Reicht der Strom in der Schweiz für immer mehr Rechenzentren?

Schweizer Rechenzentren könnten bis 2030 bis zu 15 Prozent des Schweizer Stroms verbrauchen. Aws

Die Dichte an Rechenzentren ist in der Schweiz pro Kopf so hoch wie in kaum einem anderen Land. Damit steigt auch der Stromverbrauch im Land an. Was tut die Schweiz, um dem Bedarf durch das rasante Wachstum der künstlichen Intelligenz zu begegnen?

In der ganzen Schweiz entstehen immer mehr Rechenzentren – und mit ihnen wächst die Besorgnis der Öffentlichkeit über ihren hohen Energiebedarf.

72% der Schweizer Bevölkerung sind der Meinung, dass neue Rechenzentren nur gebaut werden sollten, wenn sie mit erneuerbarer Energie betrieben werden, laut einer Umfrage von AlgorithmWatch CHExterner Link. Vier von fünf Befragten wünschen sich mehr Transparenz beim Energieverbrauch.

Gleichzeitig erklärteExterner Link Umweltminister Albert Rösti im Interview mit der NZZ am Sonntag, dass man zur Deckung des künftigen Bedarfs möglicherweise der Bau weiterer Kernkraftwerke in Betracht ziehen müsse. Die Aussage schürt die Befürchtungen, dass es in den kommenden Jahren zu Stromengpässen oder gar Stromausfällen kommen könnte.

Rechenzentren sind zentral für unsere hypervernetzte Welt – von Cloud-Diensten bis hin zur Nutzung künstlicher Intelligenz (KI). In der Schweiz machen sie 6-8% des Stromverbrauchs aus. Dieser Anteil dürfte mit dem Bau neuer Zentren weiter steigen. Weltweit verbrauchen Rechenzentren 3% des Stroms – weniger als Elektrofahrzeuge, Klimaanlagen oder die Schwerindustrie. Doch laut der Internationalen Energieagentur (IEA)Externer Link könnte sich der Bedarf aufgrund leistungsstarker KI-Server bis 2030 verdoppeln.

Und weil die Schweiz um digitale Relevanz wetteifert, wächst der Rechenzentrumssektor im Land schnell an. Doch um eine Überlastung der Stromversorgung zu vermeiden, wie sie bereits in anderen Ländern aufgetreten ist, muss das Wachstum sorgfältig geplant und die Effizienz gesteigert werden.

Die Dichte der Rechenzentren in der Schweiz gehört zu den höchsten weltweit

In der Schweiz gibt es rund 120 Rechenzentren, und mehr als zehn ProjekteExterner Link sollen in den kommenden drei Jahren aus- oder neugebaut werden. Damit gehört die Schweiz zu den Ländern mit der weltweit höchsten Dichte an Rechenzentren pro Kopf. 

Denn die Schweiz ist als Standort für Rechenzentren attraktiv. Zum einen stammt der Grossteil des Stroms aus erneuerbaren Energiequellen (insbesondere Wasserkraft) und Kernkraft. Damit ist der CO2-Ausstoss für den Betrieb der Zentren geringer als in Ländern, die stärker auf fossile Brennstoffe angewiesen sind.

Zudem ist das Land politisch stabil und es besteht eine starke Binnennachfrage nach digitalen Dienstleistungen, insbesondere im Finanzsektor. Die relativ tiefen Durchschnittstemperaturen, die eine effizientere Kühlung der Server ermöglichen, und die zentrale Lage in Europa sprechen ebenfalls für die Schweiz.

Die meisten Rechenzentren befinden sich in Zürich, dem Technologiezentrum des Landes. Giganten wie Google, Microsoft und Amazon Web Services mieten hier Flächen von lokalen Betreiber:innen. Die Wahl von Zürich ist kein Zufall: Die Nähe zu Kund:innen und die hervorragenden Glasfaserverbindungen machen es zu einem idealen Standort.

Um einen schnellen Datenaustausch und Betriebskontinuität zu gewährleisten, betreiben Anbieter:innen oft mehrere Standorte in derselben Gegend und schaffen damit digitale Cluster. Zu den führenden Akteuren zählen die US-Firmen Stack, Vantage und Equinix sowie das Schweizer Unternehmen Green Datacenter.

Derzeit beanspruchen Rechenzentren im Kanton Zürich eine Fläche von mehr als 114’000 QuadratmeternExterner Link – was etwa der Grösse von 16 Fussballfeldern entspricht.

Das Stromnetz von Zürich ist bereits bis an seine Grenzen ausgelastet

Laut der Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ) haben mehrere Bereiche des vorgelagerten Netzes – das nationale Hochspannungs-Übertragungsnetz – bereits keine Kapazitäten mehr für zusätzlichen Strombedarf.

«Mit der Zunahme der Anzahl Rechenzentren steigen auch die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Netzbetrieb», erklärt ein Sprecher gegenüber Swissinfo per E-Mail. Werden neue Umspannwerke gebaut, so die EKZ, dann in erster Linie, um den wachsenden Strombedarf von Rechenzentren zu decken.

Infolgedessen expandieren einige Rechenzentrumsbetreiber nun in andere Kantone wie Aargau und Schaffhausen. «In Zürich gibt es kaum noch Flächen für neue Rechenzentren», sagt David Schoch, Forschungsleiter beim Immobiliendienstleister CBRE. «Und die Stromverfügbarkeit ist noch begrenzter.»

Länder wie Irland und die Niederlande, die ebenfalls eine hohe Konzentration von Rechenzentren aufweisen, haben aufgrund der Sättigung der Netze bereits Neubauten eingeschränkt.

Zwar ist der nationale Strombedarf der Schweiz noch nicht am Limit. Er könnte es aber bald sein, warnt Louise Aubet, Mitautorin eines BerichtsExterner Link über die Umweltauswirkungen der Informations- und Kommunikationstechnologiebranche in der Schweiz. «Wir sind völlig abhängig von digitalen Technologien», sagt Aubet. «Wir dürfen Risiken wie Stromausfälle, die ganze Länder lahmlegen können, nicht unterschätzen.»

Der Verbrauch von Rechenzentren könnte rapide ansteigen

In den letzten zehn Jahren ist der Gesamtenergieverbrauch der SchweizExterner Link stabil geblieben, während der Pro-Kopf-Verbrauch dank milderer Winter und Effizienzsteigerungen in Gebäuden, Verkehr und in der Industrie sogar zurückgegangen ist.

Dieser Trend könnte jedoch nicht von Dauer sein. Die Rechenzentren allein könnten bis 2030 10-15% des Stromverbrauchs der Schweiz ausmachen, sagt Adrian Altenburger, Professor an der Hochschule Luzern. Das ist mehr als der gesamte Energiebedarf des Kantons Zürich im Jahr 2023.

Eine AnalyseExterner Link der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) schätzt, dass das Land zusätzlich 4,6 Terawattstunden Strom erzeugen oder importieren müsste, um diesen Bedarf zu decken – das entspricht in etwa dem Stromverbrauch von 800 Billionen Glühbirnen.

Die Beschaffung des erforderlichen Stroms aus erneuerbaren Energien wird laut Altenburger eine Herausforderung sein, da Rechenzentren das ganze Jahr über rund um die Uhr die gleiche Menge an Energie verbrauchen. Wegen diesem konstanten Bedarf fordern manche Politiker:innen und Expert:innen einen Ausbau der Bandenergie, beispielsweise durch Wasser- oder Kernkraft.

Um zu verhindern, dass ihre Rechenzentren das Stromnetz überlasten, müsse die Schweiz sorgfältig planen, sagt Altenburger. Denn die Schweiz gehöre schon heute zu jenen digitalisierten Ländern, in denen Rechenzentren einen der höchsten Anteile am Stromverbrauch haben.

KI könnte die Auswirkungen von Rechenzentren «drastisch» verstärken

Die rasante Verbreitung von KI birgt zudem die Gefahr, dass Schweizer Rechenzentren noch energieintensiver werden. Die Forscherin Louise Aubet geht davon aus, dass KI den Strombedarf von Rechenzentren «drastisch» erhöhen und damit möglicherweise die durch Effizienzsteigerungen in anderen Sektoren erzielten Kapazitäten wieder aufzehren wird.

Das Training grosser Sprachmodelle (LLMs) wie GPT oder Gemini ist besonders energieintensiv. Ein Grossteil dieses Trainings findet ausserhalb der Schweiz statt – hauptsächlich in Ländern, die die KI-Entwicklung dominieren und die über die grössten Rechencluster verfügen, wie etwa die Vereinigten Staaten oder China.

Wenn jedoch die weltweite Nachfrage nach leistungsstarken KI-Modellen weiter wächst, könnte die Schweiz unter Druck geraten, einen Teil dieser Kapazitäten im eigenen Land aufzubauen. Dies könnte den Ausbau ihres Alps-Supercomputers oder die Entwicklung einer neuen Infrastruktur für das Training bedeuten. Eine solche Erweiterung wäre im Einklang mit dem Ziel des Bundesrats stehen, die digitale Souveränität des Landes zu stärkenExterner Link.

Die Schweiz hat bereits Millionen investiert, um die Abhängigkeit von den amerikanischen Technologiegiganten zu verringern – doch das könnte nicht ausreichen. Lesen Sie hier unseren Artikel:

Mehr Effizienz und Transparenz erforderlich

Weil mit KI der Stromverbrauch steigen wird, rückt die Frage der Effizienz in den Mittelpunkt.

«Der Stromverbrauch von Rechenzentren wird rapide steigen, wenn wir die IT-Infrastruktur nicht wesentlich effizienter nutzen», sagt Matthias Haymoz, Leiter der Swiss Datacenter Efficiency Association (SDEA). Eine StudieExterner Link des Bundesamts für Energie aus dem Jahr 2021 schätzt, dass mehr als 40% des Effizienzpotenzials durch bessere IT-Nutzung und -Verwaltung ungenutzt bleiben.

Haymoz fügt hinzu, dass die meisten Betreiber nur die Gebäude verwalten, während die IT-Infrastruktur der Kund:innen oft von den Effizienzbemühungen ausgeschlossen ist.

Angela Müller, Direktorin von AlgorithmWatch CH, begrüsst die Initiativen der Betreiber zur Steigerung der Effizienz. Sie warnt jedoch, dass das Problem struktureller Natur ist. «Wir verlassen uns auf die Aussagen der Betreiber selbst, aber wir haben keine öffentlichen Daten: Wir wissen nicht wirklich, was hinter diesen grauen Mauern vor sich geht», sagt Müller.

Dieser Mangel an Transparenz, so Müller, trägt zur Besorgnis der Öffentlichkeit bei. «Die Bevölkerung möchte wissen, wie hoch die tatsächlichen Kosten der KI-gestützten Digitalisierung sein werden», so Müller.

Lesen Sie hier unseren Artikel über den Alps-Supercomputer:

Editiert von Gabe Bullard, Übertragung aus dem Englischen: Meret Michel/jg