Stromverbrauch von Rechenzentren - und KI-Zentren

Es ist keine Überraschung, dass Prognosen immer unsicherer werden, sobald sie lang- oder mittelfristig ausgerichtet sind. Auch gibt es Unterschiede zwischen Analyseinstituten.

IEA - Analysen haben überwiegend eine hohe Trefferquote, was mich auch zu dieser kompakten Zusammenfassung gebrscht hat.

Aktueller Strombedarf für Rechenzentren und KI

Im vergangenen Jahr wurden 485 TWh und damit etwa 1,5 % der weltweiten Stromproduktion für die Stromversorgung von Rechenzentren verwendet.

Allerdings sind Rechenzentren nicht nur auf KI ausgerichtet. Ihre Standorte enthalten die Server und die IT-Infrastruktur hinter all unseren digitalen Diensten. Das beinhaltet alle sozialen Medien, aber auch unser Netflix-Streaming, unsere Nutzung von Kartenservern, unser Online-Banking und unserd Nachrichten mit Freunden über Messenger-Dienste.

Spezielle KI-Rechenzentren sind Einrichtungen, die nur für den Betrieb von KI-Modellen verantwortlich sind. Die Unterscheidung zwischen den beiden ist nicht immer eindeutig.

Nicht-KI-Rechenzentren verbrauchten im vergangenen Jahr mehr als doppelt so viel Strom wie KI-orientierte. Damit kann davon ausgegangen werden, dass KI-Zentren im Jahr 2025 etwa 0,5 % des weltweiten Stroms.

Allerdings ist der Betriebsstrom der Rechneranlagen nur ein Teil des gesamten Energieverbrauchs. Dafür verbrauchten Rechenzentren weniger als 0,5 % der Endenergie und KI in etwas mehr als 0,2 %.

Verdoppelung bis 2030

Der Großteil des Wachstums beim Neuaufbau Rechenzentren wird allerdings aus KI-orientierten Betrieben stammen. Im Basisszenario der IEA wachsen Rechenzentren im Jahr 2030 auf 3 % der weltweiten Stromerzeugung.

Reine KI-Zentren verwenden demnach im Jahr 2030 in etwa die gleiche Strommenge wie Nicht-KI-Zentren.

Nachfrage nach Rechenzentren ist stark US-zentriert

Zunächst erscheinen die 1,5 % des weltweiten Stroms als keine bedeutende Größe. Eine regionale Betrachtung ändert das Bild, denn in manchen Ländern ist dieser Anteil deutlich höher.

So liegt laut dem IEA-Bericht der Anteil des Stromverbrauchs für Rechenzentren in den USA bei 5 % des US-Stroms. Für KI-Rechenzentren sind in den USA heute bereits 2 % der Stromerzeugung notwendig.

Bei einem Kontinent wie Europa ist eine noch kleinteiligere Betrachtung angebracht. In Europa liegt der Strombedarf für Rechenzentren bei 1,6%. In Irland verbrauchen die Großrechner allerdings mehr als 20 % des gesamten Stroms.

Damit kristallisiert sich eine große Herausforderung bei der wachsenden Nachfrage nach Rechenzentren heraus, und zwar ihre geographische Konzentration.

n der Konsequenz bedeutet das, dass die weltweite Nachfrage aus heutiger Sicht letztendlich nur von einer kleinen Anzahl von Stromnetzen gedeckt werden muss.

Veränderung der Prognosen seit dem letzten Bericht

Die IEA hat vier Szenarien veröffentlich, und zwar einen eher linearen den Basisfall, einen Lift-off-Fall, bei dem KI viel dynamischer wächst, sowie zwei Fälle mit geringerem Stromverbrauch. Die Differenzierung zwischen diesen beiden letztgenannten Szenarien erfolgte entweder aufgrund von schnelleren Effizienzsteigerungen oder geringerer Nachfrage als erwartet.

Die IEA betont, dass die Prognosen bis 2030 gewisse Unsicherheitsfaktor zeigen. In der Prognose bis 2035 steigen diese Unsicherheiten weiter an.

Zwischen den vier Szenarien für das Jahr 2030 gibt es keine großen Unterschiede: In allen Szenarien verdoppelt sich die globale Stromnachfrage für Rechenzentren im Vergleich zum Stand von 2025.

Im linearen Basisfall erreicht die globale Stromnachfrage 945 TWh. Die Hoch- und Tief-Szenarien liegen jeweils etwa 100 TWh davon entfernt.

Die Abweichung ist deshalb so gering, weil ein Großteil des prognostizierten Wachstums bereits in Energieprognosen lokaler Stromnetze eingerechnet ist. Grundlage dafür ist die Planungs- und Baudauer von Rechenzentren, die ka bei mehreren Jahren liegt

Rechenzentren: hohe Dynamik in den USA

Rechenzentren sind nicht der einzige Treiber der neuen Stromnachfrage. Grundsätzlich werden die Länder der Welt durch die zunehmende Elektrifizierung mehr Strom für Verkehr, Transport, Heizung und Industrie benötigen.

Hinzukommt, dass Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen weiterhin eine steigende konsumbedingte Stromnachfrage haben, da Menschen aus der Armut herauskommen und ihren Lebensstandard erhöhen wollen.

Es lohnt sich also, einen Blick darauf zu werfen, wieviel vom Wachstum der Stromnachfrage in den nächsten fünf Jahren allein aus Rechenzentren stammen könnte.

Allerdings könnten es in den USA bis knapp zur Hälfte sein. Das hat zwei Gründe: Die meisten Rechenzentren werden in den USA gebaut, sodass das Wachstum der globalen Nachfrage sich sehr stark dort zentralisiert.

Auch ist das Wachstum der Stromnachfrage für andere Zwecke in den USA deutlich langsamer als in anderen Ländern. Das Land erlebt nicht den gleichen Boom bei Elektroautos, wie in anderen Regionen der Welt. Auch hat fast jeder amerikanische Haushalt bereits eine stromfressende Klimaanlage.

Fazit

Die Analyse der internationalen Energieagentur ist ein absolut lesenswertes Dokument, dass ich am Ende des Artikels verlinkt habe. Es zeigt uns auch den „Preis“, den wir für unsere digitale Welt und die Nutzung der künstlichen Intelligenz letztendlich bezahlen müssen: ein deutlich steigender Strombedarf, der die lokale und nationale Erzeugung von Strom permanent herausfordert.

Quellenhinweis:

IEA Analyse: Schlüsselfragen zu Energie und KI