Im KI-Wettlauf wird das Alter der Stromnetze deutlich

Die Stromnachfrage ist in den vergangenen beiden Jahrzehnten bemerkenswert stabil geblieben. Doch die Elektrifizierung der Wirtschaft und die intensivierte Verarbeitung in Rechenzentren treiben die Nachfrage in unerwartete Höhen (siehe Abbildung 1). In Irland verschlingen Rechenzentren bereits mehr als 22 % des gesamten Stromverbrauchs. Und dieser Anteil wird voraussichtlich in wenigen Jahren auf ein Drittel ansteigen.¹

In Asien plant Malaysia, die Datenkapazität bis 2026 zu verzehnfachen, um ein wichtiges digitales Zentrum zu werden, wodurch der Stromverbrauch um bis zu 128 % steigen wird.^2,3 Die IEA sagt voraus, dass die globalen Rechenzentren bis 2026 jährlich so viel Energie verbrauchen werden wie Japan als gesamtes Land. Nach Jahren des schrittweisen Wachstums wird der Strombedarf in Rechenzentren bis zum Ende des Jahrzehnts wohl jährlich um etwa 15 % steigen. ⁴

Versorger und Netzbetreiber sehen sich heute mit einer höheren Stromnachfrage konfrontiert und kämpfen gleichzeitig mit alternden und unberechenbaren Netzen (siehe Abbildung 2). Die Stromnetze in den Ländern weltweit müssen dringend erneuert werden, da sich die Stromerzeugung von planbaren Einheiten aus zentralen Kraftwerken auf intermittierende Einheiten aus dezentralen erneuerbaren Anlagen verlagert. Die meisten Verteilungsleitungen in den Industrieländern sind mehr als zwanzig Jahre alt.

Der wachsende Strombedarf verändert die Dynamik der Stromverbrauchstrends erheblich, was sich auf Rechenzentren und Stromversorgungsketten weltweit auswirkt. Große Technologieunternehmen versuchen fieberhaft, sich frühzeitig mit dem Potenzial der KI vertraut zu machen. Das bedeutet allerdings, dass mehr Rechenzentren mit hochmodernen GPU-Chips errichtet werden müssen, die bis zu fünfmal mehr Strom benötigen als CPU-Chips, die für die herkömmliche Verarbeitung in Rechenzentren eingesetzt werden.⁵

Mark Zuckerberg brachte das Problem auf den Punkt, als er sagte: „Strom, nicht Rechenleistung, wird der entscheidende Engpass für den KI-Fortschritt sein.“ Ein großes Problem im Zusammenhang mit dem erwarteten Zuwachs an Kapazität in Rechenzentren ist die Verfügbarkeit von Netzanschlüssen. Zu den wesentlichen Problemen gehören begrenzte Stromleitungen, Umspannwerke und Spannungswandler sowie Verzögerungen bei der Planung und Genehmigung. Die Vorlaufzeiten für Energieprojekte betragen in einigen Regionen Europas und der USA häufig über fünf Jahre.

Es handelt sich um einen Wettlauf um Strom. In einer kürzlich durchgeführten Studie von Morgan Stanley wurde deutlich, dass die Betreiber den Preis, den sie lokalen Betreibern für Strom zahlen würden, verdoppeln würden, um vor ihrer Konkurrenz Zugang zu erhalten. Diese Szenarien spielen sich weltweit ab, und der Druck nach Macht spiegelt sich in der prophetischen Analyse des CEO von NVIDIA* wider, dass viele Nationen darauf drängen werden, ihre eigenen „staatlichen“ KI-Systeme aufzubauen, um wettbewerbsfähig zu bleiben und Daten lokal zu verarbeiten.

Ziele zur Klimaneutralität verkomplizieren die Sache zusätzlich. Regierungen und Unternehmen haben sich zur Dekarbonisierung bis 2050 verpflichtet, was die Stromerzeugung auf CO₂-arme Energiequellen beschränkt. Solarenergie gilt als sauber und kann im Vergleich zu anderen Energiequellen schnell ausgebaut werden. Ein Solarpark kann in weniger als einem Jahr errichtet werden, während der Zeitaufwand für Kernkraftwerke 6 Jahre beträgt (siehe Abbildung 3).

Selbst wenn genügend Anlagen für erneuerbare Energien gebaut werden könnten, sind erneuerbare Energien aufgrund der Schwankungen in der Stromerzeugung und der Fragmentierung der Stromverteilung an abgelegenen Standorten nicht geeignet, um eine konstante Grundversorgung zu gewährleisten, die nicht nur für Rechenzentren, sondern für das gesamte Netz benötigt wird.

Infolgedessen kombinieren Versorger erneuerbare Energien mit der Erdgaserzeugung, um die langfristigen Ziele der Energiewende mit dem kurzfristigen Bedarf in Einklang zu bringen (siehe Abbildung 4). Die große Zahl von Projektanträgen für erneuerbare Energien, die sich in einem fortgeschrittenen Stadium der Anschlussstudien mit den Netzbetreibern befinden, zeugt vom starken Interesse der Entwickler. Auch wenn nicht all diese Projekte eine Anschlussgarantie haben, wird die hohe neue Kapazität jener, die angeschlossen werden, die Übertragungskapazität weiter belasten.

Wir sehen den kommenden KI-Wettlauf als einen mehrjährigen Trend mit breit angelegten Anlagemöglichkeiten in den Bereichen Industrie, Technologie, erneuerbare Energien und Versorger.
Anbieter von Stromnetzkomponenten gehören zu den ersten Segmenten, die positiv beeinflusst werden, da die jährlichen Investitionen in Stromnetze zwischen 2022 und 2032 voraussichtlich um 8 % CAGR steigen werden. Innerhalb dieser Gruppe sind Hersteller von Hochspannungskabeln eine der vielversprechendsten Branchen. Diese sogenannten „Verbindungsleitungen“ transportieren mit minimalen Verlusten Strom über große Entfernungen (auch zwischen Ländern). Sie sind außerdem besser geeignet, um Energie aus verschiedenen Quellen zu verwalten, was dazu beiträgt, die Synchronität zwischen verschiedenen Netzen aufrechtzuerhalten.

Die Energieeffizienz von Endgeräten ist ebenso eine wichtige Lösung. Die Kühlung erweist sich bereits jetzt als die größte Chance, Rechenzentren energieeffizienter zu gestalten. Die für KI verwendeten GPU-Chips sind hitzeintensiv und werden zu Zehntausenden in Hyperscalern untergebracht. Neuere flüssigkeitsbasierte Lösungen wie die direkte Chip-Kühlung (DTC) bieten im Vergleich zur herkömmlichen Luftkühlung enorme Energieeinsparungen.⁶

Und obwohl derzeit weniger als 25 % der Rechenzentren CO₂-arme Energie nutzen, macht der Druck der Regulierungsbehörden die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen zur Pflicht und treibt Investitionen in der gesamten Energiewertschöpfungskette voran. Und die größten Kunden von Rechenzentren – Amazon, Meta, Microsoft und Google* – gehen bereits mit gutem Beispiel voran. Sie alle haben für sich kurz- und langfristig ehrgeizige Klimaziele festgelegt, wodurch es nicht überrascht, dass sie auch die größten Abnehmer von erneuerbaren Energien bei Energieversorgern und Netzbetreibern sind.


* Die Strategie Smart Energy von Robeco ist weder in die aufgeführten Aktien investiert, noch sollten diese Referenzen als Empfehlungen zum Kauf, Verkauf oder Halten dieser oder anderer Wertpapiere betrachtet werden.