Studie zum Strombedarf und Carbon Footprint der IKT in Deutschland

Gegenstand und Zielstellung der Studie

In der aktuellen Studie – Stand Juli 2025 - werden umweltbezogene Auswirkungen der Herstellung und Nutzung von IKT über einen Zeitraum von 2010 bis 2036 modelliert. Der Energie- und Ressourcenbedarf der Herstellung der in Deutschland genutzten IKT wird als Carbon Footprint berechnet und dabei die globale Zulieferkette reflektiert. Für die energieintensive Nutzungsphase werden sowohl der elektrische Strombedarf als auch der Carbon Footprint in Abhängigkeit des sich jährlich ändernden Energiemix quantifiziert.

Das vom Fraunhofer IZM entwickelte Datenmodell für die Quantifizierung der Umweltwirkung der IKT umfasst wesentliche Anwendungsbereiche und Produktkategorien einschließlich der IKT in Haushalten, am Arbeitsplatz, im öffentlichen Raum, in Rechenzentren (RZ) und den Telekommunikationsnetzen (TK). IKT mit Einsatz in der Industrieproduktion, Landwirtschaft, Logistik, Mobilität und Verkehr, sowie in den Bereichen Energie und Gebäudesteuerung konnten aufgrund der begrenzten öffentlichen Datenlage nicht modelliert werden.

Steigender Energiebedarf und Carbon Footprint bei der Nutzung von IKT

Der jährliche Gesamtstrombedarf der IKT in Deutschland ist von rund 46,5 TWh im Jahr 2015 auf 54,4 TWh im Jahr 2025 angewachsen. Die modellierte Prognose zeigt einen weiteren Anstieg auf rund 75,5 TWh im Jahr 2035. Primär tragen die Rechenzentren zu diesem Anstieg bei.

Der Anteil der Rechenzentren am Gesamtstrombedarf der IKT wächst seit einigen Jahren deutlich an. Im Jahr 2015 betrug der RZ-Strombedarf noch 14,1 TWh, was einem Anteil von 30 % des IKT bedingten Gesamtstromverbrauchs entsprach. Bis zum Jahr 2025 hat der Strombedarf auf jährlich 25,9 TWh zugenommen, was einen Anteil von 47,6 % ausmacht. Die Prognose für das Jahr 2035 zeigt einen erneuten Zuwachs auf 41,3 TWh, was 54,7 % des Gesamtstrombedarfs der IKT entsprechen würde. Somit sind Rechenzentren der größte Treiber des Strombedarfs der IKT in Deutschland.

Der cloudbasierte Bedarf hinsichtlich der Verarbeitung, Speicherung und Übertragung von Daten steigt mit fortschreitender Digitalisierung. Virtuelle Welten und Künstliche Intelligenz halten den Anstieg des Datenvolumens konstant. Und gleichwohl die bestehenden IT-Systeme besser ausgelastet werden, die Kühl- und Stromversorgungsinfrastrukturen optimiert und der technische Fortschritt im Bereich der Mikroelektronik und Photonik anhält, kann der Trend nicht mehr wie in der Vergangenheit kompensiert werden und daher nimmt der Strombedarf der Rechenzentren mittelfristig deutlich zu.

Die IKT in Haushalten stellt den zweitgrößten Anwendungsbereich im Hinblick auf den Stromverbrauch dar. Diese Kategorie umfasst 36 Produktgruppen wie u.a. Smartphones, Personal Computer (PC), Fernseher und Home Router. Im Jahr 2015 hatte die IKT in Haushalten mit 22,2 TWh einen Anteil von knapp 47,7 % am Gesamtstrombedarf der IKT.

Diese Produkte unterlagen im gleichen Zeitraum deutlichen technischen Verbesserungen, die auch im Zusammenhang mit konsequenten europäischen Gesetzesanforderungen an die maximale Leistungsaufnahme stehen. Hierdurch nahm der Strombedarf in den Folgejahren deutlich ab und erreicht im Jahr 2025 einen Wert von 17,1 TWh, was einem Anteil von nur noch 31,4 % entspricht.

Mittelfristig wird der Strombedarf der IKT in Haushalten jedoch wieder ansteigen. Dieser Trend resultiert insbesondere aus der nicht unerheblichen elektrischen Leistungsaufnahme von großen Fernsehern und der Netzwerktechnik im häuslichen Umfeld. Für das Jahr 2035 wird ein Wert von 21,8 TWh prognostiziert, was einem gleichbleibenden Anteil von 28,9 % entspricht.

Die Anwendungsbereiche IKT am Arbeitsplatz sowie im öffentlichen Raum bleiben seit dem Jahr 2015 mit durchschnittlich 7 TWh bzw. 0,5 TWh weitgehend konstant und zeigen auch in der Prognose bis zum Jahr 2035 nur geringfügige Veränderungen.

Für beide Prognosen gibt es eine gewisse Unschärfe, da öffentliche Daten zur Bestandsermittlung teilweise widersprüchlich erscheinen. Die abnehmenden Absatzzahlen lassen den Schluss zu, dass die Geräte heute um mehrere Jahre länger genutzt werden als noch vor zehn Jahren. Eine gerechtfertigte Annahme in diesem Zusammenhang ist, dass der funktionale und technologische Reifegrad von PCs, Displays und Kommunikationstechnik zur längeren Nutzungsdauer beiträgt.

Der Strombedarf der Telekommunikationsnetze steigt seit Jahren leicht an. In den vergangenen Jahren gab es einen deutlichen Zuwachs von rund 2,7 TWh im Jahr 2015 (rechnet man das damals noch existierende Analog/ISDN-Netz hinzu wären es rund 3,5 TWh) auf 4,8 TWh im Jahr 2025. In der Prognose wird mittelfristig nur noch eine leichte weitere Steigerung auf 6,0 TWh im Jahr 2035 erwartet.

Der flächenmäßige Ausbau der Mobilfunknetze und die Umstellung auf neue Mobilfunkstandards waren Treiber des wachsenden Strombedarfs der letzten Jahre. Modernere Technologien und Systemarchitekturen verbessern jedoch meist die Energieeffizienz. So nimmt, trotz des über die Netzte transportierten steigenden Datenvolumens, der Strombedarf in den kommenden Jahren eher nur moderat zu, da die Netze kontinuierlich modernisiert werden.