NADIKI bringt Umweltwirkungsindikatoren der Lebenszyklusanalyse direkt in Kubernetes. Das ermöglicht KI-Workloads — Training und Inferenz — ihren tatsächlichen Ressourcenverbrauch zu messen und granular zu berichten. Auf dieser Basis untersucht das Projekt, ob eine Umweltproduktdeklaration für KI-Modelle möglich ist.
Künstliche Intelligenz verbraucht erhebliche Rechen- und Energieressourcen — doch die ökologischen Kosten des Trainings und der Inferenz von KI-Modellen bleiben bisher unsichtbar. NADIKI (Nachhaltigkeitsindikatoren für KI) schließt diese Lücke.
Das Projekt wird als „KI-Leuchtturm“ vom Bundesministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (BMUV) gefördert und von der Zukunft-Umwelt-Gesellschaft (ZUG) administriert. IDED (damals SDIA) entwickelt gemeinsam mit dem Institut für Architektur von Anwendungssystemen (IAAS) und dem Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart eine Observer-Architektur, die sich in bestehende Monitoring-Infrastrukturen integriert.
Ansatz: Observer-Architektur
NADIKI nutzt einen dreistufigen Ansatz: 1) mathematische Schätzung auf Basis bewährter Formeln, 2) Messung über hardware- und softwarebasierte APIs (IPMI, RAPL) und 3) direkte Anbindung an das Rechenzentrum zur Abfrage von Strommix, erneuerbarer Energie, Kühlwasserbedarf und Hardware-Informationen.
Der NADIKI Observer läuft neben der IT-Infrastruktur und integriert sich in bestehende Monitoring-Stacks (Zabbix, VictoriaMetrics). Er aggregiert Daten aus Rechenzentrum, Serverinfrastruktur und Orchestrierungsplattform und liefert alle relevanten Umwelt-KPIs an Anwendungen und Monitoring-Systeme — ohne invasive Eingriffe in die bestehende Infrastruktur.
Methodik und Ergebnisse
NADIKI nutzt die Lebenszyklusanalyse (LCA), um den tatsächlichen Ressourcenverbrauch zu messen — inklusive regionaler Stromerzeugung, der Art der eingesetzten Hardware (z. B. wiederaufbereitet, neu) und Abwärmenutzung. Die gesamte Software wird als Open Source veröffentlicht.
Mehrere Pilotrechenzentren — darunter KoloDC, X-Ion und die Universität Paderborn — haben den NADIKI Registrar angebunden und liefern reale Betriebsdaten für die Forschung.
Zugang zu den Messdaten aus dem Projekt können von Wissenschaftlern über dieses Formular angefragt werden.
Ziel: Umweltproduktdeklaration für KI-Modelle
Auf Basis der NADIKI-Metriken untersucht das Projekt, ob eine Umweltproduktdeklaration (EPD) für KI-Modelle möglich ist — nach dem Vorbild von Energielabels für Haushaltsgeräte.
Aktuelles zum Projekt
Publikationen
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Deutschland
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unsere partner
IDED (Institut für Digitale Ökosystementwicklung): Konsortialführer. Bringt Fachexpertise in IT-Infrastruktur, KI-Anwendungen und Lebenszyklusanalysen ein; verantwortet Schnittstellenentwicklung, Kommunikation und Projektmanagement.
Universität Stuttgart – IAAS (Institut für Architektur von Anwendungssystemen): Spezialisiert auf Cloud-Infrastrukturen, Container-Technologien und verteilte Systeme. Verantwortet die technische Umsetzung der Observer-Architektur und die Integration in Kubernetes-Umgebungen.
Universität Stuttgart – IER (Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung): Bringt methodisches Know-how in der Ökobilanzierung (LCA) und Energiesystemanalyse ein. Entwickelt die Methodik zur Berechnung von Umweltwirkungsindikatoren auf Basis realer Infrastrukturdaten.
Öko-Institut e.V. (Unterauftrag): Unabhängiges Umweltforschungsinstitut. Bringt Expertise in der Entwicklung von Umweltkennzeichnungen, Lebenszyklusanalysen für Cloud-Infrastruktur und der Blauer-Engel-Kennzeichnung ein; überprüft die entwickelte LCA-Methodik unabhängig.
Das Team hinter dem Projekt
Max Schulze – Projektleitung. Gründungsmitglied von IDED (damals SDIA) und Softwareentwickler; langjährige Forschung zur Messung von Umweltwirkungen digitaler Infrastruktur.
Mathias Kutzner – Technische Leitung. Diplom-Informatiker und Gründungsmitglied von IDED; verantwortet Entwicklung der Schnittstellenspezifikation und Kubernetes-Implementierung.
Kimberly Jahnel – Projektmanagement. Vorstandsmitglied von IDED; MSc Projektleitung; verantwortet Koordination der Verbundpartner und Finanzcontrolling.
Stephanie Leufgen – Projektkommunikation. BA Angewandte Medienwirtschaft; verantwortet externe Kommunikation und Berichterstattung.
Jessica Stüer – Projektmanagement. Koordiniert die operative Durchführung und die Zusammenarbeit mit dem Fördermittelgeber.
Daniel Boesswetter – Infrastruktur. Verantwortet Aufbau und Betrieb von Open WebUI, Kubernetes-Cluster und Monitoring-Infrastruktur.
Jurg van Vliet – Methodik-Implementierung. Entwickelt gemeinsam mit Flavia Paganelli die erste Implementierung der Umweltwirkungsmethodik in Kubernetes.
Flavia Paganelli – Methodik-Implementierung. CTO und Mitgründerin von KEIT; Technical Lead bei CNCF TAG Environmental Sustainability; CKA-zertifiziert und Co-Autorin von O'Reilly-Büchern zu AWS.
Prof. Dr.-Ing. Peter Radgen – Wissenschaftliche Leitung (IER). Inhaber des Lehrstuhls für Energieeffizienz am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER), Universität Stuttgart.
Prof. Dr. Marco Aiello – Wissenschaftliche Leitung (IAAS). Professor für Informatik und Leiter der Abteilung Service Computing am Institut für Architektur von Anwendungssystemen (IAAS), Universität Stuttgart.
Dr. Dinesh Reddy Vemula – Forschung (IAAS). Leiter des Forschungsbereichs Rechenzentren und Nachhaltigkeit am IAAS, Universität Stuttgart.
Robin Pesl – Forschung (IAAS). Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IAAS, Universität Stuttgart.
Alexandra Loewenstein – Forschung (IER). Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, Universität Stuttgart.
Benjamin Ott M.Sc. – Forschung (IER). Wissenschaftlicher Mitarbeiter; Schwerpunkt Green IT und Energieeffizienz in Rechenzentren.
Nicola Schuckert M.Sc. – Forschung (IER). Wissenschaftliche Mitarbeiterin; spezialisiert auf räumliche Datenanalyse für Rechenzentrumsprojekte.
Jens Gröger – Öko-Institut e.V. (Unterauftrag). Experte für Nachhaltige IKT, Lebenszyklusanalyse und Umweltzeichen für IT-Infrastruktur.
Felix Behrens – Öko-Institut e.V. (Unterauftrag). Experte für Green Software, Umweltzeichen und Nachhaltige Produkte.
Dr. Peter Gailhofer – Öko-Institut e.V. (Unterauftrag). Senior Researcher für Ethik und Governance der Digitalisierung; bringt rechtliche und regulatorische Expertise für die Bewertung einer Umweltkennzeichnung für KI-Anwendungen ein.
Steckbrief
Zeitraum
–
Budget
€884.394,00
Kategorie
Künstliche Intelligenz
Status
Abgeschlossen
Förderkennzeichen
67KI32001A
Förderer
Zukunft - Umwelt - Gesellschaft gGmbH
Projekt Webseite
Externes Profil
