Nvidia will den Wasserverbrauch in Rechenzentren senken, doch das wird das Wasserproblem der KI nicht lösen

Nvidia hat ein Warmwasserkühlsystem vorgestellt, das nach Angaben des Unternehmens den Wasserverbrauch in Rechenzentren erheblich senken kann. Laut einem in einer Pressemitteilung zitierten Nvidia-Manager macht das System den „Wasserverbrauch im Rechenzentrum selbst so gut wie überflüssig“.

„Das Problem des Wasserverbrauchs in Rechenzentren ist weitgehend gelöst“, erklärte Josh Parker, Chief Sustainability Officer bei Nvidia, kürzlich gegenüber Axios.

Doch das ist nur ein Teil der Geschichte. Solange KI-Rechenzentren auf fossile Brennstoffe angewiesen sind – eine Entscheidung, die Tech-Unternehmen zunehmend treffen –, machen die Wassereinsparungen an den Wänden des Rechenzentrums Halt.

Das Kernproblem liegt darin, wie Nvidia den Wasserverbrauch des Rechenzentrums misst. Laut einem Blogbeitrag zieht das Unternehmen eine Grenze um das Rechenzentrum: Alles innerhalb dieser Grenze wird gezählt, alles außerhalb wird ignoriert.

Fairerweise muss man sagen, dass Nvidias System sein Versprechen auf Anlagenebene offenbar einhält. Das Kühlmittel zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf, wird einmal befüllt und während der gesamten Lebensdauer der Anlage wiederverwendet, sodass kein neues Wasser zur Kühlung der Chips verbraucht wird. In günstigen Klimazonen, so das Unternehmen, könne dies zu einer 100-prozentigen Reduzierung des Wasserverbrauchs vor Ort führen.

TechCrunch hat Nvidia um Klarstellung gebeten, und wir werden diesen Artikel aktualisieren, sobald wir eine Antwort erhalten.

Das Problem ist, dass der Wasserverbrauch außerhalb des Rechenzentrums – hauptsächlich bei der Stromerzeugung und der Chipfertigung – den gesamten Wasser-Fußabdruck einer Anlage verdoppeln oder verdreifachen kann. Das bedeutet, dass Nvidias Lösung etwa ein Viertel bis ein Drittel des gesamten Wasserverbrauchs von KI-Rechenzentren abdeckt.

Das neue System ist clever: Es pumpt Kühlmittel mit einer Temperatur von 45 °C (113 °F) in die Racks. Das ist für Menschen heiß, für Computerchips jedoch nicht. Nach dem Durchlaufen eines Servers tritt das Kühlmittel laut Nvidia mit einer Temperatur von 55 °C (131 °F) aus und führt dabei eine erhebliche Menge an Wärme von der Hardware ab.

Bei dieser Temperatur kann die Außenluft in den meisten Klimazonen die Wärme von passiven Kühlkörpern abführen, ohne dass eine Verdunstungskühlung oder in manchen Fällen sogar Lüfter erforderlich sind. Ein Rechenzentrum ohne Lüfter oder Kältemaschinen würde nicht nur weniger Wasser verbrauchen, sondern wäre auch effizienter und leiser.

Doch kein Rechenzentrum kann ohne Stromversorgung betrieben werden, und viele Arten von Kraftwerken sind selbst große Wasserverbraucher.

Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, gehören laut dem U.S. Geological Survey zu den größten Wasserverbrauchern in den USA und verbrauchen täglich 2,7 Milliarden Gallonen – der größte Teil davon für die Verdunstungskühlung. Erdgaskraftwerke verbrauchen laut einer aktuellen Studie 1,17 Liter Wasser pro erzeugter Kilowattstunde Strom. Kohlekraftwerke sind mit 2,2 Litern pro Kilowattstunde sogar noch wasserintensiver. Nach Angaben der IEA erzeugen Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen heute insgesamt etwa die Hälfte des gesamten Stroms für Rechenzentren.

Wasserkraftwerke, die etwa 10 % des Stroms für Rechenzentren liefern, verbrauchen zwar kein Wasser direkt, doch die Verdunstung aus ihren Stauseen führt zu einem Verlust von etwa 6,8 Litern pro erzeugter Kilowattstunde. Geothermie, eine Energiequelle, die Technologieunternehmen zunehmend erkunden, weist große Schwankungen auf – der Wasserverbrauch kann je nach spezifischer Technologie höher oder niedriger ausfallen. Einige Start-ups im Bereich der erweiterten Geothermie, wie beispielsweise Fervo, haben sich verpflichtet, überwiegend „abgearbeitetes“ Wasser zu nutzen, das andernfalls ungenutzt bliebe.

Wind- und Solarenergie hingegen verbrauchen verschwindend geringe Mengen Wasser, nämlich etwa 0,01 Liter bzw. 0,03 Liter pro Kilowattstunde – Zahlen, die auch das für die Herstellung und Reinigung von Solarmodulen benötigte Wasser einschließen.

Während erneuerbare Energien einen wachsenden Anteil an der neuen Stromkapazität ausmachen, werden Erdgas und Kohle laut Prognosen der IEA bis 2030 voraussichtlich mehr als 40 % des neuen Stroms liefern, der zur Deckung des Bedarfs von Rechenzentren benötigt wird. Ohne wesentliche Änderungen an diesem Kurs werden Rechenzentren weiterhin große Mengen Wasser verbrauchen, unabhängig davon, was Nvidia innerhalb seiner eigenen Mauern unternimmt.