Der Energiehunger der KI: Strom, Standorte, Strategien (Folge #19)

Torge Achelpöhler: Willkommen zu generativ gedacht KI mit Sven und Torge. Ich freue mich auf eine neue Folge mit euch. Wir sprechen heute über den Energiebedarf von KI, wie es da so die nächsten Jahre weitergeht, was es an aktuellen Entwicklungen gibt und da haben wir jeden Fall spannende Insights gebracht, mitgebracht, aber nicht nur spannende Insights, sondern Sven haben wir natürlich auch wieder mit dabei. Hallo Sven!

Sven Hofmann: Hallo Torge, ja freut mich, wieder eine neue Podcast Folge aufzunehmen. Heute mit einem sicherlich auch sehr spannenden Thema Energiebedarf im Zug auf Rechenzentren für KI weltweit. Und zwar ist es ja so, dass KI Lösungen und KI Software, wie zum Beispiel auch unsere beliebten Large-Language-Modelle, ja in Rechenzentren entwickelt werden müssen und auch für die Nutzung dieser Modelle, Rechenzentren, erforderlich sind und Rechenzentren beheimaten viele Chips, viele Hardware-Installationen und Grafikkarten etc. und brauchen natürlich viel Energie und deshalb steigt der Energiebedarf gerade in den führenden Industrienationen, in denen die KI-Entwickler zu Hause sind massiv an. Wie sieht das Ganze denn in Zahlen aus, Tage?

Torge Achelpöhler: Wir haben ja schon mal über Entwicklungen gesprochen und da steht jetzt so eine Zahl im Raum, dass allein in diesem Jahr wollen die großen KI-Anbieter, also KI und Data Center-Anbieter, 800 Milliarden investieren. Also so zum Vergleich, das Sondervermögen für die Bundeswehr sind 500 Milliarden über fünf Jahre verteilt. Da kann man sich ungefähr vorstellen, was das jetzt Investment ist. sind dann nur so, ich glaube, sechs Unternehmen, die diese Summe da investieren. Und das ist ja also einfach ein Rieseninvestment und da steckt aber natürlich ein Riesenratenschwanz dahinter, weil es ist ja nicht so, dass ich jetzt, wenn ich mir heute überlege, ich möchte morgen ein Data Center haben, dass das dann direkt funktioniert, sondern ich brauche entsprechend Strom. Das heißt, das Stromnetz muss auch ausgebaut werden. Ich muss dieses Data Center auch bauen, also das ist alles nicht von heute auf morgen getan. Und diese massiven Investments führen natürlich dazu, dass in ein paar Jahren da deutlich mehr Kapazität vorhanden ist, die aber ja voraussichtlich auch gebraucht wird. Und da hast du, glaube ich, ganz gute Zahlen, wie das in ein paar Jahren so aussehen soll.

Sven Hofmann: Ja, wir haben uns ein paar Zahlen von der Internationalen Energieagentur angeschaut, die die ganze Entwicklung im Bereich Energiebetar für Rechenzentren mal sich angeschaut hat und hochgerechnet hat bis ins Jahr 2030. Das ist jetzt gar nicht mehr so lange hin, grob vier Jahre, nicht ganz. Und wenn man vergleicht, dass im Jahr 2024 die weltweiten Rechenzentren 415 Terawattstunden verbraucht haben. und das sind ungefähr 1,5 Prozent des globalen Stromverbrauchs, das klingt ja relativ überschaubar wenig, sollen diese im Jahr 2030 rund 950 Terawattstunden verbrauchen. Also mehr als das Doppelte von heute, also von 2024. Die Zahl kann man sich jetzt schlecht vorstellen, was den Energieverbrauch angeht. Jedoch, das gesamte Land Japan braucht ungefähr im Jahr 950 Terawattstunden heute. Das bedeutet, dass wir im Jahr 2030, wenn denn alles so gebaut würde, einen Energieverbrauch haben, der vierte größte Industrie der Welt, nur für Data Center, für AI. Und das ist natürlich schon ein entscheidend massiv großer Verbrauch nur für Rechenzentren. Und genau da, wie gesagt, das ist weltweit gesprochen. Jedoch genau da, wie du bereits erwähnt hast, liegt auch die große Herausforderung. Und dann auch die Frage, ist das denn realistisch, dass das kommen kann? Denn die Kapazitäten der Stromerzeugung sowie auch der Strom des Stromtransportes und der Weiterleitung, die können ja wahrscheinlich innerhalb von drei bis vier Jahren nicht ⁓ mehr als das Doppelte ausgebaut werden. Weil dann hätten wir ja die theoretisch fünftgrößte Industrienation, was den Stromverbrauch angeht, in 2030 nur für die Rechenzentren. Zum Vergleich nur, ja... so ein KI-Rack, den man heute im Server-Schrank hat, der braucht ungefähr 17 kW, grob gerechnet. Es gibt neue Racks, die man verbauen kann, also Server-Schränke, die können bis zu 50 kW Strombedarf haben. Und da kann man natürlich auf gleichem Platz deutlich mehr Leistung bauen, jedoch braucht man natürlich auch mehr als das zweieinhalbfache an Energie für den gleichen Platz. Und da stellt sich dann die Frage, wo sollten das alles herkommen? Und da muss man sicherlich auch etwas bauen. Wie sieht es denn da aus,

Torge Achelpöhler: Genau, der Bedarf ist ja so groß, dass die Unternehmen da schauen, wie können sie jetzt möglichst schnell auch Kapazität ans Netz bringen oder Data Center aufbauen und ans Netz bringen. Und das sieht in den USA aktuell so aus. Da ist zum Beispiel das Data Center Colossus 1, das gehört zur Firma SpaceX von Elon Musk. Das ist jetzt in Betrieb genommen worden vor, ich glaube, ein paar Monate ist schon her und das wurde komplett mit Gaskraftwerken. oder wird damit betrieben. Das heißt, das ist nicht vom lokalen Netz abhängig, das ist gar nicht ans Netz angeschlossen, weil das wahrscheinlich auch gar nicht gehen würde, weil das Netz das gar nicht aushält, wenn da auf einmal so ein riesen Stromverbraucher mit am Netz hängt. Deswegen ist die aktuelle Strategie, diese Data Center dann mit diesen Gaskraftwerken zu betreiben. Das hat auch wieder natürlich massive Folgen. Also einmal ist das umwelttechnisch jetzt

Sven Hofmann: Ja.

Torge Achelpöhler: mittelschön so ein Gaskraftwerk zu nutzen als Energiequelle. Weil der Bedarf aber auch so hoch ist, sind Hersteller von Gaskraftwerken Siemens Energy ist da mein ich dabei, Caterpillar und noch ein paar weitere. Wer da Aktien hat, herzlichen Glückwunsch, weil die sind auf Jahre ausgebucht und haben aber auch gesagt, dass sie das Angebot oder die Herstellung der Gaskraftwerke nicht erhöhen werden. weil das ja ein vorübergehender Bedarf ist. Also sobald wir neue Atomkraftwerke haben oder andere Energiequellen, Kraftwerke, auch ohne Atom, werden diese Gaskraftwerke ja nicht mehr benötigt. Das heißt, auch da ist man gerade in so einem Limit drin, kann eben nur das an Gaskraftwerken abkaufen, was gerade gebaut wird. Genau, und die sind auf Jahre ausgebucht. Und was das aber dann natürlich auch zur Folge hat, ist, dass bei Data Centern, die schon am Netz sind und jetzt aber deutlich mehr Nachfrage haben, also mehr Stromverbrauch, sorgen dafür, dass die Strompreise auch steigen. Also das finden, das ist vor allem in den USA ein Thema, dass da einfach in manchen Kommunen die Strompreise drastisch gestiegen sind und die Leute jetzt auch sagen, naja, also Wir profitieren irgendwie sehr wenig von diesem ganzen KI-Wachstum. Im Zweifel werden wir sogar unseren Job los, ist da natürlich die Angst. Und jetzt steigen auch noch, also wir müssen unseren Strom teurer einkaufen, weil andere Geld verdienen. Das heißt, aus der Richtung wird da der Protest auch immer größer. Es gibt auch so Zahlen, dass die Projekte, Datacenter-Projekte, dass da bis zu 70 Prozent gerade dagegen protestiert werden oder die in ...

Sven Hofmann: Mhm.

Torge Achelpöhler: irgendeiner Schleife drin hängen und nicht gebaut werden können oder es nicht weiter geht mit dem Genehmigungsverfahren, weil der Widerstand da so groß ist. Nachvollziehbar. Also es ist auch eine Geräuschbelastung. Das Grundwasser, also man braucht auch sehr viel Wasser ⁓ diese Data Center zu betreiben. heißt der Grundwasserspiegel sinkt. Das hat echt massive Auswirkungen und das wird auch die nächsten Jahre so weitergehen. Wie sieht es denn aus, wenn wir mal schauen Richtung Energiequellen? Was haben wir dafür? Optionen, Sven?

Sven Hofmann: Ja, da gibt es noch eine weitere Option und zwar so eine Art Renaissance der Kernkraft sieht man da jetzt immer wieder verstärkt in den USA natürlich auch. Also beispielsweise, da gibt es ja das Kraftwerk in Three Mile Island in Pennsylvania. Es wurde 2019 schon stillgelegt, das hat jetzt Microsoft übernommen und soll reaktiviert werden. Bis 2027 soll das wieder ans Netz kommen, also relativ frühzeitig. aus heutiger Sicht und das soll ungefähr 835 Megawatt Strom liefern. Three Mile Island hat jetzt nicht so ganz die rühmliche Geschichte eines sehr zuverlässigen AKWs gehabt, jedoch gibt es da mehrere Blöcke, die natürlich scheinbar sauber laufen und die sollen wieder ans Netz. Google hat sich eingekauft mit 500 Megawatt beim sogenannten SMR-Anbieter, also ein Small und Modulareaktor, also das sind kleine AKWs. Und auch Amazon investiert hier in einen Entwickler für diese kleinen modularen Reaktoren. sind kompakte Kernkraftwerke, neuestes Bauart sozusagen. Die können viel näher am Ort des Verbrauchs gebaut werden, viel schneller gebaut werden als ein großes AKW. Haben natürlich dann trotzdem weniger Leistung, aber im Vergleich zu... zur Zeit zur Bauzeit eines Standard-AKWs mit einer Leistung von ungefähr einem Gigawatt oder zwei Gigawatt pro Block ist natürlich da die Bauzeit mit ein bis zwei Jahren wahrscheinlich ungefähr im Rendezvous deutlich geringer. Und das wird wahrscheinlich auch zumindest jetzt in diesem Bereich in den USA eine der Lösungsansätze sein, diese Energie Nachfrage zu befrieden. Und es gibt auch in Europa einige Staaten, die jetzt ein bisschen abgerückt sind, von ihrer Strategie, Nuklearenergie nicht mehr zuzubauen. Dazu gehören zum Beispiel Tschechien oder auch Schweden, die sich offen gegenüber zeigen. Auch Frankreich. Frankreich ist ja nach wie vor eine der Nationen mit meisten Stromproduktionen aus Nuklear gewesen, im Vergleich gesehen. Die zeigen sich aktuell aber trotzdem wieder sehr offen, Kapazitäten weiter zu erweitern. Wie in Deutschland ist es aktuell kein Thema. Es Wiedereinstieg nicht diskutiert aktiv. Ich sehe das momentan auch sehr schwer, weil wir unsere Ressourcen ja komplett abgebaut haben. Nicht nur abgeschaltet, sondern auch abgebaut. Somit ist das wahrscheinlich in Deutschland kein Thema mehr. Und was dem in Europa auch noch bisschen entgegensteht, ist, dass laut EU ... AI-Act müssen die Rechenzentrenbetreiber in Europa nachweisen, wo der Strom herkommt, aus welchen Quellen sie den Strom für ihre Rechenzentren bedienen wollen. Und der muss ab dem Jahr 2008, grob gesehen, aus erneuerbaren Energie kommen. Das ist ein Punkt. Da kann man vielleicht auch noch sagen, es gibt auch das Thema, dass einige... Hyperscaler wie zum Beispiel OpenAI ihre Investitionen in Europa, speziell hier Norwegen und so weiter, erst mal auf Eis gelegt haben wegen Energieengpässen und nicht möglichen Zubau von neuen Energieversorgungskapazitäten sozusagen. da gibt es natürlich das Für und Wider. Zum einen ist Atomkraft an der Stelle auch so wie Gaskraftwerke grundlastfähiger Strom und damit für einen Dauerbetrieb natürlich perfekt geeignet. Auf der anderen Seite sind die Kapazitäten derzeit nicht verfügbar. Was wir sehen, ist, dass es schon eine gewisse Renaissance des Nuklearstromerzeugung geben wird in bestimmten Ländern. Da bin ich relativ sicher, weil das die am einfachsten umzusetzende Energieform ist, man in die große Dimension denkt. Sagen wir mal, nicht volatil wie erneuerbare Energien. Genau. Ja.

Torge Achelpöhler: Hm. Ja. Da gibt es ja eine Ausnahme bei den Erneuerbaren. Das ist China, die ja wirklich massive Kapazitäten ausbauen. Ich meine es sind über 300, 400 Gigawatt jedes Jahr, die die ans Netz bringen. Also ein Vielfaches von dem, was die USA zum Beispiel ans Netz bringen. Die haben natürlich den Vorteil, wenn sie sagen, hier wird jetzt das und das gemacht, dann wird das gemacht.

Sven Hofmann: Mhm.

Torge Achelpöhler: Die Genehmigungsverfahren sind da wahrscheinlich ein wenig schneller. Die haben natürlich die Herausforderung, dass sie die Energie relativ weit dann transportieren müssen. Also sehr großes Land. Das Data Center steht im Zweifel nicht da, wo die Energie hergestellt wird. Entsprechend haben die da eine große Herausforderung.

Sven Hofmann: Ja. Absolut, absolut. Jedoch haben uns die letzten Jahre und Jahrzehnte gezeigt, dass sie damit auch umgehen in der einen oder anderen Weise, ⁓ eben hier die Spitzenpositionen anzugreifen, die derzeit wahrscheinlich von der Kapazität allein die USA inne hat. Also die USA hat aktuell ungefähr 45 Prozent der weltweiten Rechenkapazität im Betrieb. China folgt mit 25 Prozent. Also zwei Staaten allein haben 65 Prozent der weltweiten Rechenkapazität im Moment unter sich aufgeteilt. Berücksichtigt man dann die Regularien, in Europa dagegen stehen, dass beispielsweise viele Länder oder auch Gemeinden, Städte und Bundesländer Moratorien für neue Stromanschlüsse für Rechenzentren erlegt haben. Zum zweiten Dokumentationspflichten sind, wo der Strom herkommt für die Betreiber. Drittens, der Strom dafür nur aus erneuerbaren Energien kommen soll, die in Europa vom Ausbau her eher zurückhängen. Dann kann man sich ausrechnen, wo in Zukunft die Rechenzentren betrieben werden können. Kurzer Verweis noch, auch Indien ist wahrscheinlich auch einer der kommenden Player in diesem Markt, die natürlich ihre Kapazitäten massiv ausbauen. Allein die KI-Konferenz im Februar in Indien hat gezeigt, da alle Vertreter der großen Hyperscaler... Open AI, Anthropic, Google, Meta und Microsoft anwesend waren und dort ganz stark investieren werden, dass auch dort so eine Art zweites Silicon Valley in Indien entstehen wird. Und dann ist das auch eine Nation, die aktuell wahrscheinlich sogar die meisten Einwohner der Welt hat. Ich glaube, die überholen gerade China, grob gerechnet. Wird da ein neuer Player sogar noch auf den Plan treten.

Torge Achelpöhler: Eine letzte Region, die wir jetzt mit Zahlen nicht auf dem Zettel haben, aber der mittleren Nahosten. Die größten Staaten haben natürlich auch ganz gute Kapazitäten schon aufgebaut an Erneuerbaren. Werden das wahrscheinlich auch noch weiter steigern. Ist gerade geopolitisch natürlich ein bisschen schwieriger unter den aktuellen Umständen. Könnte natürlich sein, dass sich das in den nächsten Jahren wieder... beruhigt und man da dann auch auf Kapazitäten zurückgreifen kann, ist aber natürlich nichts im Vergleich zu dem was China und die USA und Indien da gerade aufgebaut haben. Also die folgen dann darauf und irgendwann dann kommt Europa.

Sven Hofmann: So ist es. Es ist ein Ausblick, der natürlich dann die Frage aufwirft, schaffen, dass die aktuell bereits führenden Länder ihren Stromverbrauch entsprechend entweder anzupassen bzw. die Produktionskapazität entsprechend erweitern zu können, so wie es die internationale Energieagentur voraussieht. Meines Erachtens momentan ist das ein sehr großes Fragezeichen. Zum anderen ist es jedoch so, dass viele andere Regionen momentan auch überhaupt nicht in der Position sind, die bereits bestehen, Kapazität der anderen aufzuholen in irgendeiner Form. Das muss man einfach berücksichtigen. Insbesondere glaube ich schon, dass es für Europa extrem wichtig wäre, wenn man denn immer von Autonomie spricht, dann auch die entsprechende Infrastruktur zur Verfügung zu stellen. Und da fehlt es meines Erachtens im Moment komplett an einer umsetzbaren Strategie.

Torge Achelpöhler: Das ist dann der nächste Flaschenhals. Wir reden immer von technologischer Selbstständigkeit hier in Europa und Unabhängigkeit, was die Sprachmodelle und so weiter angeht. Aber das ist ja nur ein Baustein. Man braucht dann auch noch die Data Center und die Energie. Das muss man immer mitdenken.

Sven Hofmann: Genau. Richtig. Richtig. Ja, sehr schön. War jetzt leider Gottes wieder ein erwartetes Wort zum Ende dieser Folge, würde ich sagen, wenn man jetzt wieder unseren Kontinent Europa im Kontext zu allen anderen Kontinenten oder großen Playern auf der Welt sieht. Wir möchten aber einfach nur darauf hinweisen, wie aktuell die Lage und die Situation ist in der globalen Markt für Rechenzentren und auch des Stromverbrauchs, wie es sich entwickeln könnte und wo die Herausforderungen liegen.

Torge Achelpöhler: Absolut. Damit haben wir einen Überblick zum Thema Energie Lasst ein Like und ein Abo da, ihr Lust habt, wenn es euch gefallen hat. Wir freuen uns über Kommentare. Wenn ihr Fragen habt, schreibt uns. Ansonsten wünsche ich euch noch einen ganz tollen Tag und wir hören uns in der nächsten Folge. Bis ganz bald. Ciao, ciao.

Sven Hofmann: Auch von mir noch einen schönen Tag. Ich hoffe, Podcast-Folge hat euch gefallen. Bis zur nächsten Folge. Ciao!