G7: Wie KI und Energie unter einen Hut kommen sollen
KI verändert die globale Energiewende grundlegend. Die G7 wollen die Chancen der KI nutzen und ihre Effizienz verbessern. Das würde auch beim Klimaschutz helfen.
Symbolbild für KI und erneuerbare Energien: Der Einsatz von künstlicher Intelligenz verändert die globale Energiewende grundlegend. Vom Strombedarf über Klimaanpassung bis hin zu effizienter Netzplanung, wie die Irena Innovation Week in Bonn zeigte.
Foto: Smarterpix/BiancoBlue
„Wir sind uns darüber im Klaren, dass der zunehmende Einsatz von KI unsere Energienetze zunehmend unter Druck setzen, negative externe Effekte erzeugen und Auswirkungen auf die Sicherheit, Belastbarkeit und Bezahlbarkeit der Energieversorgung haben wird“, so steht es in der G7-Erklärung zu „KI und Wohlstand“. Kaum beachtet hat sich darin die Staatengruppe (plus EU) inklusive der USA auch mit den Chancen und Risken des KI-Einsatzes für die Energiewelt beschäftigt. Indirekt auch für die Eneergiewende und den Klimaschutz, aber diese Bezüge wurden im Dokument gemieden. „Gleichzeitig kann die KI genutzt werden, um Energieinnovationen zu fördern und die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit unserer Energiesysteme zu stärken“, heißt es. Heraus kam nicht nur eine Absichtserklärung, sondern ein ganz konkret Arbeitsplan zum Thema KI und Energie. Den sollen die Fachminister bis Ende dieses Jahres vorlegen, einschließlich der Zusammenarbeit mit internationalen Partnern und der Industrie, um Datenanalysen zu erstellen.
Die To-Do-Liste im KI-Arbeitsplan ist lang, folgende Themen wollen die G7 zusammen angehen:
- KI und Rechenzentren: Innovationen unterstützen, die die Energie- und Ressourceneffizienz von KI-Modellen verbessern und den Betrieb von Rechenzentren optimieren;
- KI-Lösungen vorantreiben, um „Energieinnovationen und bahnbrechende Entdeckungen zu ermöglichen, einschließlich der Optimierung des Energieverbrauchs“;
- KI einsetzen, „um den Aufbau sicherer, widerstandsfähiger und erschwinglicher Energiesysteme und Lieferketten zu unterstützen“;
- Lösungen finden, die negative externe Effekte abmildern, Vorteile für die Menschen schaffen und unsere natürlichen Ressourcen erhalten.
- Wissensaufbau und -austausch födern
- und die Entwicklung von KI-Fähigkeiten und -Talenten im Energiesektor fördern.
Inhaltsverzeichnis
- KI und Digitalisierung: Fluch und Segen zugleich für die erneuerbaren Energien
- Wie KI und Klimaschutz zusammenhängen
- EU-Kommission plant neue Offensive für KI und Digitalisierung im Energiesektor
- Warum ist der hohe Energieverbrauch von KI so kritisch für das Energiesystem?
- KI-Tech-Riesen werden Opfer ihres eigenen Energiehungers. Kann KI ihnen helfen?
- Welchen Einfluss hat KI auf den Treibhausgas-Ausstoß?
- KI in der Energie – der Bedarf ist weltweit da
- Wie kann KI konkret bei der Prognose von Wind- und Solarstrom helfen?
- Wie kann KI helfen, den Bedarf an teurer Regelenergie zu senken?
- Welche ökonomischen Auswirkungen hat der Einsatz von KI auf Netzentgelte und Strompreise?
- Welche Risiken birgt der Einsatz von KI-Systemen für die IT-Sicherheit kritischer Infrastrukturen?
- Energiehunger und Ausbau von erneuerbaren Energien der Welt wachsen rasant
KI und Digitalisierung: Fluch und Segen zugleich für die erneuerbaren Energien
Das Themenfeld KI und Energie treibt auch die Fachleute in der EU schon längere Zeit um. „Offensichtlich gibt es keine digitale Transformation ohne Energie und keine Energiewende ohne digitale Lösungen“, sagte Vincent Berrutto, Leiter der Abteilung für Forschung, Innovation, Wettbewerbsfähigkeit und Digitalisierung der EU-Generaldirektion Energie. Der Grund dafür sei einfach: „Wir haben ein Energiesystem in vielen Ländern auf der Welt, das immer dezentraler und kohlenstoffärmer wird. In Europa zum Beispiel wurde im letzten Jahr fast die Hälfte des von uns produzierten Stroms aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen, hauptsächlich aus Wind- und Solarenergie.“
Das geschehe auch in anderen Ländern. Infolgedessen würden die Energiesysteme national und zwischenstaatlich immer komplexer und immer stärker über verschiedene Sektoren und verschiedene Energiesektoren hinweg integriert. „Deshalb benötigen wir leistungsstarke digitale Lösungen, um uns beim Planen, Betreiben und Warten dieser Energiesysteme zu unterstützen“, so Berrutto.
Wie KI und Klimaschutz zusammenhängen
Auch wenn die G7 – wegen der Teilnahme der USA – das Klimathema de facto ausklammerten, spielt es eine Rolle. Weltweit schauen viele Menschen immer gebannter auf die nächste Wettervorhersage. Auch die, die in der Energiewirtschaft arbeiten. „Aus meiner Perspektive schreiben der Klimawandel und die Anpassung daran die Regeln der Energieplanung in Echtzeit neu“, sagte Maxime Souvignet, Leiter des Teams für Klimarisikoanalyse der United Nations University (UNU), auf der Irena Innovation Week 2025 (IIW25) der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (Irena) in Bonn.
„Jeder Hurrikan, jede Hitzewelle und jede Überschwemmung erinnern uns daran, dass die alten, starren Strukturen nicht ausreichen“, betont Souvignet. Der Maschinenbauingenieur und promovierte Hydrologe reflektierte auf der IIW25 (10. bis 13. Juni 2025), was der Einsatz von Innovationen, vor allem Digitalisierung und KI, für die Energiewende bringen kann. Das Ziel sei dabei nicht einfach nur, Technologie einzusetzen, sondern auch „Klimaresilienz in jedes Kilowatt, jede Gesellschaft und jeden Einzelnen zu bringen“.
EU-Kommission plant neue Offensive für KI und Digitalisierung im Energiesektor
Die EU bereitet derzeit eine strategische Roadmap für Digitalisierung und KI im Energiesystem vor. „Wir wollen mit neuen Initiativen in diesem Bereich aufwarten. Es ist eine Priorität des neuen Energiekommissars“, so EU-Experte Berrutto. „Die Frage, die wir uns stellen, ist, was wir als zwischenstaatliche Organisation tun können, um den Einsatz von KI und allgemein von digitalen Lösungen im Energiesystem zu fördern, und was wir tun sollten, um die damit verbundenen Risiken zu mindern.“ Eines dieser Risiken sei der steigende Energieverbrauch.
„Die Digitalisierung wirft natürlich die Frage nach einem hohen Strombedarf auf“, weiß Norela Constantinescu, geschäftsführende Direktorin des Irena Innovation & Technology Centre (IITC), das seinen Sitz in Bonn hat. „Sie kann aber auch die Energiewende durch Kostensenkung und Effizienz sowie Optimierung der Intelligenz des Stromsystems ermöglichen. Und natürlich ist die künstliche Intelligenz eine sehr wichtige Komponente unter all diesen Elementen als Technologie.“ So kann KI zum Beispiel helfen, die Photovoltaik besser und schneller auszubauen, mehr aus ihr herauszuholen und sie effektiver zu betreiben.
Warum ist der hohe Energieverbrauch von KI so kritisch für das Energiesystem?
„Digitale Lösungen haben andere Zeitskalen als die Ausrüstung für die Energiewende“, erklärte Constantinescu in Bonn. Ein Stromnetz oder ein Kraftwerk neu zu planen und zu errichten, braucht viele Jahre, mitunter Jahrzehnte. Innovationszyklen und Implementierung von Software – und da macht KI keine Ausnahme – laufen auf Zeitskalen von Monaten bis wenigen Jahren.
Wenn IT-Technologien loslegen, kommt die Energiewelt schlicht und einfach nicht mehr mit. Gleichzeitig schießt der Bedarf an erneuerbaren Energiequellen durch KI in den letzten Jahren rapide in die Höhe. Das sprengt alle Szenarien, die bisher für das Wachstum an Erzeugungskapazitäten gedacht worden waren.
KI-Tech-Riesen werden Opfer ihres eigenen Energiehungers. Kann KI ihnen helfen?
Dieses Problem eines steigenden Energiebedarfs erleben derzeit auch die Anbieter der Digital- und KI-Technologien selbst. Die KI- und Techkonzerne wollen schon seit Langem beweisen, dass sie „grün“ sind. Daher kaufen sie nicht nur weltweit Grünstrom in großem Stil ein, sie bauen längst Rechenzentren dort, wo sie sie durchgehend mit Ökostrom betreiben können. Sie kontraktieren auch immer mehr eigene Kraftwerke genau zu diesem Zweck – ob Solarparks, Windparks oder – wie neulich Microsoft – Kernkraft.
Der Strombedarf der Techgiganten, getrieben vom KI-Ausbau, ist so groß, dass in den letzten zwölf Monaten ihre Commitments bedroht wurden, wann sie welche Minderungsziele für Treibhausgasminderung erreicht haben wollen. Jill McArdle, Internationale Kampagnen- und Projektleiterin der Organisation Beyond Fossil Fuels, verwies zum Beispiel darauf, dass schon vor Jahresfrist die Treibhausgasemissionen von Google in fünf Jahren aufgrund des Energiebedarfs der KI um fast 50 % gestiegen seien. Der Offset, den KI haben kann, die Ausbeute aus erneuerbaren Energien zu verbessern, ist offenbar nicht so hoch, dass sie den steigenden KI-Energiehunger stillen kann. Dennoch würden Manager wie Microsoft-Vorstand Brad Smith immer noch genau darauf setzen.
Welchen Einfluss hat KI auf den Treibhausgas-Ausstoß?
Explizite Zahlen dazu, wie sehr KI den Treibhausgas-Ausstoß vorantreibt, gibt es andererseits nicht. Die verstecken sich nach den Ausführungen von IITC-Direktorin Constantinescu in den Daten für die Treibhausgasemissionen für Rechenzentren und deren Entwicklung weltweit. „Die Bedarfe an zukünftigem Strombedarf für KI sind recht breit gefächert. Heute liegt er bei etwa 465 TWh. Das entspricht ungefähr etwas mehr als 1 % des globalen Strombedarfs.“
Genaue Vorhersagen zu machen, sei schwierig, so die Energieingenieurin. Der konkrete Bedarf werde davon abhängen, wie sich der digitale Sektor und KI tatsächlich entwickeln werden. Speziell für den KI-Energiebedarf sei ausschlaggebend, welche Lösungen sich in Bezug auf die Komplexität der Modelle oder in Bezug auf die Nutzung von Edge-Computing durchsetzen werden. Das könne je nach Bedarf variieren. „Aber wir können sagen, dass bis 2030 – und das ist nicht weit in der Zukunft – der Bedarf auf 1500 TWh ansteigen kann.“ Das entspreche der Hälfte des heutigen Strombedarfs Europas. „Der Anstieg kann also recht schnell erfolgen, und wir müssen damit auch in Bezug auf die Netzanschlüsse fertig werden.“
Die Internationale Energieagentur (IEA) rechnet damit, dass sich der Verbrauch in Rechenzentren generell in den nächsten fünf Jahren mindestens verdoppeln wird. „In Europa entfallen auf Rechenzentren zwischen 2 % und 3 % des Stromverbrauchs“, so EU-Experte Berrutto. „Man könnte sagen, das ist nicht viel, aber dieser Bedarf ist sehr lokalisiert und liegt sehr nahe an den Stadtzentren.“ Als Beispiel führt er Irland an: Er beziffert den Strombedarf von Rechenzentren in Irland auf rund ein Fünftel des nationalen Strombedarfs.
KI in der Energie – der Bedarf ist weltweit da
Dabei ist weder Digitalisierung noch KI neu für die Energiewirtschaft. Nicht nur werden Energiesysteme immer digitaler, auch KI steckt schon heute in ganz vielen Anwendungen der Branche. Dabei boomt der Strombedarf durch KI in den letzten Jahren vor allem seit dem breiten Einsatz der sogenannten LLMs, der Large Language Models, Stichwort ChatGPT. In vielen Bereichen des Energiesektors wird aber schon länger mit Machine-Learning-Modellen gearbeitet. Die Irena hat sich als Agentur für die erneuerbaren Energien im IITC auch damit intensiv beschäftigt, was Digitalisierung und KI für die globale Energiewende bedeuten könnten. Viele sich entwickelnde Volkswirtschaften haben andere Bedarfe als Industrieländer, es bestehen andere Risiken.
Die Irena hat daher inzwischen einen ganzen Werkzeugkasten (Innovation Toolbox) entwickelt, aus dem sich Staaten, Energiewirtschaft und Unternehmen weltweit bedienen können. Der entwickelt sich beständig weiter. Die bislang 30 Innovationen verteilen sich auf vier Schlüsselbereiche – vom Geschäftsmodell bis zum Systembetrieb – und beinhalten eine ganze Reihe digitaler Technologien: vom digitalen Zwilling, dem Sensorikeinsatz für verschiedenste Bereiche bis hin zum ganz konkreten Anwendungsfall eine reiche Spanne, so Constantinescu.
Wie kann KI konkret bei der Prognose von Wind- und Solarstrom helfen?
Wie konkret digitale Zwillinge helfen können, erklärt UNU-Bereichsleiter Souvignet. So ließen sich die Erkenntnisse und Verfahren von Klimamodellen auf den Energiebereich übertragen. „KI kombiniert, in einer einfacheren Form, hochauflösende Wettervorhersagen mit intelligenten Zählerdaten. Infolgedessen können Experten zum Beispiel während des indischen Monsuns nicht nur die Niederschlagsmengen, sondern auch die Spitzenwerte der Photovoltaikausbeute auf Hausdächern an sonnigeren Tagen vorhersagen.“ Derartige Tools würden helfen, die Abhängigkeiten kritischer Infrastrukturen vom Klimawandel mit einzubeziehen. „So werden sie stärker und überlebensfähiger für die nächste Flut, für den nächsten Sturm.“
Schon heute analysiert also KI Wetter- und Erzeugungsdaten in Echtzeit. So lässt sich die Prognosegenauigkeit für den Stromertrag aus Solar- und Windstromanlagen erheblich verbessern. Ein Beispiel: Die Schweizer Hochschule EPFL in Lausanne setzt Explainable AI ein, um Windvorhersagen transparenter zu machen und Prognosefehler um bis zu 30 % zu senken. Von diesen Prognosen profitieren Anlagen- wie Stromnetzbetreiber gleichermaßen. Die einen optimieren ihren Ertrag, die anderen können flexibler auf Schwankungen reagieren. Laut Arnoud Kamerbeek, CEO der portugiesischen KI-Schmiede Jungle AI, hilft diese Art von KI-unterstützter Solarstromerzeugung auch bei der unternehmensinternen Konkurrenz. Denn die jeweiligen Erzeugungstechnologien konkurrieren in einem Energieunternehmen oft miteinander um kritische Ressourcen, sowohl beim Geld als auch beim Personal.
Wie kann KI helfen, den Bedarf an teurer Regelenergie zu senken?
Auch für die Netzbetreiber sind die KI-gestützten Vorhersagen wichtig. Sie erlauben die Last im Netz präziser vorherzusagen. Dann braucht es weniger Steuerung im Netz, mitunter weniger Regelenergie – und im Endeffekt sinken die Kosten. Auch für die Stromabnehmer, denn so sinken die Netzumlagen. Die Universität Kassel entwickelt mit dem Topology Agent eine entsprechende KI-Lösung. Die Stabilität im Netz lässt sich so um 10 % anheben. Auch die mittlere Überlebenszeit des Netzes, also die Zeit, in der das Netz ohne Ausfälle betrieben werden kann, wurde um 25 % verlängert.
Aber KI-gestütztes Lastmanagement hilft auch anderen Unternehmen. Laut Handelsblatt konnte ein deutscher Lebensmittelhersteller mithilfe von Solaranlagen, Batteriespeichern und KI-Technologie seine Energiekosten um 23 % senken. Weil die KI es ermöglicht, Lastgänge, Wetterdaten und Marktpreise für eine gezielte Beschaffung in Echtzeit auszuwerten.
Welche ökonomischen Auswirkungen hat der Einsatz von KI auf Netzentgelte und Strompreise?
Wenn KI helfen kann Netzkosten zu senken, dann macht sich das auch im Strompreis bemerkbar. Vor allem dadurch, dass die Netzentgeltreform 2025 in Deutschland auf kapazitätsbasierte Entgelte setzt. Aber auch unter globaler Sicht, so EU-Experte Berrutto, sollten KI und Digitalisierung helfen können, die Energiepreise zu senken. „Ich denke, die internationale Zusammenarbeit war und wird auch in Zukunft entscheidend sein, um in diesem Bereich Fortschritte zu erzielen. In diesem Sinne ist es sehr positiv, dass auf dem G7-Gipfel KI und Energie ganz oben auf der Tagesordnung stehen werden“, erhofft er sich positive Effekte von dem heute in Kanada gestarteten Spitzentreffen.
Welche Risiken birgt der Einsatz von KI-Systemen für die IT-Sicherheit kritischer Infrastrukturen?
KI-Systeme bieten Angreifern neue Möglichkeiten, und machen auch weniger fortschrittlichen Angreifern ihre Arbeit leichter. „Die offensiven Vorteile von KI für Angreifer führen dazu, dass KI-Defensiv-Tools beim Schutz von Unternehmen hinterherhinken“, so Holger Fischer, Director EMEA Central beim US-Sicherheitsdienstleister Opswat, der zum Beispiel die überwiegende Zahl der US-Kernkraftwerke sicherheitstechnisch betreut.
Die EU-KI-Verordnung stuft daher KI im Bereich kritischer Infrastrukturen (Kritis) als Hochrisiko ein und fordert „Secure by Design“-Prinzipien. Fischer warnt in einem Beitrag für das Fachblatt „manage it“, dass defensive KI-Tools oft hinter der Innovationskraft der Angreifer zurückbleiben. Solche Risiken erforderten eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Sicherheitssysteme.
Energiehunger und Ausbau von erneuerbaren Energien der Welt wachsen rasant
Weltweit wächst der Energie- und Strombedarf, gleichzeitig schießt der Ausbau erneuerbarer Energien in die Höhe, beobachtet die Irena. Hinter diesem Ausbau der erneuerbaren Energien stecken inzwischen oft genug ein Ausbauplan und die globale Verpflichtung, die Treibhausgasemissionen für die Energiewirtschaft zu senken. Angetrieben wird das globale Wachstum von China.
Li Xiang, Bereichsleiter der Abteilung für internationale Zusammenarbeit der Nationalen Energieagentur (NEA) Chinas, betonte in Bonn, sein Land sei „immer noch ein Entwicklungsland“. Der Aufbau der eigenen Energieversorgung müsse daher das Wirtschaftswachstum unterstützen, gleichzeitige habe man sich zum Aufbau einer ökologischen Gesellschaft verpflichtet.
„Wir verpflichten uns zu grünen und entwicklungspolitischen Zielen, d. h., zu einem Kohlenstoff-Peak bis 2030 und Kohlenstoffneutralität bis 2060“, betonte Xiang in Bonn. Daher sei der kommende Fünfjahresplan von 2026 bis 2030 für das sogenannte „neue Energiesystem“ sehr wichtig. „Eine entscheidende Zeit“, so Xiang, dessen Abteilung unter anderem mit dem neuen Fünfjahresplan befasst ist. Denn es gehe darum, „unsere Verpflichtung, bis 2030 einen Spitzenwert bei den Kohlendioxidemissionen zu erreichen, zu erfüllen“.
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