Der ökologische Fußabdruck von KI und seine Bedeutung für Anleger

Künstliche Intelligenz wird häufig als softwaregetriebener Wachstumstrend betrachtet. Tatsächlich entwickelt sie sich jedoch zunehmend zu einem infrastrukturlastigen Geschäftsmodell mit einem spürbaren ökologischen Fußabdruck. Für Anleger stellt sich daher nicht mehr nur die Frage, ob die Nachfrage nach KI hoch bleiben wird. Entscheidend ist vielmehr, ob die Branche angesichts begrenzter Ressourcen wie Energie, Wasser und kritischer Rohstoffe skalieren kann, ohne Engpässe, Verzögerungen oder gesellschaftliche Spannungen zu verursachen. Gleichzeitig eröffnet sie neue Chancen zur Steigerung von Effizienz und einem nachhaltigeren Ressourcenmanagement.

Wasser wird zum strategischen Engpass

Die erste Debatte rund um KI konzentrierte sich auf den Stromverbrauch, die Kapazität der Stromnetze und die CO₂-Intensität. Diese Aspekte bleiben wichtig. Zunehmend rückt jedoch auch Wasser als zusätzlicher und immer bedeutenderer Engpass in den Fokus, insbesondere bei Rechenzentren, der physischen Infrastruktur hinter KI-Modellen. Prognosen zufolge könnte der Wasserverbrauch bis 2050 um 50 Billionen Liter steigen.

Der Wasserfußabdruck von Rechenzentren hat zwei Dimensionen. Zum einen wird Wasser direkt genutzt, vor allem zur Kühlung der Server, die erhebliche Mengen an Wärme erzeugen. Zum anderen entsteht ein indirekter Wasserverbrauch im Zusammenhang mit der Halbleiterproduktion und der Energieerzeugung. Mit dem weiteren Ausbau der KI-Infrastruktur gewinnen beide Faktoren zunehmend an Bedeutung. Dabei ist zwischen konsumtiver und nicht-konsumtiver Wassernutzung zu unterscheiden. Zwar entfällt ein Großteil des Wasserverbrauchs im Zusammenhang mit KI-Anwendungen auf nicht-konsumtive Nutzung, bei der das Wasser nach der Verwendung wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird. Dennoch sind die ökologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen nicht zu unterschätzen. Häufig wird das Wasser erwärmt oder in veränderter Form zurückgeleitet, was Ökosysteme beeinträchtigen und die Verfügbarkeit für andere Nutzer einschränken kann.

Prognostizierter Wasserbedarf in Zukunftsbranchen

Quelle: GWI (2026)

Für Anleger ist dabei nicht nur das Ausmaß des Wasserverbrauchs entscheidend, sondern auch dessen geografische Verteilung. Wasserknappheit ist regional sehr unterschiedlich ausgeprägt. In den USA variiert die Wasserverfügbarkeit erheblich zwischen den einzelnen Bundesstaaten und teilweise sogar innerhalb derselben Regionen. Dies beeinflusst die Standortwahl, die Betriebssicherheit und die Genehmigung neuer Anlagen. In Europa erschweren zunehmende Hitzewellen und Dürren die Rahmenbedingungen für eine Branche, die ihre KI-Kapazitäten derzeit massiv ausbaut. Im Rahmen des Cloud- und KI-Entwicklungsgesetz strebt die Europäische Kommission an, die Rechenzentrumskapazitäten in der EU innerhalb der nächsten fünf bis sieben Jahre zu verdreifachen. Hinzu kommt, dass der Kühlbedarf typischerweise gerade in den Phasen am höchsten ist, in denen die Wasserressourcen besonders unter Druck stehen, etwa in den Sommermonaten.

Damit wird Wasser sowohl zu einem operativen als auch zu einem politischen Thema. Rechenzentren in Regionen mit hoher Wasserknappheit könnten mit steigenden Kosten, einer weniger verlässlichen Wasserversorgung, längeren Genehmigungsverfahren oder zunehmendem Reputationsdruck konfrontiert werden.

Neben den langfristigen klimabedingten Risiken gefährden jedoch auch akute Risiken den Betrieb. Das auf Klimarisikoanalysen spezialisierte Unternehmen First Street berichtete kürzlich, dass 79 % der Rechenzentrumskapazitäten einem hohen akuten Klimarisiko durch Überschwemmungen, Stürme oder Waldbrände ausgesetzt sind. Der Rückversicherer Swiss Re bestätigt diesen Trend und weist darauf hin, dass immer mehr Rechenzentren in Regionen errichtet werden, die von akuten Klimarisiken wie Tornados betroffen sind.

Das vorgelagerte Risiko: Auch die Halbleiterindustrie ist betroffen

Die Herausforderung rund um Wasser endet nicht an den Toren der Rechenzentren. Auch die Halbleiterfertigung ist äußerst wasserintensiv, und die Produktion konzentriert sich auf Regionen, insbesondere in Asien, die bereits heute unter Wasserknappheit leiden. Eine 2026 veröffentlichte Fallstudie der Task Force on Nature-related Financial Disclosures (TNFD) schätzt, dass die Branche jährlich rund 210 Billionen Liter Wasser verbraucht. Fast die Hälfte davon entfällt auf Gebiete mit überdurchschnittlich hoher Wasserknappheit. Da moderne Chips immer leistungsfähiger werden und ihre Herstellung mehr Wasser erfordert, erwartet das Marktforschungs- und Beratungsunternehmen IDTechEx, dass sich der Wasserverbrauch der Branche bis 2035 verdoppeln wird.

Doch welche finanziellen Folgen ergeben sich daraus? Analysen von S&P zufolge könnten klimabedingte Wasserrisiken, darunter Wasserknappheit, Betriebsunterbrechungen durch Überschwemmungen und Konflikte mit lokalen Interessengruppen, die Technologie- und Halbleiterwertschöpfungsketten bis 2050 jährlich bis zu 24 Milliarden US-Dollar kosten.

Das Risiko beschränkt sich dabei nicht allein auf die Chiphersteller. Unternehmen wie TSMC, UMC, Micron und Vanguard International Semiconductor waren bereits von Dürreperioden betroffen. Selbst wenn große Produzenten kurzfristige Mehrkosten auffangen können, wobei die Offenlegung zu Kostenfolgen und Resilienzstrategien nach wie vor sehr unterschiedlich ausfällt, können Störungen in den Lieferketten die gesamte KI-Infrastruktur, den Zugang zu Ausrüstung und die Umsetzung von KI-Projekten beeinträchtigen. Für Anleger stellt sich daher nicht nur die Frage, welche Unternehmen Wasser nutzen. Ebenso entscheidend ist, wo dieses Wasser bezogen wird, wie stark ein Geschäftsmodell lokalen Wasserstressrisiken ausgesetzt ist und welche nachgelagerten Akteure von möglichen Engpässen betroffen sein könnten.

Rechenzentren im Fokus: Höhere Kühleffizienz senkt Betriebskosten, erfordert jedoch mehr Investitionen

Innerhalb von Rechenzentren zählt die Wirtschaftlichkeit der Kühlsysteme zu den zentralen Investitionsthemen. Effizientere Kühllösungen können die Betriebskosten senken, indem sie die Wärmeableitung verbessern und sowohl die Power Usage Effectiveness (PUE) als auch die Water Usage Effectiveness (WUE) reduzieren. Laut einer Analyse von Jefferies kann eine Verbesserung der PUE um lediglich 0,1 bei einem Rechenzentrum mit 20 MW Leistung jährliche Betriebskosteneinsparungen von rund 1,2 Millionen US-Dollar ermöglichen. Dies erklärt die zunehmende Abkehr von herkömmlichen luftbasierten Kühlsystemen hin zu fortschrittlicheren Flüssigkühlungslösungen.

Diese Technologien dürften im Laufe der Zeit Marktanteile gewinnen und sowohl die Energie- als auch die Wassereffizienz verbessern. Gleichzeitig gehen sie jedoch mit höheren Anfangsinvestitionen und einer größeren betrieblichen Komplexität einher. Aus Anlegersicht stellt sich daher die Frage, ob Unternehmen frühzeitig ausreichend in resilienzsteigernde Investitionen investieren, um künftige Ressourcenrisiken zu begrenzen. Die erfolgreichsten Betreiber dürften nicht unbedingt diejenigen mit den niedrigsten Anfangskosten sein, sondern jene, die die anpassungsfähigste Infrastruktur aufbauen.

Einer Analyse von BNP zufolge entfallen von jeweils 100 US-Dollar Investitionen entlang der KI-Wertschöpfungskette derzeit rund 7,50 US-Dollar auf Kühlung und 20 US-Dollar auf die Energieversorgung. Mit dem weiteren Ausbau der KI-Infrastruktur dürfte sich dieses Verhältnis in den kommenden Jahren jedoch deutlich verändern.

Genehmigungen und gesellschaftliche Akzeptanz gewinnen an Bedeutung

Während die Halbleiterfertigung nach wie vor überwiegend in Asien konzentriert ist, nimmt die öffentliche Aufmerksamkeit für Rechenzentren in den USA und Europa weltweit zu, insbesondere in Regionen, in denen große Anlagen in Gebieten mit Wasserknappheit errichtet werden. Eine Untersuchung von The Guardian und SourceMaterial aus dem Jahr 2025 identifizierte 38 aktive Rechenzentren von Microsoft, Amazon und Google in Regionen, die bereits unter Wasserknappheit leiden. Weitere 24 Rechenzentren befanden sich in der Entwicklung. Ein Bericht von The Guardian aus dem Jahr 2026 bestätigte diesen Trend. Demnach werden weiterhin neue Rechenzentren in dürregefährdeten Gebieten geplant.

Auch die Hyperscaler selbst erkennen die Problematik an, wenngleich die Offenlegung entsprechender Daten weiterhin uneinheitlich bleibt. Microsoft gab 2024 an, dass 42 % seines Wasserverbrauchs auf Regionen mit Wasserstress entfielen, während Google erklärte, dass 15 % seines Wasserverbrauchs in Gebieten mit hoher Wasserknappheit anfielen. Spätere Berichte bestätigten diesen Trend: Amazon legte offen, dass 22 % seines Wasserverbrauchs in Regionen mit hohem oder sehr hohem Wasserstress entstehen.

Entwickler mit den meisten Rechenzentren in Dürregebieten

Quelle: The Guardian (2026)

Die Implikationen für Anleger sind eindeutig: Wasserbasierte Kühlsysteme galten lange vor allem als effiziente Lösung. Heute spielen jedoch weitere Faktoren eine wichtige Rolle, darunter die lokale und saisonale Verfügbarkeit von Wasser, operative Risiken, die Akzeptanz in der Bevölkerung sowie regulatorische Anforderungen. Studien zeigen zudem, dass Rechenzentren zunehmend mit anderen gesellschaftlichen und ökologischen Nutzern um begrenzte Wasserressourcen konkurrieren.

Die Nachrichtenlage verdeutlicht, dass diese Themen bereits konkrete Auswirkungen auf Projekte haben. In Chile und Uruguay stießen Google-Rechenzentren zwischen 2022 und 2024 auf Widerstand von Behörden und Anwohnern, wodurch die Kühlkonzepte angepasst werden mussten. In den USA wurde Amazons Investition von 3,6 Milliarden US-Dollar in Arizona aufgrund von Dürresorgen kritisch begleitet. In Europa sind solche Konflikte bislang weniger ausgeprägt, doch auch hier nehmen die Diskussionen zu. So sorgt in Irland das Shannon Water Supply Project, das die Wasserversorgung im Großraum Dublin stärken soll, für Kontroversen. Kritiker verweisen auf mögliche Umweltauswirkungen, Dürregefahren und die hohen Kosten des Projekts. Im Vereinigten Königreich wurde zudem ein geplantes Rechenzentrum mit einer Leistung von 600 MW vorerst gestoppt. Die schottische Regierung verlangte zunächst eine umfassende Umweltverträglichkeitsprüfung, nachdem mehr als 14.000 Stellungnahmen im Rahmen der öffentlichen Konsultation eingegangen waren.

Gleichzeitig arbeiten die großen Cloud-Anbieter intensiv an neuen Technologien. Als besonders vielversprechend gelten geschlossene Kühlsysteme (Closed-Loop-Systeme), die den Wasserverbrauch deutlich reduzieren können. Allerdings benötigen diese Lösungen mehr Energie. Da auch die Energieerzeugung indirekt große Mengen Wasser verbraucht, wird das Problem damit nicht vollständig gelöst. Um ihren steigenden Strombedarf zu decken, greifen einige Hyperscaler zudem verstärkt auf fossile Energiequellen zurück. Dadurch verschärft sich neben der Debatte um den Wasserverbrauch auch die Diskussion über Emissionen und Energieversorgung.

Für Unternehmen ist das Genehmigungsrisiko deshalb längst mehr als nur ein Planungsaspekt. Es kann sich unmittelbar auf Projektlaufzeiten, Renditen und die langfristige Stabilität eines Standorts auswirken. Entwickler, die überzeugende Konzepte für Energieversorgung, verantwortungsvollen Wassereinsatz, Infrastrukturinvestitionen und den Dialog mit lokalen Gemeinden vorlegen können, dürften bessere Chancen haben, Genehmigungen ohne kostspielige Verzögerungen zu erhalten.

In Europa könnte künftig ein neues Nachhaltigkeitslabel für Rechenzentren, das am 21. September verabschiedet wurde und ab 2027 gilt, als Orientierungshilfe für Behörden dienen. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem die Effizienz beim Wasser- und Energieverbrauch. Wie stark das Label tatsächlich Genehmigungen, Netzanschlüsse oder Finanzierungsmöglichkeiten beeinflussen wird, ist derzeit jedoch unklar. Kritiker bemängeln, dass wichtige Aspekte wie die Nutzung von Abwärme oder die Auswirkungen auf das gesamte Energiesystem bislang nur unzureichend berücksichtigt werden.

Auch andere Ressourcenengpässe gewinnen an Bedeutung

Der hohe Ressourcenbedarf von KI beschränkt sich nicht auf Strom und Wasser. Die gesamte Wertschöpfungskette ist zudem auf wichtige Rohstoffe angewiesen. Das zentrale Risiko liegt dabei oft nicht in einer tatsächlichen Knappheit, sondern in der starken Konzentration der Lieferketten. Hochreiner Quarz und Kupfer sind beispielsweise unverzichtbar für die Herstellung von Chips und den Aufbau von KI-Infrastruktur. Gleichzeitig können ihre Lieferketten durch lokale Störungen, extreme Wetterereignisse oder angespannte Marktbedingungen beeinträchtigt werden. Ähnliches gilt für sogenannte Konfliktmineralien wie Zinn, Tantal, Wolfram und Gold. Mit dem weiteren Ausbau von KI-Anwendungen könnten solche Engpässe zu höheren Kosten und Verzögerungen bei Projekten führen.

Darüber hinaus könnte künftig ein weiterer wichtiger Rohstoff unter Druck geraten: PFAS. Diese Chemikalien werden derzeit noch häufig in fortschrittlichen Kühlsystemen für Server, in speziellen Brandschutzmitteln sowie bei der Herstellung der Mikrochips eingesetzt, die KI-Rechenzentren antreiben. Anders als bei anderen Rohstoffen liegt das Risiko hier jedoch weniger in der Verfügbarkeit als in der Regulierung. Weltweit prüfen Regierungen zunehmend Verbote oder den schrittweisen Ausstieg aus PFAS, da diese Stoffe erhebliche Umwelt- und Gesundheitsrisiken bergen. Gleichzeitig wächst der öffentliche Druck, ihren Einsatz einzuschränken. Da bislang nur wenige praktikable Alternativen verfügbar sind, bleibt offen, wie Regulierungsbehörden und die KI-Industrie mit dieser Herausforderung umgehen werden. Für die Branche könnte dies langfristig zu zusätzlichen Kosten, Anpassungen in den Lieferketten und technologischen Veränderungen führen.

Worauf Anleger achten sollten

Künstliche Intelligenz bleibt ein überzeugender langfristiger Wachstumstrend. Gleichzeitig sollten Umwelt- und Ressourcenrisiken fester Bestandteil der Investmentanalyse sein. Gerade Rechenzentren sind auf lange Nutzungsdauern ausgelegt und bleiben häufig 20 bis 30 Jahre in Betrieb. Daher sollten Investoren besonders auf Unternehmen achten, die Ressourcenrisiken aktiv steuern, anstatt sie zu unterschätzen.

Entscheidend ist dabei der Dialog mit den Unternehmen. Neben klassischen Fundamentaldaten gewinnen Szenarioanalysen und Stresstests an Bedeutung, um die Widerstandsfähigkeit von Geschäftsmodellen kurz-, mittel- und langfristig zu beurteilen. Wichtige Themen sind unter anderem die Energieversorgung, Strategien zur Zusammenarbeit mit lokalen Gemeinden, Investitionen in Effizienz und Resilienz, ein verantwortungsvoller Umgang mit Wasser, Versicherungsschutz, die Diversifizierung von Lieferketten sowie konkrete Kennzahlen zu Wasserverbrauch, Wiederverwendung und Effizienz.

Dabei ist der ökologische Fußabdruck von KI nicht nur eine Risikogeschichte. Die beschriebenen Herausforderungen schaffen auch Chancen für Unternehmen, die den Ressourcenverbrauch senken, die Effizienz steigern oder innovative Lösungen für ein besseres Ressourcenmanagement entwickeln. Die eigentliche Herausforderung für Anleger besteht darin, jene Unternehmen entlang der KI-Wertschöpfungskette zu identifizieren, die ihr Wachstum nachhaltig und profitabel gestalten können, auch unter strengeren ökologischen Rahmenbedingungen. Ressourcenknappheit kann zudem Innovationen beschleunigen und Unternehmen begünstigen, die mit weniger Energie, Wasser und Infrastruktur mehr Rechenleistung bereitstellen. Darüber hinaus könnte KI selbst dazu beitragen, die von ihr verursachten Belastungen zu reduzieren. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) könnten bestehende KI-Anwendungen im Stromsektor jährlich Einsparungen von bis zu 110 Milliarden US-Dollar ermöglichen und zusätzliche Netzkapazitäten freisetzen. Die nächste Phase der KI-Entwicklung dürfte daher nicht allein von Größe und Rechenleistung geprägt sein, sondern zunehmend von Effizienz, Widerstandsfähigkeit und verantwortungsvollem Ressourceneinsatz.