In der Kunst, in der Forschung, in unserem Alltag und in allen Bereichen dazwischen – Generative künstliche Intelligenz (GAI) wie Chat-GPT und Co. scheint überall einsetzbar zu sein. Doch mit jedem neuen Sprachmodell (LLM) oder Bildgenerator werden auch kritische Stimmen lauter. Dabei geht es aktuell vor allem um Urheberrechte, Datenschutz und negative soziale Auswirkungen.
Weniger diskutiert ist ein anderes Problem: Eine neue Studie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zeigt, dass mit der Entwicklung dieser hochentwickelten Modelle eine Flut von Elektroschrott auf uns zukommt. Diese lässt den bereits schon jetzt mächtigen Strom an E-Schrott weiter wachsen – mit verheerenden Auswirkungen auf unsere Wasserressourcen, die Umwelt und unsere Gesundheit.
GPUs – Hardware mit kurzer Halbwertszeit
Die Studie, die mithilfe eines neuartigen Modells zur rechnergestützten Materialflussanalyse (CP-MFA) durchgeführt wurde, konzentriert sich speziell auf große Sprachmodelle (LLMs). Diese Modelle – die Motoren hinter vielen beliebten KI-Anwendungen – erfordern enorme Mengen an Rechenhardware. Das hat damit zu tun, dass die für die Datenverarbeitung und das Training benötigten Grafikprozessoren (GPUs) eine extrem begrenzte Lebensdauer haben. Die GPUs in Rechenzentren werden üblicherweise schon nach Monaten bis wenigen Jahren durch neue ersetzt.
Mit Elektroschrott einmal um die Erde
Die Zahlen sind, gelinde gesagt, besorgniserregend. Selbst unter konservativen Annahmen wird der kumulierte Elektronikschrott allein aus LLM-Hardware bis 2030 weltweit auf 9 Millionen Tonnen geschätzt. Zum Vergleich: Die Gesamtmenge an Elektroschrott, die 2022 – kurz vor dem Feldzug von LLMs – produziert wurde, betrug 62 Millionen Tonnen. Diese Menge würde 1,55 Millionen 40-Tonnen-Lkw füllen. Das entspricht laut einem Bericht der ITU und UNITAR in etwa einer Lkw-Kolonne, die den Äquator umrundet.
In einem Szenario, in dem sich die Verbreitung von GAI am oberen Ende der Erwartungen ansiedelt, könnte das Volumen des durch LLMs generierten Elektroschrotts auf erschreckende 16,1 Millionen Tonnen ansteigen.
GAI: Eine tickende Zeitbombe aus giftiger Technologie
Die Beschaffenheit von Elektroschrott macht das Recycling kompliziert, kostspielig und gefährlich. Diese Art von Abfall enthält erhebliche Mengen an wertvollen recycelbaren Materialien und gefährlichen Stoffen, die beide eine komplexe Herausforderung für die Abfallwirtschaft und die Ressourcenrückgewinnungssysteme darstellen.
Die derzeitige Infrastruktur für das Recycling von E-Abfällen ist bei weitem nicht in der Lage, die von uns bereits verursachte Flut zu bewältigen. Laut einem aktuellen Bericht der Vereinten Nationen steigt die Menge an Elektroschrott fünfmal schneller als die Recyclingquote. Anders ausgedrückt: Im Jahr 2022 wurde weniger als ein Viertel des Elektroschrotts ordnungsgemäß gesammelt und recycelt. Ein weiterer Anstieg um 25 Prozent würde unsere bereits unzureichende Infrastruktur zusätzlich belasten.
Die Auswirkungen von Elektroschrott
Elektroschrott enthält giftige Metalle wie Blei, Quecksilber, Cadmium und Beryllium, die bei der Entsorgung auf Deponien eine große Gefahr für Boden und Wasser darstellen.
Bei der Verbrennung setzt Elektroschrott giftige Verbindungen in die Luft frei, die dann ins Grundwasser gelangen und sowohl Wasser- als auch Landlebewesen gefährden können.
Die Weltgesundheitsorganisation warnt davor, dass die Exposition gegenüber Elektroschrott mit mehreren schwerwiegenden Gesundheitsproblemen in Verbindung steht, darunter Atemwegsprobleme, veränderte Lungenfunktion und negative Auswirkungen auf die Geburt. Und mit dem Anstieg des Elektroschrottvolumens nehmen auch diese Gesundheitsprobleme zu. Mehr dazu hier.
Auch die regionale Verteilung dieses E-Mülls verdient Beachtung. Die Studie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften identifiziert Nordamerika und Ostasien als die Hauptverursacher von LLM-bezogenem Elektroschrott. Dies ist zwar nicht überraschend, verdeutlicht jedoch die geografische Konzentration der KI-Entwicklung. Aber wo landet der Elektroschrott am Ende? Wie wenig verwunderlich zum Großteil im globalen Süden.
Auswege? Es gibt Möglichkeiten!
Es gibt jedoch Möglichkeiten, die wachsende Herausforderung des GAI-Elektroschrotts zu bewältigen. Oder zumindest einzugrenzen. Die Studie legt nahe, dass die Umsetzung von Strategien der Kreislaufwirtschaft über den gesamten Lebenszyklus von KI-Serverkomponenten hinweg – von der Verlängerung ihrer Lebensdauer und der Förderung der Wiederverwendung bis hin zur Optimierung der Materialrückgewinnung und des verantwortungsvollen Recyclings – von entscheidender Bedeutung ist. Außerdem sollte auch mithilfe energieeffizientere und datensparsamere KI-Algorithmen der Materialbedarf verringert werden.
Wie sieht eine grüne digitale Zukunft aus?
Elektroschrott, CO2-Emissionen durch KI, Wasserverbrauch von Rechenzentren – aktuell scheint die ungezügelte Digitalisierung nicht mit einem gesunden Planeten vereinbar. Doch es gibt viele Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung – wir haben sie recherchiert:
Es ist kaum davon auszugehen, dass die Anwendungsmöglichkeiten generativer KI abnehmen werden – wahrscheinlich eher das Gegenteil. Damit ist klar, dass immer mehr Ressourcen benötigt werden und der Elektroschrott weiter zunimmt. Es ist also dringend an der Zeit, nicht nur den hohen Energieverbrauch und die damit verbundenen CO2-Emissionen von KI zu adressieren, sondern auch die materielle Dimension. An der Schwelle zu einer KI-durchdrungenen Zukunft liegt es in der Verantwortung von KI-Entwickler:innen, politischen Entscheidungsträger:innen und Regierungen, Lösungen zu fördern, die der Menschheit nachhaltig dienen, anstatt eine irreparable Abfalllast zu hinterlassen.
Dieser Artikel ist Teil des Dossiers „Digital und grün – Lösungen für eine nachhaltige Digitalisierung“, in dessen Rahmen wir Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung vorstellen. Wir danken der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) für die Projektförderung!
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