Wenn von künstlicher Intelligenz (KI) die Rede ist, geht es oft um Rechenleistung, die Nachfrage nach Chips und den steigenden Energiebedarf. Doch gibt es noch eine weitere wichtige natürliche Ressource, die unverzichtbar ist: Wasser. Im Fokus stehen dabei unter anderem der Wasserverbrauch für Kühlzwecke, die für die Stromerzeugung erforderlichen Wasserentnahmen im vorgelagerten Bereich sowie lokale Wasserknappheit – allesamt Faktoren, die sich sowohl als konkrete betriebliche Einschränkungen als auch als strukturelle Treiber für Anlagechancen erweisen.
Warum verbrauchen Rechenzentren so viel Wasser?
Rechenzentren nutzen Wasser vor Ort in erster Linie in Kühlsystemen, die Wärme von Servern und anderen Geräten abführen. Zwar gibt es verschiedene Kühlmethoden, doch wird die Verdunstungskühlung oft bevorzugt, da sie sehr effektiv und energieeffizienter sein kann als mechanische Kühlsysteme, die im Betrieb wenig bis gar kein Wasser verbrauchen, dafür aber einen hohen Stromverbrauch haben. Allerdings bringt die Verdunstungskühlung bei der Planung von Rechenzentren einen echten Zielkonflikt zwischen Strom und Wasser mit sich (da ein Teil des Wassers durch Verdunstung verloren geht). Dieser Zielkonflikt gewinnt angesichts der zunehmenden KI-Workloads zunehmend an Bedeutung.
KI-Computing erfordert in der Regel eine höhere Infrastrukturdichte, insbesondere wenn Grafikprozessoren (GPUs) und andere Beschleunigerchips in großem Umfang zum Einsatz kommen. Dichtere Computerumgebungen erzeugen mehr Wärme, was den Kühlbedarf erhöhen kann. Untersuchungen des Lawrence Berkeley National Laboratory deuten darauf hin, dass sich der direkte Wasserverbrauch von US-Rechenzentren bis 2028 gegenüber 2023 um das Zwei- bis Vierfache erhöhen könnte1, da die KI-bezogene Infrastruktur weiter ausgebaut wird.
Der verborgene Fußabdruck in der vorgelagerten Produktion: Wasser im Energiemix
Hinzu kommt der indirekte Wasserverbrauch durch die Stromerzeugung für den Betrieb von Rechenzentren. Dieser externe Fußabdruck kann sogar bedeutender sein als der direkte Kühlbedarf vor Ort. Schätzungen zufolge könnte der indirekte Wasserverbrauch im Zusammenhang mit der Stromerzeugung bis zu 75 % des gesamten Wasser-Fußabdrucks eines Rechenzentrums ausmachen.2 Dies spielt eine Rolle, da die Stromerzeugung in vielen regionalen Netzen nach wie vor stark auf Wärmekraftwerke angewiesen ist, die erhebliche Wassermengen zur Kühlung verbrauchen – die Stromerzeugung macht rund 40 % der gesamten Wasserentnahmen in den USA aus.3
Der Wasserverbrauch der KI-Infrastruktur ist daher untrennbar mit dem sich wandelnden Energiemix verbunden. Während ein höherer Anteil variabler erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarenergie im Stromnetz den indirekten Wasserbedarf erheblich senken könnte, sind einige kohlenstoffärmere Technologien – darunter Geothermie, Biomasse und CO₂-Abscheidungssysteme – nach wie vor wasserintensiv. Die Nettoentwicklung wird davon abhängen, wie sich die Zusammensetzung des Stromnetzes parallel zum Wachstum der Rechenzentren entwickelt.
Lokale und regulatorische Maßnahmen gegen Wasserrisiken
Auf nationaler Ebene ist der Wasserverbrauch von Rechenzentren im Vergleich zum gesamten Wasserverbrauch nach wie vor überschaubar: 2023 machten US-Rechenzentren etwa 0,3 % der gesamten öffentlichen Wasserversorgung in den kontinentalen USA aus.4 Wasserrisiken sind jedoch naturgemäß lokal begrenzt, und genau dort gewinnt das Thema an Bedeutung. Die Wasserverfügbarkeit variiert stark je nach geografischer Lage, den Bedingungen des Wassereinzugsgebiets, der vorhandenen Infrastruktur und der konkurrierenden Nachfrage durch Haushalte, Landwirtschaft und Industrie. In mehreren Ländern hat die Wasserverfügbarkeit bereits begonnen, die Standortwahl und den Ausbau der Infrastruktur von Hyperscalern zu beeinflussen.
Auch das regulatorische Umfeld entwickelt sich weiter. Während einige Gerichtsbarkeiten Beschränkungen oder Moratorien für den Bau neuer Rechenzentren angekündigt haben, konzentrieren sich andere auf Standards, Offenlegungspflichten und proaktive Anreize für eine nachhaltigere Gestaltung sowie auf die Festlegung von Standards für die Berichterstattung und den Wasserverbrauch:
- Kalifornien hat Steuervergünstigungen für Anlagen vorgeschlagen, die bestimmte Nachhaltigkeitskriterien erfüllen, darunter den Einsatz nachhaltiger Kühlsysteme.
- Die Energieeffizienzrichtlinie der EU sieht die Einführung eines Labels für Rechenzentren vor, das Angaben zum Energie- und Wasserverbrauch sowie zu erneuerbaren Energiequellen enthält.
- Chinas nationales Bewertungssystem für umweltfreundliche Rechenzentren (National Green Data Centre Evaluation Indicator System) umfasst die Kennzahl „Water Usage Effectiveness“ (WUE) als Grundlage für die Vergabe einer „grünen“ Bewertung.
Kühltechnikinnovationen sind im Kommen
Auch wenn die evaporative Kühlung aufgrund betrieblicher Gegebenheiten noch einige Zeit weit verbreitet bleiben wird, reagiert die Branche auf den wachsenden Wasser- und Stromverbrauch mit einer neuen Generation von Kühltechnologien. Die „Direct-to-Chip“-Flüssigkeitskühlung – bei der Kühlmittel in einem geschlossenen Kreislauf durch direkt auf den Prozessoren montierte Kühlplatten zirkuliert – wird zunehmend in KI-Umgebungen mit hoher Dichte eingesetzt und kann den Wasserverbrauch auf Anlagenebene erheblich senken. Auch die Immersionskühlung, bei der Server in eine nichtleitende dielektrische Flüssigkeit getaucht werden, entwickelt sich von Nischenanwendungen hin zu einem festen Bestandteil der Mainstream-Rechenzentrumsarchitektur. Experimentellere Ansätze wie die mikrofluidische Kühlung, bei der Flüssigkeitskanäle direkt in den Chip selbst integriert werden, deuten auf ein noch größeres langfristiges Effizienzpotenzial hin.
Einige Betreiber beginnen zudem damit, in neuen Anlagen vollständig geschlossene Kühlkreisläufe und „Zero-Water“-Kühlkonzepte einzusetzen, bei denen das Kühlmittel kontinuierlich umgewälzt wird und kein Wasser mehr durch Verdunstung entzogen wird. Der Nachteil bleibt der Energieverbrauch – der Verzicht auf Wasser bedeutet in der Regel einen höheren Stromverbrauch –, doch mit der Weiterentwicklung der Kühltechnologien verringert sich dieser Unterschied zunehmend.
Über die Gestaltung der Infrastruktur hinaus wird KI zunehmend in Tools eingesetzt, die zu einer effektiveren Bewirtschaftung der Wasserressourcen beitragen. Zu den Anwendungsbereichen zählen die Lecksuche in Verteilungsnetzen, intelligente Messsysteme und Bedarfsprognosen, die Optimierung der Bewässerung in der Landwirtschaft sowie Modellierungen auf Einzugsgebietsebene zur Unterstützung von Entscheidungen zur Wasserzuteilung.
Erkenntnisse aus unserem „Engagement“ zu Wasserrisiken
Janus Henderson ist der Ansicht, dass Nachhaltigkeitsaspekte eine fundiertere Grundlage für die Aktienauswahl und die Risikoidentifizierung bieten können, indem sie ökologische und soziale Einschränkungen aufzeigen, die sich auf langfristige Geschäftsmodelle auswirken können.
Angesichts des fortschreitenden Ausbaus von Rechenzentren dürften Unternehmen, die eine transparentere Berichterstattung und ein besseres lokales Verantwortungsbewusstsein nachweisen können, angesichts der zunehmenden Kontrolle besser aufgestellt sein. Wir stehen in ständigem Austausch mit wichtigen Rechenzentrumsbetreibern und Anbietern von Cloud-Infrastrukturen, um besser zu verstehen, wie die Wasserverfügbarkeit in Entscheidungen zur Standortwahl und zur Gestaltung der Kühlsysteme einfließt. Im Mittelpunkt der Gespräche standen die Transparenz hinsichtlich des Wasserverbrauchs auf Standortebene, das Betriebsmanagement in Regionen mit Wasserknappheit sowie die Frage, wie bei der Anlagenplanung Zielkonflikte zwischen Energieeffizienz und Wasserverbrauch berücksichtigt werden.
So berichten beispielsweise alle großen Hyperscaler, mit denen wir uns austauschten, in unterschiedlicher Detailtiefe über den Wasserverbrauch ihrer Rechenzentren, wobei die meisten von ihnen Verpflichtungen in Bezug auf den Wasserverbrauch eingegangen sind:
- Sowohl Meta als auch Google veröffentlichen in ihren jährlichen Nachhaltigkeitsberichten Daten zur Wasserentnahme und zum Wasserverbrauch ihrer einzelnen Rechenzentren sowie Gesamtkennzahlen zur jährlichen Wasserentnahme und zum Wasserverbrauch.
- Microsoft, Google, Meta und Amazon haben sich alle dazu verpflichtet, bis 2030 weltweit mehr Wasser wieder aufzufüllen bzw. wiederherzustellen, als sie verbraucht haben.
Fazit
Das Risiko der Wasserversorgung ist ein globales Problem, das alle wasserintensiven Branchen betrifft, darunter auch den Technologiesektor. Die steigende Nachfrage nach Rechenzentren, die durch die KI-Technologiewelle angetrieben wird, kann Anlagechancen bei Unternehmen bieten, die eine effizientere Infrastruktur für Kühlung, Wasseraufbereitung und Ressourcenmanagement ermöglichen. Der Wasserbedarf der KI-Infrastruktur stellt zwar eine echte Herausforderung dar, treibt aber gleichzeitig bedeutende Innovationen in den Bereichen Kühlung, Design und Wassermanagement voran. Als aktive Fondsmanager beziehen wir weiterhin finanziell relevante Nachhaltigkeitsfaktoren in unsere Anlageentscheidungen ein, da wir davon überzeugt sind, dass dies entscheidend ist, um unseren Anlegern langfristig nachhaltige Erträge zu sichern.
Von Charles Devereux, Responsible Investment & Governance Analyst, und Hamish Chamberlayne, Head of Global Sustainable Equities, Janus Henderson Investors
Weitere beliebte Meldungen:
1 Quelle: Lawrence Berkeley National Laboratory; Der Wasserverbrauch von Rechenzentrums-Workloads: Eine Übersicht und Bewertung der wichtigsten Einflussfaktoren; Juni 2025.
2 Quelle: Nature.com, 2021
3 Quelle: U.S. Geological Survey; Geschätzter Wasserverbrauch in den USA im Jahr 2015
4 Quelle: Shaolei Ren (UC Riverside), basierend auf Zahlen des Lawrence Berkeley National Laboratory; „2024 US Data Center Energy Usage Report“; Dezember 2024
