Intelligente Infrastruktur nötig Stromhungrige KI: Folgen für Investitionen in die Energiewende
Unsere Prognosen für den KI-Rechenbedarf liegen wesentlich höher als der Konsens. Sie deuten auf ein Wachstum des KI-Marktes um jährlich durchschnittlich 50 Prozent auf 500 Milliarden US-Dollar bis 2028 hin.
Grafik 1: Strombedarf von KI-Datenzentren (in MW)
Der Anteil von Rechenzentren (für KI und Nicht-KI) am gesamten jährlichen Stromverbrauch in den USA könnte bereits im Jahr 2028 bis auf 17,5 Prozent steigen. Konkret könnte der Energiebedarf von US-Rechenzentren von 211 TWh im Jahr 2023 auf über 800 TWh im Jahr 2028 steigen.
Strombedarf: Welche Optionen es für Rechenzentrenbetreiber gibt
1) Nutzung bestehender Stromerzeugungsquellen: Die Vereinbarung von Amazon Web Services mit Talen Energy verdeutlicht das Potenzial von Kernkraftwerken, und auch bei Gaskraftwerken gibt es ähnliche Möglichkeiten. Sie könnten auf der Grundlage unserer aktuellen Nachfrageprognose den Strombedarf zunächst bis 2027 decken. Die Bereitschaft der Kunden, Ausfallrisiken einzugehen, und die Einhaltung von Dekarbonisierungszielen werden dabei eine wichtige Rolle spielen.
2) Der Strombedarf kann mit Projekten gedeckt werden, die bereit für die Netzeinspeisung sind: Angesichts der steigenden Zahl von Projekten in der Pipeline (die auf Übertragungsanlagen oder Upgrades warten, bevor sie an das Netz angeschlossen werden können) stehen die Herausforderungen bei der Zusammenschaltung der Übertragungsnetze im Mittelpunkt. Bis Ende 2023 warteten etwa 2.600 GW an Stromkapazitäten auf den Netzanschluss – ein Volumen, das die gesamte installierte Leistung des Kraftwerksparks der USA übertrifft. Davon entfallen 95 Prozent auf Projekte aus dem Bereich der erneuerbaren Energien.
Wir sehen ermutigende regulatorische Bemühungen zur Verbesserung des Netzanschlussverfahrens. So schreibt die Verordnung 2023 der Federal Energy Regulatory Commission (FERC) vor, dass Projekte gebündelt geprüft werden. Gegen Übertragungsnetzbetreiber, die ihre Dokumentation in Genehmigungsverfahren nicht rechtzeitig abschließen, werden Strafen verhängt. Darüber hinaus hat das Energieministerium (Department of Energy, DOE) im April 2024 einen Fahrplan herausgegeben, der darauf abzielt, die Zusammenschaltungsprozesse zu verbessern und entsprechende neue Fast-Track-Optionen zu schaffen.
Unter relativ konservativen Annahmen gehen wir davon aus, dass in den nächsten fünf Jahren durch Kapazitätserweiterungen zusätzliche Energie zur Verfügung stehen könnte.
3) Verbesserungen der Netzeffizienz: Die Verbesserung der Netzeffizienz durch Digitalisierung und Automatisierung kann zu einer höheren Netzauslastung führen. Unsere Analyse deutet darauf hin, dass mit den bestehenden Erzeugungsquellen die Probleme bei der Zusammenschaltung der Übertragungsnetze behoben werden könnten. Aber selbst wenn diese Möglichkeiten nicht zum Einsatz kommen, wird unserer Einschätzung nach in den USA bis 2028 ausreichend Strom zur Verfügung stehen.
Mehr Strom könnte verfügbar werden, wenn:
- die Zusammenschaltungsverfahren verbessert und mehr Kapazität aufgebaut wird
- mehr Netzkapazität für Rechenzentren und andere Endverbraucher zur Verfügung steht
- Technologie die Effizienz steigert.