KI und die Anforderungen an die Netzinfrastruktur

Angesichts des enormen Energiebedarfs von Rechenzentren für künstliche Intelligenz (KI) in den USA haben Technologiekonzerne wie Microsoft, Google, Amazon und Meta alle massiv in Kernenergie investiert, um Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Microsoft investiert zusammen mit Google und Amazon massiv in Rechenzentren – Foto: Reuters

Eine aktuelle Untersuchung von Bloomberg News zeigt jedoch, dass das US-Stromnetz durch den Energiebedarf von KI-Technologien unter Druck gerät. Tatsächlich verdeutlicht sie, dass erhebliche Verbesserungen der Netzinfrastruktur notwendig sind, um die Sicherheit und Stabilität der Stromversorgung im Zuge der KI-Entwicklung zu gewährleisten.

Schnell auf Atomkraft umsteigen

Laut dem US-Energieministerium könnte der weltweite Stromverbrauch bis 2050 um 75 % steigen, vor allem aufgrund der ambitionierten Ziele im Bereich der KI-Technologie. KI-Rechenzentren könnten schon bald so groß werden, dass sie mehr Strom verbrauchen als ganze Städte.

Das US-amerikanische Beratungsunternehmen Bain & Co. warnte davor, dass die Stromnachfrage in den USA in den nächsten Jahren das Angebot übersteigen könnte, was die Energieunternehmen zwingen würde, ihre Produktion bis 2028 um 26 % zu steigern.

Angesichts dieses Drucks wenden sich die Tech-Giganten der Kernenergie zu – einer sauberen, stabilen und rund um die Uhr verfügbaren Stromquelle, die laut Forbes leistungsstark genug ist, um KI-Rechenzentren zu betreiben.

Im vergangenen Oktober unterzeichnete Amazon Vereinbarungen zur Unterstützung des Baus mehrerer kleiner modularer Reaktoren (SMRs), die vom US-amerikanischen Energieversorger Energy Northwest betrieben werden und in der Lage sind, genügend Strom zu erzeugen, um mehr als 770.000 US-Haushalte zu versorgen.

Unterdessen kündigte Google eine Partnerschaft mit dem Start-up-Unternehmen Kairos Power an, das bis 2035 500 MW Strom liefern könnte. Besonders hervorzuheben ist Microsofts jüngster Vertrag mit Constellation Energy zur Wiederinbetriebnahme des Kernkraftwerks Three Mile Island.

Microsoft hat 1,6 Milliarden Dollar investiert, um den Betrieb des Werks bis 2028 wiederherzustellen und für die nächsten 20 Jahre kohlenstofffreie Energie zu gewährleisten.

Die Aktien von Unternehmen mit Bezug zur Kernenergie wie NuScale Power, Oklo, Cameco und Centrus Energy sind in den letzten Monaten ebenfalls stark gestiegen, vor allem aufgrund bahnbrechender Verträge mit Technologieunternehmen.

Unter Berücksichtigung all dessen wird für 2025 ein Rekordanstieg der Kernenergie erwartet, wobei mehr als die Hälfte davon aus China und Indien stammen wird, so die Internationale Energieagentur (IEA).

Gefährdet die Stabilität des Stromnetzes

Die rasante Zunahme von KI-Rechenzentren in den USA führt zu einem gravierenden Problem mit der Stromqualität für Millionen von Menschen. Bloomberg analysierte Daten von rund 770.000 Sensoren in US-Haushalten.

Die Ergebnisse zeigten, dass bei Betrachtung von Haushalten mit instabiler oder gestörter Stromversorgung mehr als 75 % von ihnen in der Nähe großer Rechenzentren innerhalb eines Radius von etwa 80 km lagen.

Diese elektrische Instabilität ähnelt dem Knistern, das man aus Lautsprechern hört, wenn die Lautstärke zu hoch eingestellt ist. In der Technik spricht man von „Oberschwingungen“.

Oberwellen sind unerwünschte Störwellen, die das elektrische System negativ beeinflussen. Anstatt gleichmäßig zu fließen, wird der Strom, der ins Haus gelangt, verzerrt und beeinträchtigt die Geräte.

Die Folge davon ist, dass elektrische Geräte im Haushalt ungewöhnlich heiß werden, die Motoren von Kühlschränken und Klimaanlagen vibrieren und sogar früher als normal ausfallen können, wobei der Gesamtschaden möglicherweise Milliarden von Dollar betragen kann.

Im „Data Center Valley“ im Norden Virginias, wo sich die weltweit größte Dichte an Rechenzentren mit der doppelten Kapazität von Peking befindet, ist das Problem besonders akut. Loudoun County weist eine viermal so hohe Stromausfälle wie der nationale Durchschnitt auf.

Der Hauptgrund dafür ist, dass KI-Rechenzentren enorme Mengen an Strom verbrauchen – so viel wie 10.000 Haushalte. Hinzu kommt, dass der Stromverbrauch von KI-Systemen sehr instabil ist und stark schwankt.

Energieversorgungsunternehmen setzen verschiedene Lösungen um, beispielsweise den Bau eigener Umspannwerke für Rechenzentren und die Installation von Filtern und Kondensatoren. Die Überwachung und Messung des Problems auf Haushaltsebene ist jedoch aufgrund hoher Kosten weiterhin eingeschränkt.

Schlechte Oberschwingungen sind ein frühes Anzeichen dafür, dass das elektrische System überlastet ist und in Zukunft zu schwerwiegenderen Problemen führen könnte, warnt Experte Bob Marshall, CEO von Whisker Labs.

Wie viel Strom verbraucht KI?

Laut einem aktuellen Bericht des Electric Power Research Institute könnten Rechenzentren bis 2030 bis zu 9 % des amerikanischen Stromverbrauchs ausmachen – doppelt so viel wie heute, wie Forbes berichtet. Einige Rechenzentren der nächsten Generation könnten sogar so viel Strom verbrauchen wie eine Million amerikanische Haushalte.

Laut einem aktuellen Bericht von Grid Strategies wird der Strombedarf in den USA in den nächsten fünf Jahren um fast 16 % steigen, mehr als dreimal so stark wie noch vor einem Jahr geschätzt. Hauptgrund dafür sind neue Rechenzentren.

Das ist eine enorme Menge an Strom, die uns dazu zwingt, ernsthaft darüber nachzudenken, wie wir diese Nachfrage auf zuverlässige und nachhaltige Weise decken können.

Quelle: https://tuoitre.vn/ai-va-nhung-doi-hoi-ve-ha-tang-luoi-dien-2024123010285253.htm