KI und Klimawandel - Falsche Versprechen

Diverse Institutionen haben behauptet, KI könne einen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten, doch die Beweise hierfür sind dürftig. Im Gegenteil: KI trägt nachweislich dazu bei, dass mehr Treibhausgase ausgestoßen werden.

Nicolas Kayser-Bril ist Datenjournalist und arbeitet für AlgorithmWatch als Reporter. Dieser Beitrag erschien zuerst unter dem Titel „Kann KI beim Kampf gegen den Klimawandel helfen? Nicht wirklich.“ im Automating Society Report 2020 von AlgorithmWatch und der Bertelsmann-Stiftung und steht unter der Lizenz CC BY 4.0.

„Künstliche Intelligenz (KI) wird unser Leben verändern, indem sie … zum Klimaschutz und zur Anpassung an den Klimawandel beiträgt.“ Mit diesen Worten beginnt das von der EU-Kommission am 19. Februar 2020 veröffentlichte Weißbuch Künstliche Intelligenz. Auch die Datenethikkommission bescheinigt Künstlicher Intelligenz in ihrem Gutachten von 23. Oktober 2019 „große Potenziale … für Maßnahmen für einen wirksamen Klimaschutz.“

Von diesen kühnen Aussagen inspiriert, machte ich mich auf die Suche nach Beispielen, welchen Beitrag die KI zur Bekämpfung des Klimawandels leistet. Deutschland, wo AlgorithmWatch seinen Sitz hat, war das perfekte Testfeld.

Deutschland ist ein Land der Gegensätze. Einerseits ist es die Heimat der populärsten grünen Partei in Europa. Auf der anderen Seite unterstützt die politische Klasse die größten Autohersteller Europas, obwohl sich einige von ihnen schuldig bekannt haben, Abgastests zu betrügen und aktiv die Gesundheit von Millionen von Deutschen zu schädigen.

In Deutschland gibt es mehr Windparks als in jedem anderen europäischen Land, und zugleich ist es für die höchsten CO2-Emissionen auf dem Kontinent verantwortlich (der Pro-Kopf-Ausstoß liegt größtenteils ebenfalls über dem europäischen Durchschnitt).

Sollte KI in der Tat imstande sein, den Status quo in die eine oder andere Richtung zu beeinflussen, dann müsste sich das zuerst in Deutschland zeigen.

Intelligente Waschmaschinen

Zunächst las ich das 500 Seiten starke Gutachten des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU). Dort wird betont, dass jede Strategie zur Bekämpfung des Klimawandels ein neues Nachdenken über die moralischen Werte erforderlich mache, auf denen die Marktwirtschaft beruhe.

Welche genau und wie, wurde allerdings weit weniger klar benannt. Neue Technologien, so die Autor:innen, könnten sowohl CO2-Sparer („low-carbon enabler”) als auch Energieschleudern („power drainer”) sein. Und tatsächlich: Datenzentren allein verbrauchten 2014 etwa 1 Prozent der weltweit erzeugten Energie und produzierten 0,3 Prozent aller CO2-Emissionen.

Beide Werte dürften heute sogar noch höher liegen. Automatisierte Heimanwendungen könnten den Energieverbrauch senken, doch die Herstellung der Geräte hinterlässt einen großen CO2-Fußabdruck.

In der Hoffnung, konkretere Beispiele dafür zu finden, auf welche Weise KI zum Klimaschutz beitragen kann, traf ich mich mit zwei den Autor:innen des Berichts nahestehenden Akademiker:innen. Nach einem einstündigen Gespräch in ihren glanzvollen Büroräumen in der Mitte Berlins hatten sich meine Hoffnungen in Nichts aufgelöst.

Zu den wenigen Beispielen, die sie mir nennen konnten, gehörte – halb im Scherz – die intelligente Waschmaschine. Ein KI-gesteuertes Gerät, das automatisch darauf programmiert werden könnte, nachts zu laufen. Auf diese Weise ließe sich der Stromverbrauch gleichmäßiger über den Tag verteilen, was wiederum eine effizientere Energieproduktion ermöglichen würde.

Ich bin kein Wissenschaftler, aber meine Erfahrung mit Waschmaschinen hat gezeigt, dass die Geräte bereits mit einem Timer ausgestattet sind. Und der Grund, warum wir sie nachts nicht laufen lassen, liegt darin, dass sie sehr laut sind und die Nachbarn stören.

Schwammige Grundlagen

Wenn also die Wissenschaft nicht helfen konnte, dann vielleicht die Zivilgesellschaft. In Deutschland existiert die größte Regionalgruppe von Fridays For Future, einer weltweiten Bewegung von Schüler:innen und Student:innen, die die Umsetzung des Pariser Klimaschutzabkommens fordern.

Ich fragte Annika Rittmann, eine der Sprecher:innen der Bewegung, ob KI ihres Wissens jemals zu einer Nettoreduktion von Treibhausgasen geführt hätte.

„Wir arbeiten auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse, die in diesem Bereich noch sehr schwammig sind”, schrieb sie in ihrer Antwort. „Dementsprechend können wir zu dem Thema nicht viel sagen.“

Ich kam einer Antwort nicht näher; klar schien allerdings zu sein, dass sowohl die EU-Kommission als auch die Datenethikkommission mit ihren Aussagen womöglich etwas zu enthusiastisch gewesen waren.

Windturbinen

Eine andere zivilgesellschaftliche Organisation, German-Watch (keine Beziehung zu AlgorithmWatch), veröffentlichte 2019 ein Hintergrundpapier zu den Chancen und Risiken von KI im Zusammenhang mit der Energiewende.

Dieses Konzept bildet die Grundlage für die Neuordnung des Energiesektors in Deutschland und bedeutet konkret, dass der Preis, den die deutschen Verbraucher:innen im Austausch für das Versprechen, die Energieerzeugung nachhaltig zu gestalten, für ihren Strom zahlen, ein Drittel über dem EU-Durchschnitt liegt.

Endlich fand ich konkrete Beispiele. BirdVision etwa ist ein Tochterunternehmen von Bürgerwindpark Hohenlohe. Das Unternehmen, das neun Windparks in Süddeutschland betreibt, setzt Bilderkennungssoftware ein, die Vögel entdeckt und automatisch die Geschwindigkeit der Turbinen reduziert, wenn sie zu nahe herankommen. Acht Turbinen sind mit diesem System ausgerüstet, und obwohl es sich noch in der Entwicklung befindet, haben laut Aussage des Unternehmens potenzielle Nutzer:innen bereits Interesse bekundet und wollen es sich anzuschauen, sobald es auf den Markt kommt.

Dies, so GermanWatch, könnte zu einer größeren Akzeptanz der Windenergie führen und den Bau weiterer Windkraftanlagen befördern.

Am vielversprechendsten ist der Einsatz von KI dem Bericht zufolge im Bereich Energieeffizienz. Smarte Geräte könnten zum Beispiel so programmiert werden, dass sie nur dann laufen, wenn Strom aus erneuerbaren Quellen in großer Menge verfügbar ist. Und was die Verteilung betrifft, so könnten mit Hilfe von „Smart Grids”, intelligenten Stromnetzen, Produktion und Verbrauch besser aufeinander abgestimmt werden und helfen, den Verbrauch in Spitzenzeiten zu verringern.

Kein Selbstzweck

Inzwischen wusste ich, dass sich die Verfasser:innen von Berichten hinreißen lassen können. Also befragte ich ein Dutzend Unternehmen, die auf dem Gebiet der Erneuerbaren Energien tätig sind, wie sie KI einsetzen.

Der Stromhändler Next Kraftwerke nutzt maschinelles Lernen, um das Produktionsniveau von Solarfarmen und die Verbrauchsmengen seiner Kunden zu prognostizieren. Diese Informationen werden sowohl von der Verkaufsabteilung als auch von dem für die Netzstabilität verantwortlichen Personal genutzt.

Andere Projekte seien allerdings weniger erfolgreich, so ein Softwareentwickler des Unternehmens (So hatten sie etwa versucht, ein Modell des Strommarktes zu erstellen). „KI ist eine Toolbox“, meinte er. „Next Kraftwerke sieht in KI nüchtern ein Werkzeug und keinen Selbstzweck.“

Andere, wie etwa Naturstrom AG, ein Stromerzeuger und -händler mit mehr als 250.000 Kunden, oder VSB, ein Hersteller schlüsselfertiger Windkraftanlagen, der bisher mehr als 650 Windturbinen und knapp 60 Solarfarmen errichtet hat, sagten mir, bei ihnen käme KI überhaupt nicht zum Einsatz.

Das Effizienzproblem

Um die Klimakrise zu bewältigen, ist es erforderlich, die Anzahl von klimaschädlichen Treibhausgasen in der Atmosphäre zu reduzieren. Entweder, indem man sie einfängt – eine überaus teure und unausgereifte Technologie – oder indem man ihren Ausstoß verhindert. Klar ist, dass KI die Energieeffizienz steigern kann.

Die Frage, ob Energieeffizienz irgendeinen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leistet, ist jedoch nach wie vor unbeantwortet. Nehmen Sie zum Beispiel Glühbirnen. Dank der LED-Technologie lässt sich Licht ohne Hitzeentwicklung erzeugen, so dass eine 15-Watt-LED-Glühbirne
einer 120-Watt-Wolfram-Glühbirne entspricht – also acht Mal effizienter ist.

Dennoch bleibt unklar, ob dies zu einem geringeren Energieverbrauch führt, denn billige LEDs eröffnen den Weg zu einer Fülle von Innovationen, darunter brillanteren, interaktiven Werbebildschirmen. Jeder einzelne von ihnen braucht mehr als 2.000 Watt, das ergibt in der Summe etwa das Sechsfache des jährlichen Energieverbrauchs eines Haushalts.

Ein grundlegendes Dogma in Marktwirtschaften lautet, dass ein geringerer Verbrauch für einige zu geringeren Energiekosten führt, zugleich aber einen höheren Verbrauch für die anderen bedeutet. Deshalb warnte der Wissenschaftliche Beirats der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU), dass sich zuerst die Regeln ändern müssten, bevor man über technische Lösungen diskutiere.

Feuermelder

In den Jahren 2018 und 2019 gingen in Deutschland über 2.000 Hektar Wald in Flammen auf. Wenig im Vergleich zu Südeuropa (in Portugal verbrannten 2018 allein 43.000 Hektar Wald), doch viel für Deutschland. Lediglich Schweden und Lettland verzeichneten im Vergleich zum Durchschnitt der Jahre 2008 bis 2017 größere Steigerungen.

Angesichts der Tatsache, dass jeder Hektar verbranntes Land zwischen 15 und 35 Tonnen CO2 freisetzt, waren Waldbrände im Jahr 2019 für mehr als 40.000 Tonnen CO2-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Das ist weniger als ein Hundertstel von einem Hundertstel von einem Prozent aller Treibhausgase, die in dem betreffenden Jahr in Deutschland freigesetzt wurden, dennoch eine erhebliche Menge.

Allerdings eine ohne Rebound-Effekt: Die Verhinderung eines einzigen Waldbrandes ist ein echter Beitrag zum Klimaschutz, kein potenzieller. KI kann in mehrerlei Hinsicht einen Beitrag zum Kampf gegen Waldbrände leisten: von einer Vorhersage möglicher Brandgebiete bis hin zur Entdeckung von Waldbränden mittels Satellitenaufnahmen.

Diese Technologie ist so vielversprechend, dass das US-Magazin Fast Company vor zwei Jahren einen Artikel mit dem Titel „Future wildfires will be fought with algorithms” (Waldbrände werden künftig von Algorithmen bekämpft) brachte.

Wieder war ich voller Hoffnung, dass es mir gelingen würde, ein Beispiel für einen positiven Nettoeffekt von KI auf das Klima zu finden. Ich schrieb E-Mails an die Notrufzentralen und Forstverwaltungen jener Regionen in Deutschland, die
am heftigsten von Waldbränden betroffen sind (Brandenburg, Sachsen und Sachsen-Anhalt).

Ich war neugierig zu erfahren, wie sie KI bereits nutzten oder ob sie deren Nutzung planten. Und jetzt kommt‘s: Sie tun es nicht! Nicht, dass sie technologiescheu wären. Natürlich nutzen sie Sensoren und Software, um Waldbrände zu lokalisieren, wie zum Beispiel automatische Rauchmelder, Satellitenbilder, Drohnen und Infrarotkameras, doch eben nichts, bei dem Künstliche Intelligenz zum Einsatz kommt.

(Das Bundesland Brandenburg schließt einen Einsatz von KI nicht generell aus, doch 2015 zeigte eine Dissertation, dass das bisher verwendete SystemFireWatch alle Maschinenlernmodelle ausstach.)

KI statt Öl

Ich war gerade dabei, mir einen weiteren Bereich genauer anzusehen, in dem KI möglicherweise zum Einsatz kommen könnte, um den Klimawandel aufzuhalten. Doch Greenpeace funkte mir dazwischen. Die Umweltschutzorganisation veröffentlichte am 19. Mai 2020 einen Bericht mit dem Titel Oil in the Cloud. Darin untersuchten sie, auf welche Weise Energiekonzerne KI nutzen, um die Fördermengen bei Öl und Gas zu steigern – ein Nettobeitrag zur Klimakatastrophe.

Obwohl sich der Bericht auf die USA konzentrierte, enthüllte er, dass Amazon, Microsoft und, in etwas geringerem Ausmaß, Google die fossile Brennstoffindustrie ermunterten, ihre Dienstleistungen zu nutzen. KI war nicht bloß geeignet, ihnen zu helfen, schneller und mehr fossile Brennstoffe zu finden, sondern bereits zu diesem Zweck im Einsatz.

Microsoft merkte in einem Fall an, seine Technologien könnten für eine Steigerung der Fördermenge um „bis zu 50.000 Barrel Öl-Äquivalente pro Tag” sorgen. Verfeuert in einem Verbrennungsmotor oder einem Kraftwerk, entspricht das mehr als 20.000 Tonnen CO2, die in die Atmosphäre gelangen – etwa der Hälfte dessen, was durch die Waldbrände in Deutschland freigesetzt wurde.

Täglich, für ein einziges Projekt.

Zur Quelle vordringen

Jeder Effizienzgewinn, den KI den Betreibern im Bereich Erneuerbare Energien bietet, ist auch für diejenigen relevant, die fossile Energieträger verbrennen. Da fossile Energieunternehmen weitaus größer sind und sehr viel mehr Macht besitzen, kann man fairerweise sagen, dass KI zu einem vermehrten Ausstoß von Treibhausgasen führt und nicht zu einem verringerten.

Solange KI nicht nachweislich bei Projekten zum Einsatz kommt, die zu einer echten Nettoreduzierung der CO2-Konzentrationen führen, wie etwa Carbon Capture and Storage (das Einfangen und Speichern von Kohlendioxid), bleibt die Behauptung, KI trüge zur Bekämpfung des Klimawandels bei, bestenfalls ein frommer Wunsch.

Am Ende drang ich zu den Quellen vor, auf die sich die EU-Kommission beruft, wenn sie zu dem Schluss kommt, dass KI unser Leben verändern wird, indem sie einen Beitrag zum Klimaschutz und zur Klimaanpassung leistet. Womöglich hatten sie ja Zugang zu Dokumenten und Expert:innen, die mir entgangen waren.

Eine Quelle, die sich in der Materie auskannte, schickte mir drei Links. Der erste führte zu einem Listicle mit dem Titel „8 ways AI can help save the planet” (8 Möglichkeiten, wie KI helfen kann, unseren Planeten zu retten), verfasst von einer Mitarbeiterin des global agierenden Wirtschaftsprüfungsunternehmens PricewaterhouseCoopers (PwC).

Er enthielt keine Referenzen und war vom Weltwirtschaftsforum veröffentlicht worden, einer Gruppe von Geschäftsleuten, die bekannt ist für ihre alljährlichen Treffen in Davos.

Der zweite führte zu einem Blog-Beitrag, der in seiner Gänze auf einem Bericht desselben Weltwirtschaftsforums fußte. Und der dritte zu einem Artikel, der in einem Peer-Review-Verfahren geprüft und in Nature veröffentlicht wurde. Darin stand zum einen, KI hätte das Potenzial, einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, aber zugleich auch, dass sie ebenfalls das Potenzial hätte, die Klimakrise weiter zu verschlimmern.

Die leitenden Forscher:innen der deutschen Datenethikkommission beantworteten meine Anfrage zur Offenlegung ihrer Quellen nicht.

Ich überlasse das letzte Wort Karsten Smid, der bei Greenpeace Deutschland für Veröffentlichungen zu klimabezogenen Themen verantwortlich ist. In einer E-Mail an Algo-rithmWatch schrieb er: „Wir würden uns ja schon freuen, wenn statt ‚künstlicher Intelligenz‘ zumindest ‚menschliche Vernunft‘ im Klimaschutz Anwendung findet.“

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