Künstliche Intelligenz in der Wasserwirtschaft: Freund oder Feind?
Die Revolution im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) verändert viele Branchen. Die Wasserwirtschaft ist da keine Ausnahme. KI-gestützte Systeme helfen dabei, wasserwirtschaftliche Prozesse zu automatisieren, die Effizienz zu steigern und Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit Wasser zu verringern. Doch der rasante Aufstieg der neuen Technologie hat auch eine Kehrseite: Für das Training und die Pflege von KI-Modellen werden sehr große Mengen an Trinkwasser benötigt.
ChatGPT trinkt eine Halbliterflasche Wasser für jedes Standardgespräch mit 5 bis 30 Fragen.
Jonas Theyssens, Aktienanalyst bei KBC Asset Management
Wachsender Trend zur Digitalisierung
Wasser steht seit langem auf der Tagesordnung von Politik und Wirtschaft. Trinkwasser ist knapp, Wasserverschmutzung wird immer noch unterschätzt. Und der Klimawandel bringt es mit sich, dass wir immer häufiger mit extremen Wetterereignissen konfrontiert werden, die sowohl zu Hochwassersituationen als auch zu Wasserknappheit führen können. „KI kann uns helfen, die Zukunft des Wassers in den Griff zu bekommen. Marktforschungsinstitute prognostizieren bis zum Jahr 2030 Investitionen in Höhe von 6,3 Milliarden Dollar in KI. Diese Investitionen sind Teil eines wachsenden Trends in der Wasserwirtschaft, intelligente Lösungen aus der Digitalisierung zu beziehen", sagte Anthony Sandra, Portfoliomanager bei KBC Asset Management.
Die drei großen Baustellen der KI
Forscher auf der ganzen Welt nutzen mit dem Internet verbundene Sensoren, um Daten zu sammeln. Die Wasserwirtschaft setzt diese Daten dann in drei wichtigen Bereichen ein:
1. Lecksuche
In Flandern gehen mehr als 15% des Trinkwassers während des Transports von den Produktionsstätten zum Endverbraucher verloren, hauptsächlich durch unerkannte Lecks. „Insgesamt geht es um mehr als 150 Millionen Liter pro Tag, was dem Inhalt von mehr als 60 olympischen Schwimmbecken entspricht. Und das, obwohl jeder Tropfen Wasser zählt“, stellt Sandra klar. Lecksuche steht daher ganz oben auf der Prioritätenliste der Wasserwirtschaft.
„Im eigenen Land“, sagt Sandra, „hat IMEC im Rahmen des SmartWaterGrid- Projekts ein System zur Lokalisierung von Lecks eingerichtet, das mithilfe von KI-Technologie schon die geringste Abweichung des Wasserdrucks anhand von Echtzeitdaten erkennt. Die Lecksuche verkürzt sich dadurch von mehreren Wochen auf einige Stunden, was zu einem Rückgang der Wasserverluste und der Wartungskosten führt.“
KI kann uns helfen, die Zukunft des Wassers in den Griff zu bekommen. Marktforscher erwarten bis zum Jahr 2030 Investitionen in Höhe von 6,3 Milliarden Dollar in KI.
Anthony Sandra, Portfolio Manager bei KBC Asset Management
2. Effiziente Wasserwirtschaft
Pufferkapazitäten sind für eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung unverzichtbar, aber nicht immer leicht zu schaffen. Vor allem nicht in einem städtischen Kontext. „Aquafin hat vor kurzem ein Projekt in Edegem bei Antwerpen entwickelt, um private Zisternen dank des Einsatzes von KI dynamischer zu nutzen“, erklärt Sandra. „Wenn starker Regen vorhergesagt wird,
sendet die KI proaktiv ein Signal an eine bestimmte Pumpe, um das Wasser kontrolliert im Garten versickern zu lassen und so Platz zu schaffen. Das Regenwasser kann dann bei starken Regenfällen wieder aufgefangen werden, um Überschwemmungen zu verhindern.
3. Wasserqualität
Manuelle Kontrollen sind nicht nur zeitaufwändig, sie sind auch nur Momentaufnahmen. KI ermöglicht die Überwachung der Wasserqualität in Echtzeit und die schnellere Erkennung
Die Kehrseite der Medaille
Es ist klar, dass KI in der Wasserwirtschaft eine wichtige Rolle spielen kann, aber der rasante Aufstieg dieser Technologie hat auch eine Kehrseite. „Das Training und die Pflege von KI-Modellen erfordert große Mengen an Trinkwasser“, erklärt Jonas Theyssens, Aktienanalyst bei KBC Asset Management.
ChatGPT verursacht hohen Wasserverbrauch
Jüngste Forschungsergebnisse der Universitäten von Kalifornien und Texas zeigen, dass Sprachmodelle wie ChatGPT für jeweils 5 bis 30 Fragen etwa einen halben Liter Wasser verbrauchen. „Die Auswirkungen auf die Umwelt mögen pro Nutzung nicht beeindruckend sein, aber da wir sie massiv und intensiv nutzen - die Website von ChatGPT hat derzeit mehr als 100 Millionen aktive Nutzer - sind die Auswirkungen insgesamt enorm“, so Theyssens.
Der jüngste Nachhaltigkeitsbericht von Microsoft, das eine wichtige Partnerschaft mit OpenAI, dem Unternehmen hinter ChatGPT, eingegangen ist, zeigt, dass der Wasserverbrauch von Microsoft bis 2022 um mehr als 30% steigen wird. Der große Konkurrent Google, der mit LaMDA sein eigenes Sprachmodell auf dem Markt hat, verzeichnete ebenfalls einen Anstieg des Wasserverbrauchs um 20%. Zusammen verbrauchten die beiden Tech-Giganten in einem Jahr 3,2 Milliarden Liter Wasser zusätzlich. „Das entspricht etwa 1300 olympischen Schwimmbecken“, erläutert Theyssens.
Die Auswirkungen von Sprachmodellen wie ChatGPT auf die Umwelt mögen für den Moment der Nutzung nicht beeindruckend sein, aber da wir sie massiv und intensiv nutzen, sind die Auswirkungen insgesamt enorm.
Jonas Theyssens, Aktienanalyst bei KBC Asset Management
Wozu braucht man das ganze Wasser?
Rechenprozesse, die viel Rechenleistung erfordern, wie das Mining von Kryptowährungen oder das Training von KI-Modellen, erfordern riesige Rechenzentren mit Servern, die ununterbrochen Daten verarbeiten. Damit diese Server nicht überhitzen, müssen sie über herkömmliche Klimaanlagen gekühlt werden, was sehr teuer ist, oder durch direkte Kühlung mit Wasser. Von einem Kühlturm aus wird Süßwasser über Rohrleitungen durch die Rechenzentren gepumpt. Um Verstopfung, Rost und Algenbildung zu vermeiden, verwendet man nur Trinkwasser.
Das „wasserpositive“ Versprechen großer Technologieunternehmen
Der ökologische Fußabdruck von KI-Modellen, insbesondere der CO2-Ausstoß, hat zu Fortschritten bei der Energieeffizienz geführt. Leider wurde der enorme Wasserfußabdruck von KI-Modellen bisher noch zu wenig beachtet.
„Angesichts des zunehmenden Drucks auf die CO2-Emissionen und der steigenden Energiekosten werden Rechenzentren meist an Orten errichtet, an denen billige Sonnen- und Windenergie zur Verfügung steht. 30% der weltweiten Rechenzentren befinden sich im Südwesten der Vereinigten Staaten, wo das Klima mild ist, aber auch Wasser eine knappe Ressource geworden ist", erklärt Theyssens. Viele Rechenzentren kämpfen mit dem Kompromiss zwischen der Nutzung erneuerbarer Energien und der Einsparung beim Wasserverbrauch.
Wenn dieser Fußabdruck nicht richtig angegangen wird, stellt er ein großes Hindernis für die sozialverträgliche und umweltfreundliche Entwicklung künftiger KI-Modelle dar.
Jonas Theyssens, Aktienanalyst bei KBC Asset Management
„Es ist nicht so, dass die großen Technologieunternehmen nichts tun, um das Problem zu lösen“, fügt Theyssens hinzu. „Viele von ihnen, wie Amazon, Meta, Google und Microsoft, haben zugesagt, bis 2030 ‚wasserpositiv‘ zu werden, was bedeutet, dass sie mehr Wasser nachfüllen werden, als sie verbrauchen.“ Die Energieeffizienz von Rechenzentren kann weiter gesteigert werden, sodass sie weniger Wasser zur Kühlung benötigen. Die Verwendung von gereinigtem Abwasser anstelle von gepumptem Trinkwasser kann die Umweltbelastung ebenfalls erheblich verringern. Darüber hinaus werden Milliarden in die Wiederherstellung von Feuchtgebieten, den Bau von Wasserbecken und Regenwassersammelsystemen sowie in die Infrastruktur und die Abwasseraufbereitung investiert.
„Es ist klar, dass mehr Transparenz erforderlich ist“, fügt Theyssens hinzu. „Mehr Überwachung und angemessene Analyse des Wasserverbrauchs in Rechenzentren. Die Erstellung von Leitlinien für die Nachhaltigkeit von Rechenzentren wird auch für politische Entscheidungsträger zu einem Muss. Denn wenn dieser Fußabdruck nicht richtig angegangen wird, ist er ein großes Hindernis für eine sozialverträgliche und umweltfreundliche Entwicklung künftiger KI-Modelle.“
Thematisches Anlegen bietet Anlegern die Möglichkeit, in die großen Trends zu investieren, die unsere Gesellschaft bestimmen.
Anthony Sandra, Portfolio Manager bei KBC Asset Management
Intelligente Wasserwirtschaft bietet Chancen für Anleger
In der heutigen Welt sind die Wasserressourcen bis an die Grenzen ausgelastet. Technologien für ein intelligentes Wassermanagement werden daher immer wichtiger. KI kann hier von unschätzbarem Wert sein, vorausgesetzt, die Technologie wird klug eingesetzt UND sie bekommt ihren eigenen ökologischen Fußabdruck in den Griff. Die großen Technologieunternehmen zeigen bereits genügend guten Willen und haben auch die Finanzkraft, um die notwendigen Investitionen zu tätigen.
„Thematisches Anlegen bietet Anlegern die Möglichkeit, in die großen Trends zu investieren, die unsere Gesellschaft bestimmen. Ein aktives Anlagekonzept ist unerlässlich, um diejenigen Unternehmen auszuwählen, die wirklich einen nachhaltigen Mehrwert auf lange Sicht schaffen können.“, so Sandra abschließend.
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Dieser Artikel ist rein informativ und sollte nicht als Anlageberatung angesehen werden.
