagegen von 360 Kilogramm. Ob WhatsApp-Nachrichten, E-Mails, Videos oder Online-Meetings: Jede Aktivität im Internet hat ihren CO2-Preis – mal sehr gering, mal etwas höher. Der jährliche CO2-Fußabdruck sozialer Medien, an die man wohl als Erstes denkt, liegt beispielsweise bei rund 299 Gramm Kohlendioxid – etwa so viel wie der Betrieb eines Haartrockners. Rechnet man alle Systeme einschließlich unserer Geräte und des Internets zusammen, entfallen darauf fast 3,7 % der weltweiten Treibhausgasemissionen; bis 2025 soll sich dieser Anteil verdoppeln. Künstliche Intelligenz steht in der Kritik, weil Berechnungen ihres CO2-Fußabdrucks je nach Annahmen stark schwanken. Damit bleibt eine zentrale Frage: Wann kommt eine Zukunft mit CO2-neutraler Künstlicher Intelligenz?

Den CO2-Fußabdruck durch bewussten KI-Einsatz senken

Jüngere Studien befassen sich verstärkt mit dem Zusammenhang zwischen Künstlicher Intelligenz und Nachhaltigkeit. Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre hat den höchsten Stand der letzten Jahre erreicht. Künstliche Intelligenz kann das nicht schlagartig ändern, sie kann nach Ansicht von Experten aber auf verschiedenen Wegen helfen, Treibhausgasemissionen zu senken. Fachleute, die mit Modellrechnungen des Capgemini Research Institute arbeiten, sehen in Künstlicher Intelligenz einen Hebel, mit dem Organisationen aller Branchen und Größen ihren CO2-Fußabdruck verringern können. Schätzungen zufolge könnte sie bis 2030 die Hälfte des Weges zu den Zielen des Pariser Abkommens abdecken. Mit der Weiterentwicklung der Künstlichen Intelligenz ließen sich die Treibhausgasemissionen demnach um 16 % senken.

Künstliche Intelligenz als Baustein der Klimastrategie

Entlang der Lieferkette setzen Unternehmen maschinelles Lernen in vielen Bereichen ein – von der autonomen Wartung über Routenoptimierung, intelligente Lagerverwaltung und geteilte Logistik bis zum Flottenmanagement – und sparen dadurch Ressourcen. Die Möglichkeiten, die Künstliche Intelligenz hier eröffnet, steigern auch die Effizienz bei Erzeugung und Verteilung von Energie.

Mithilfe von KI-Prognosen lassen sich viele Abläufe beschleunigen und gezielt steuern, was ebenfalls den CO2-Fußabdruck senkt. So lassen sich etwa Windmuster bis zu 36 Stunden im Voraus vorhersagen, um Windparks optimal zu betreiben. Bei gekühlten Lebensmitteln oder Rohstoffen kann digitale Technik zudem während Lagerung und Vertrieb überwachen, wie die Ware geschützt, gelagert und transportiert wird, damit sie unverdorben beim Verbraucher ankommt. Maschinelles Lernen kann die von Stromnetzen bewegten großen Energiemengen berechnen, Daten auswerten, um die Energieerzeugung zu verstehen und vorherzusagen, und Versorgern bei der Planung helfen, ihre Ressourcen strategisch effizienter einzusetzen. Das trägt auch dazu bei, Abfälle zu vermeiden, den Bedarf aus erneuerbaren Quellen zu decken sowie Abfallwirtschaft und -planung zu verbessern. Je wirksamer Künstliche Intelligenz in den kommenden Jahren in der Industrie für mehr Energieeffizienz eingesetzt wird, desto größer wird ihr Effekt auf den CO2-Fußabdruck sein. Unternehmen, Regierungen und Führungskräfte können so die Treibhausgase aus dem Verkehr, der rund 25 % der CO2-Emissionen verursacht, ebenso senken wie die Energieverschwendung in Gebäuden. In einigen Städten treibt Künstliche Intelligenz bereits autonome Fahrzeuge an, etwa im Carsharing, in Flotten und in intelligenten Verkehrssystemen. Insgesamt hilft sie, Verschwendung von Zeit, Geld, Material und anderen Ressourcen deutlich zu reduzieren. In nahezu allen Geschäftsprozessen stärkt sie die Klimastrategie, weil sich Abläufe schneller, fehlerärmer, sparsamer, prognosegestützt und strategisch planbar organisieren lassen.

Warum digitales Klimabewusstsein weltweit zählt

Wir sollten uns bewusst machen, welchen CO2-Fußabdruck wir mit unseren digitalen Aktivitäten hinterlassen. Gerade Unternehmen, die einen großen Teil der Treibhausgase verursachen, können das Problem mit Künstlicher Intelligenz angehen. Dazu müssen sie die Emissionsquellen ermitteln und den Umfang ihres digitalen CO2-Fußabdrucks untersuchen. Ob die in die Cloud hochgeladene E-Mail, die gemeinsam bearbeitete Arbeitsdatei oder Musikstreaming: Jede digitale Handlung erzeugt Daten und damit einen CO2-Fußabdruck, den wir erkennen müssen. Die Menge zu berechnen und Posten für Posten aufzuschlüsseln, ist deshalb der wichtigste Schritt, um Bewusstsein zu schaffen. Anschließend können Fachleute helfen, realistische und innovative Lösungen zu finden, mit denen sich diese Menge verringern lässt.

Organisationen können Budgets für CO2-Kompensationsprojekte bereitstellen, in solche Projekte investieren und in diesem Bereich jährliche Maßnahmenpläne entwickeln. Schon einfache Verhaltensänderungen sollen einen Unterschied machen: wenn Nutzer ihre automatischen Einstellungen anpassen, auf unnötige Backups und automatische Updates verzichten oder die Auflösung reduzieren. Unternehmen mit Netto-Null-Ziel, die ihr CO2-Label oder ihre Klimaschutzmaßnahmen offenlegen und mit ihrer Zielgruppe teilen, können damit bei Kunden punkten und ihr Ansehen bei Stakeholdern, Presse und anderen Anspruchsgruppen stärken.