Der Aufstieg der KI könnte die weltweite Energieverteilung gefährden.
Statt Aluminiumfabriken oder Stahlwerke sind es in naher Zukunft wohl die Rechenzentren, die den größten Energiebedarf haben werden und damit die Welt in Atem halten. Diese digitalen Powerhäuser verbrauchen Energie in einem Ausmaß, das ganzen Ländern Konkurrenz machen könnte. Energieknappheit ist in bestimmten Regionen bereits jetzt eine reale Bedrohung.
Loudoun County, Virginia, mag auf den ersten Blick nicht der offensichtliche Kandidat für eine Tech-Metropole sein, doch hier befindet sich Data Center Alley – die größte Konzentration von Rechenzentren weltweit. Über 350 Server-Farmen sind hier entweder in Betrieb oder im Bau, erstrecken sich über kleine Städte in der Nähe des Dulles Airport und bedecken eine Fläche, die größer ist als Berlin-Wannsee. Ein signifikanter Teil des globalen Internettraffics läuft durch diesen Knotenpunkt, der von seiner Nähe zum Pentagon, günstigen Steueranreizen, konsistentem Klima, reichlich verfügbarem Kühlwasser aus dem Potomac River und günstiger Elektrizität profitiert.
Doch die Zukunft dieses Tech-Utopias ist ungewiss. Analysten von TD Cowen prophezeien, dass in den nächsten Jahren Stromversorgungsengpässe in Nordvirginia und anderen wichtigen Cloud-Industrie-Standorten, wie Teilen von Ohio, auftreten könnten.
Der Energiebedarfsschub wird von der AI-Revolution getrieben. Mit Giganten wie Google, Amazon und Microsoft, die die Entwicklung von generativer AI vorantreiben, hat der Bedarf an Rechenzentren wie nie zuvor zugenommen – und damit auch der globale Energieverbrauch. Ein einzelnes Rechenzentrum dieser Größenordnung kann so viel Energie verbrauchen wie Zehntausende Haushalte in den USA. In den ersten sechs Monaten dieses Jahres wurden mehr Kraftwerke ans Netz angeschlossen als in den letzten 20 Jahren.
Drohender Strommangel
Rechenzentren für die AI-Entwicklung bilden die Grundlage und Schwachstelle der digitalen Transformation. "Die Verwendung von Chips in der AI-Wirtschaft wird beschränkt sein durch den Standort der Rechenzentren und die Verfügbarkeit von Strom", bemerkte Daniel Golding, ein ehemaliger Google-Rechenzentrumsmanager, in der britischen "Financial Times". "Schließlich werden die Grenzen der Stromnetze die künstliche Intelligenz beeinflussen."
Bisher war der Chip-Mangel das Haupthindernis für das Wachstum der AI. Tech-Giganten kämpfen darum, hochleistungsfähige GPUs zu erhalten oder warten monatelang auf Lieferungen. Nvidia-CEO Jensen Huang versuchte letzte Woche, Investoren und Entwickler zu beruhigen, indem er behauptete, dass die Versorgung der neuesten AI-Superchips der Blackwell-Generation gesichert sei. Doch der wahre Engpass liegt im Strom.
Wie der Vergleich unten zeigt, verbraucht eine einfache Google-Suche etwa 0,3 Wattstunden, während eine Anfrage an ChatGPT rund 2,9 Wattstunden verbraucht – das Zehnfache. "Der Chip-Mangel mag vorbei sein", warnte Tesla-CEO Elon Musk zu Beginn dieses Jahres. "Aber die nächste Herausforderung wird der Strom sein. Ich denke, nächstes Jahr werden wir feststellen, dass schlichtweg nicht genug Strom vorhanden ist, um all diese Chips zu betreiben." Auch Blackstone-CEO Steve Schwarzman äußert Bedenken: "Es gibt einen Run auf kostenlose Flächen, um AI-Rechenzentren zu bauen, mit Investitionssummen, die erstaunlich sind. Ich habe so etwas noch nie gesehen."
Momentan gibt es weltweit über 8.000 Rechenzentren, wobei die USA ein Drittel, Europa ein Sechstel und China ein Zehntel davon beherbergen, laut der Internationalen Energieagentur (IEA). Die IEA schätzt, dass der Energieverbrauch dieser stromhungrigen Einrichtungen bis 2026 mehr als verdoppelt werden wird, auf über 1.000 Terawattstunden – etwa gleich dem jährlichen Stromverbrauch Japans. Der zusätzliche Stromverbrauch könnte zwischen 160 und 590 Terawattstunden liegen, was den Bau von zusätzlichen Kraftwerken entsprechend der Größe Schwedens oder das Anschließen eines zusätzlichen Deutschlands an das Netz erfordern würde – im besten oder schlimmsten Fall.
Heute verbrauchen Rechenzentren etwa 1,3 % der weltweiten Stromversorgung, was bis 2026 auf 3 % steigen könnte. Ein solcher Energieverbrauch würde die künstliche Intelligenz-Entwicklung zu einem der energiereichsten Industriezweige machen, auf Augenhöhe mit der traditionellen Schwerindustrie, wobei die Aluminiumproduktion etwa 4 % der Stromerzeugung ausmacht.
Irland am Rande von Stromausfällen
Bestimmte Regionen spüren bereits die Auswirkungen des industriellen AI-Wachstums. Zum Beispiel verbrauchen Rechenzentren in Irland etwa ein Fünftel des nationalen Stromverbrauchs, eine Zahl, die innerhalb der nächsten zwei Jahre auf ein Drittel steigen könnte. Darauf hat der lokale Stromnetzbetreiber die Verbindung neuer Rechenzentren im Dublin-Gebiet vorübergehend gestoppt.
Die niederländische Regierung hat seit Beginn des Jahres effektiv neue Hyper-Scale-Rechenzentren verboten, außer in wenigen Sonderfällen. Die physischen Auswirkungen der AI-Industrieentwicklung werden in den kommenden Jahren ein politisch umstrittenes Thema sein. Bewohner in Gebieten wie Ashburn, Virginia, und Amsterdam werden nicht erfreut sein, wenn plötzlich riesige Kühlhallen in ihren Nachbarschaften auftauchen. Auch der Energiehunger dieser neuen Technologie stellt eine Herausforderung für die Klimaziele von Tech-Unternehmen und Regierungen dar.
Es bleibt ungewiss, ob die Energiebedürfnisse von AI-Zentren in Zukunft gedeckt werden können und mit welcher Technologie. Während Amazon Web Services (AWS) langfristige Stromversorgungsverträge mit einem Windpark hat, um seine irischen Rechenzentren zu unterstützen, arbeitet das Unternehmen in Pennsylvania gegen die Energiewende, indem es ein Rechenzentrum in der Nähe eines Atomkraftwerks erweitert. Es gibt sogar Pläne für ein Rechenzentrum mit eigenem Mini-Reaktor in Schweden. Ob der AI-Boom ein Segen oder eine Bedrohung für die Energiewende wird, hängt von den Fortschritten intelligenter Chips für die künstliche Intelligenz ab. Die neueste Blackwell-Generation von Nvidia soll angeblich 25-mal weniger Strom verbrauchen.
Angesichts des proyectierten Energiebedarfsanstiegs durch die AI-Revolution hat die Kommission bereits eine Reihe von Empfehlungen zur Verwaltung des Energieverbrauchs von Rechenzentren vorgelegt, um eine nachhaltige Zukunft für die digitale Transformation zu gewährleisten.
Bis 2026 wird der weltweite Energieverbrauch durch Rechenzentren laut Internationaler Energieagentur mehr als verdoppelt. Daher ist es für Politiker und Tech-Unternehmen von entscheidender Bedeutung, eng zusammenzuarbeiten, um Strategien zu entwickeln, die den Energiebedarf von KI-Zentren decken, ohne die Klimaziele zu gefährden oder den Widerstand lokaler Gemeinden zu provozieren.
