STUDIE
Die Zukunft der Stromversorgung für US-Rechenzentren
10 Minuten Lesezeit
6 März 2025
In Kürze
- Das unglaubliche Wachstum des Rechenzentrumsmarktes verändert die Energiebranche und setzt Stromanbieter unter Druck, mit der Nachfrage Schritt zu halten.
- Erneuerbare Energien alleine wird die steigende Nachfrage nicht decken können und andere Energieversorgungsoptionen, wie Atomenergie und Erdgas, müssen hinzugefügt werden.
- Stromanbieter können neue kurz-, mittel- und langfristige Maßnahmen ergreifen, um mögliche Infrastrukturengpässe zu überwinden sowie die Zukunft von Technologie und das eigene Wachstum positiv zu beeinflussen.
Mit dem Energiebedarf von Rechenzentren Schritt halten
Auf dem Markt für Rechenzentren gab es in den letzten Jahren ein rasches Wachstum – Tendenz steigend. Befeuert von Fortschritten in der generativen KI und Technologie übt dieses Wachstum erheblichen Druck auf Stromversorger aus, entsprechend zuverlässige und konsistente Stromversorgung für Rechenzentren zu gewährleisten. Und obwohl erneuerbare Energiequellen die bevorzugte Wahl sind, können sie allein den wachsenden Energiebedarf noch nicht decken. Kunden suchen deshalb jetzt nach weiteren Alternativen zu herkömmlichen Energiequellen für Rechenzentren.
In Kürze: Große Veränderungen stehen an und jetzt ist es an der Zeit sich weiterzuentwickeln.
Beispielloses Wachstum und unvorhergesehene Herausforderungen
Die wichtigsten Faktoren, weshalb die Nachfrage nach oben schnellt, sind die schnelle Einführung von KI und Cloud, die Zunahme von Verbraucherdatendiensten und die Weiterentwicklung der Computertechnologie.
16–23 %
der gesamte US-amerikanischen Elektrizität könnte bis 2033 allein von verbraucht werden.1
Allein 2023 verbrauchten US-Rechenzentren 176 Terrawattstunden (TWh) an Elektrizität. Dieser Verbrauch könnte bis 2030 auf Werte zwischen 413 und 509 TWh ansteigen.2 Dieser starke Verbrauchsanstieg lässt sich hauptsächlich auf Rechenzentren zurückführen, die in der Lage sind, fortschrittliche KI aufzunehmen, die vermutlich für 70 Prozent des Gesamtnachfrageschubs verantwortlich ist, von denen generative KI bis 2030 ca. 40 Prozent beiträgt.3
Engpässe und Geschäftsaktivitäten in Einklang bringen
Rechenzentren entwickelten sich an Standorten, die verschiedene Vorteile bieten. Rechenzentrumsbetreiber suchen bei der Suche nach Standorten in der Regel nach so vielen günstigen Eigenschaften wie möglich. Das reicht von wirtschaftlichen Anreizen über die Verfügbarkeit von Fläche bis hin zu zuverlässigen Versorgungsanschlüssen und stabiler Glasfaseranbindung. Jedoch sind aus geografischer Sicht der Rechenzentrumsstandorte einige Regionen komplett überlastet und andere nicht ausgelastet.
80 %
des Stromverbrauchs von Rechenzentren in den USA konzentrierte sich 2023 auf nur 15 Bundesstaaten.4
Stromanbieter müssen maßgeschneiderte Strategien umsetzen, einschließlich lokaler Netzverbesserungen, um die regional steigende Nachfrage zu erfüllen und gleichzeitig die Energiezulieferung im gesamten Land angemessen zu gewährleisten.
Erneuerbare Quellen wie Wind und Solar sind für langfristige Nachhaltigkeitsziele von zentraler Bedeutung. Sie liefern jedoch nur schrittweise Strom und benötigen fortschrittlichere Energiespeicher, um damit vollumfänglich auch Rechenzentren mit ihren hohen Bedarfen bedienen zu können. Erdgas und Kernenergie können zusammen mit anderen Möglichkeiten, wie Geothermie und Bioenergie dazu beitragen, eine stabile und saubere Energieversorgung zu gewährleisten. Fossile Brennstoffe werden sonst die Lücke füllen müssen, die in den kommenden Jahren mit steigender Nachfrage zunehmen wird.
Zukunftstrends und Prognosen
Unsere aufbauende Analyse mehrerer Wachstumsszenarien ergab, dass selbst in den Szenarien mit dem niedrigsten Wachstum der Energiebedarf von Rechenzentren nicht allein durch Effizienzsteigerungen bewältigt werden kann. Mehrere unvorhersehbare Faktoren wirken sich auf die Nachfrage aus:
- Steigender Bedarf der Datenverarbeitung für Rechenprozesse im KI-, Edge- und Quantum-Bereich gewinnen neben dem Mining von Kryptowährung an Fahrt.
- Zunehmende Nachhaltigkeitsbedenken aufgrund strengerer Vorschriften, lassen die Nachfrage nach Direktinvestitionen in erneuerbare Energien und andere Faktoren ansteigen.
- Unterbrechungen der Lieferkette aufgrund geopolitischer Spannungen und Ressourcenengpässe, belasten das Wachstum von Rechenzentren zusehends.
- Die technologischen Entwicklungen auf der Nachfrage und Angebotsseite werden steigen, deshalb benötigen zukünftige Technologieplattformen mehr Möglichkeiten, die es Anbietern ermöglichen, bei Bedarf zwischen verschiedenen Energiequellen zu wechseln.
- Ein weltweiter Mangel an Talenten für Bereiche von Infrastrukturaufbau über Betrieb bis hin zu Nachhaltigkeit könnte das Wachstum des Sektors bremsen.
Unsere Empfehlungen: Taktische Szenarien und Planung
Jetzt ist Zeit für Maßnahmen. Indem sie unsere kurz-, mittel- und langfristigen Empfehlungen als taktische Szenarien nutzen, können Stromanbieter ihre Herausforderungen bewältigen.
Kurzfristige Empfehlungen
Mit den folgenden Maßnahmen können Stromanbieter beginnen, unmittelbare Herausforderungen zu bewältigen:
Die Nutzung von KI und maschinellem Lernen wird die Reaktion auf eine Nachfrage verbessern: durch automatisierte Lastenverteilung in Echtzeit, Prognosen zum Energiebedarf und personalisierte Antworten.
Durch die Zusammenarbeit mit Hyperscalern, verstehen diese, wie nützlich langfristige Planung ist. Finden Sie Standorte mit passender Infrastruktur und Ressourcen wie Strom, Glasfaser, Wasser und Kühlung sowie potentielle Standorte für die Integration erneuerbarer Energien.
Verbessern Sie die Verbindungsfristen, indem Sie Prozesse für den Anschluss von Rechenzentren mit dem Stromnetz vereinfachen, Regulierungsmöglichkeiten durch Zusammenarbeit fördern und wirtschaftliche Strategien durch wirtschaftliche Anreize stärken, die nachhaltige Maßnahmen fördern.
Mittelfristige Empfehlungen
Die folgenden Maßnahmen benötigen mehr Zeit bei der Entwicklung, doch sind entscheidend zur Deckung der wachsenden Nachfrage:
Optimieren Sie vorhandene Kraftwerke, diversifizieren und investieren Sie weiterhin in Lösungen für saubere und erneuerbare Energie sowie in Speicher, um die durchgehende Versorgung und modulare, skalierbare Kapazität für zukünftige Bedarfe zu gewährleisten.
Verbessern Sie die Netzkapazität und -widerstandsfähigkeit durch Optimierung der aktuellen Infrastruktur, Beschleunigung der Modernisierung mit intelligenten Technologien und Zuweisung von Investitionskosten für umfassende Upgrades, um größere Energielasten zu tragen und Engpässe zu vermeiden.
Stellen Sie maßgeschneiderter Dienstleistungen mit Mehrwert zur Verfügung, wo wenig Wachstum ist und erweitern Sie den Mix mit bedarfsangepassten grünen Energielösungen bei steigender Nachfrage. Führen Sie Echtzeit-Energiemanagementlösungen ein, wo starkes Wachstum stattfindet, um eine zuverlässige, bedarfsgerechte Stromversorgung zu ermöglichen.
Optimieren Sie Prozesse, um Verzögerungen zu verringern, Partnerschaften mit lokalen Regierungen und Anteilseignern zu stärken und finanzielle Anreize auszuweiten, um erneuerbare Energien, Energieeffizienz und nachhaltige Infrastruktur zu fördern.
Langfristige Empfehlungen für überlastete Regionen
Die folgenden langfristigen Empfehlungen gelten für überlastete Regionen, in denen aufgrund des hohen Energiebedarfs deutliche Engpässe auftreten:
Beziehen Sie fortschrittliche Plattformen und Lieferinfrastruktur mit ein, verbessern Sie die Netzflexibilität, integrieren Sie kabellose Alternativen und nutzen Sie KI-Bedarfsprognosen und -Netztechnologien, um die Ressourcenverteilung zu optimieren, die Zuverlässigkeit zu verbessern und die Anforderungen zu erfüllen.
Berücksichtigen Sie das durch Rechenzentren getriebene Wachstum des Strombedarfs, technologische Umwälzungen und regulatorische Herausforderungen, während Sie erneuerbare Energien und skalierbare Lösungen wie SMRs durch einen agilen, inkrementellen Investitionsansatz integrieren.
Bieten Sie maßgeschneiderte Preisgestaltung und langfristige Verträge an, um eine gerechte Kostenverteilung zu gewährleisten. Vermeiden Sie Zinserhöhungen für Kunden außerhalb des Rechenzentrums und verbessern Sie die finanzielle Nachhaltigkeit durch gemeinsame Investitionen in erneuerbare Energien mit Rechenzentrumsbetreibern.
Setzen Sie Ihren Schwerpunkt auf vorausschauende Infrastrukturplanung, Zusammenarbeit zwischen Stromanbietern, Rechenzentren und Aufsichtsbehörden und den Einsatz für dauerhafte wirtschaftliche Anreize, um langfristige Investitionen zu ermöglichen und ein nachhaltiges Wachstum zu fördern.
Langfristige Empfehlungen für unerschlossene Regionen
Stromanbieter in unerschlossenen Regionen mit wenigen Rechenzentren sollten diese zusätzlichen Maßnahmen ebenfalls in Betracht ziehen.
Entdecken Sie Möglichkeiten, zuverlässige Energieversorgungsmethoden wie Erdgas anzubieten, bis erneuerbare Energien eine emissionsfreie Leistung erreichen können. Konzentrieren Sie sich auf stabile Tarifmodelle und einen zuverlässigen Rund-um-die-Uhr-Service, um vorhersehbare Betriebskosten für Rechenzentren zu gewährleisten.
Preisen Sie die geografischen Vorteile der Dienstleistungsregionen an – bezahlbare Flächen, niedriges FEMA-Risiko (Federal Emergency Management Agency), Nähe zu wichtigen Netzwerkknotenpunkten, Kühlwasserquellen – um Betreiber von Rechenzentren anzuziehen, die optimale Standorte für den Betrieb suchen.
Bewerten Sie Möglichkeiten zur Zusammenarbeit mit Rechenzentren und Kunden mit hohem Verbrauch. Arbeiten Sie gemeinsam mit anderen an der Entwicklung eines zuverlässigen Energienetzes mit zusätzliche Einspeiseleitungen, hochmodernen Übertragungseinrichtungen sowie Daten- und Glasfaser-Verbindungen der Telekommunikationsversorger.
Der Weg nach vorne
Stromanbieter müssen tiefere Einblicke in das potenzielle Wachstum von Rechenzentren und die erheblichen Auswirkungen auf den Strombedarf erhalten. Fortschrittliche Analyse- und Prognosetools können datengestützte Erkenntnisse liefern, zukünftige Energieanforderungen vorhersagen und potenzielle Engpässe identifizieren, um eine vorausschauende Planung und kosteneffektive Lösungen zu ermöglichen. Indem man diese Tools und Dienstleistungen mit einer stabilen Zusammenarbeit der Anteilseigner kombiniert, kann die Entwicklung einer nachhaltigen und belastbaren Infrastruktur beschleunigt werden. Sie wird dafür sorgen, dass der Energiebedarf wachsender Rechenzentren gedeckt wird und gleichzeitig das Wachstum der Stromanbieter gewährleisten.
Quellangaben:
1 Analyse von Accenture.
2 Forschungsmodell von Accenture.
3 Dmytro Konovalov, „Weltweiter Märkte-Scan: Rechenzentren im KI-Zeitalter, ein weltweiter Investment-Anstieg“ Daily Commercial News, 24. Dezember 2024: D1, Factiva, Inc. Alle Rechte vorbehalten.
4 Intelligenz mit Strom versorgen: Analyse des Energieverbrauchs von künstlicher Intelligenz und Rechenzentren, EPRI, 24. Mai 2024, wie berichtet in „Studie schätzt, dass bis 2030 Rechenzentren 9 % der US-Energieproduktion verbrauchen“, Market Intelligence News, 29. Mai 2024: D1, Factiva, Inc. Alle Rechte vorbehalten.