Der aktuelle Engpass bei KI ist „Strom“——Chinas Überlegenheit und Amerikas Dringlichkeit

Die „zweite Welle“ der generativen KI beginnt, die Wettbewerbsfähigkeit von Ländern und Unternehmen nicht durch die Intelligenz der Modelle, sondern durch die Stärke der Stromnetze zu unterscheiden. Ein US-amerikanischer KI- und Rechenzentrumsvertreter, der Chinas Übertragungs- und Erzeugungsinfrastruktur inspizierte, sagte: „Das US-Stromnetz ist eindeutig unterlegen“——dieses Thema wurde im Fortune-Bericht vom 14. August aufgegriffen. Die Quintessenz des Artikels ist, dass in den USA der Anschluss neuer Rechenzentren an das Stromnetz ins Stocken gerät und das Übertragungsnetz mit dem Anstieg von Modelltraining und Inferenz nicht Schritt halten kann, während China in der Lage ist, seine Übertragungs- und Erzeugungsinfrastruktur flexibel zu verstärken. Ergänzend berichten mehrere Branchenzeitungen, dass „Chinas Versorgungskapazität mehrere Schritte voraus ist“.Tom's Hardware

Tatsächlich sind die Investitionen in Rechenzentren in den letzten Jahren größer als erwartet. McKinsey schätzt, dass die weltweiten Investitionen in neue Rechenzentren von 2025 bis 2030 ein Volumen von 6,7 Billionen Dollar erreichen werden. Um den enormen Stromverbrauch von KI sowohl für das Training als auch für die Inferenz zu bewältigen, sind eine gleichzeitige Verstärkung der Übertragungs- und Verteilungseinrichtungen, eine schnellere Netzverbindung und die Beschaffung von Geräten mit langen Lieferzeiten wie Transformatoren erforderlich. In den USA wird jedoch all dies zunehmend zu einem Engpass.Tom's Hardware

USA: Es fehlt nicht nur an Kraftwerken

Der derzeit gravierendste Engpass betrifft die Versorgung mit Transformatoren, insbesondere großen Leistungs- und Verteilungstransformatoren. Während die Nachfrage aufgrund des stark steigenden Energieverbrauchs wächst, sind die Produktionsvorlaufzeiten lang und die Beschaffung bleibt unsicher. Wood Mackenzie weist darauf hin, dass in den USA im Jahr 2025 ein Mangel an Leistungs- und Verteilungstransformatoren von jeweils 30 % bzw. 10 % droht. Diese Versorgungsengpässe führen direkt zu Verzögerungen beim Anschluss neuer Rechenzentren.Reuters

Auch der Druck auf die Preise nimmt zu. Die steigende Stromnachfrage von KI-Rechenzentren treibt die Netzlast in die Höhe und führt zu höheren Stromrechnungen für Privathaushalte, wie AP und Branchenmedien berichten. Einige Bundesstaaten beginnen zu erkunden, ob Rechenzentren angemessene Infrastrukturkosten tragen sollten, indem sie spezielle Gebühren oder die Verpflichtung zur Eigenbeschaffung einführen. In Oregon wurde bereits ein Gesetz verabschiedet, das die Regulierungsbehörden zur Entwicklung neuer Tarifstrukturen verpflichtet.AP NewsTom's HardwareDaily Journal of Commerce

Auch bei der Frage „Wie viel Strom verbrauchen Rechenzentren überhaupt?“ gehen die Meinungen auseinander. Deloitte schätzt, dass der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren im Jahr 2025 nur etwa 2 % des gesamten Stromverbrauchs ausmachen wird. Angesichts der stark steigenden KI-Nachfrage könnte der Anteil am Stromverbrauch in den USA jedoch bis 2028 auf 6,7 bis 12 % steigen. Die Schwankungen in den Zahlen verdeutlichen die Schwierigkeiten bei der Prognose von Angebot und Nachfrage im KI-Zeitalter.DeloitteBloom Energy

China: Die „Gesamtstärke“ von Netz, Genehmigungen und Standort

Chinas Stärke liegt nicht in einem einzelnen Faktor, sondern in der „Gesamtstärke von Erzeugung (Stromerzeugung) × Übertragung (einschließlich UHV-Fernleitungen) × Netzverbindung am Bedarfspunkt × Geschwindigkeit der Genehmigungen“. Große erneuerbare Energien werden über Hochspannungs-Gleichstrom- und -Wechselstromleitungen großflächig verteilt, um Verbindungen zu stark belasteten Standorten schnell zu realisieren. KI-Rechenzentren sind „neue Fabriken“ mit einer Leistung von 100 bis 300 MW, und die Mittel zur schnellen Umsetzung der Stromverbindungen wurden von Regierung und Privatwirtschaft gemeinsam entwickelt. Dies steht im Gegensatz zu den langen Wartezeiten für Netzanschlüsse in den USA, was bei den Beteiligten vor Ort das Gefühl verstärkt, dass „China im KI-Infrastrukturwettbewerb voraus sein könnte“.Tom's HardwareGoldman Sachs

Wie reagierten die sozialen Medien: Zustimmung, Konjunktur und Gesundheitsrisiken

Dieses Thema wurde auch in den sozialen Medien heiß diskutiert. In technik- und zukunftsorientierten Reddit-Communities wurde die US-amerikanische Regulierungs- und Genehmigungsprozesse als größter Verzögerungsfaktor angesehen, und es wurde gefordert, dass „dringende Reformen notwendig sind“. Gleichzeitig gab es Stimmen, die stärkere Standortvorschriften und Maßnahmen gegen Umweltverschmutzung forderten, da „Backup-Generatoren und NOx-Emissionen von großen Rechenzentren den Anwohnern externe Kosten aufbürden“. Im Folgenden sind einige der Hauptargumente zusammengefasst (Zusammenfassung).Reddit

• „Aus Sicht der nationalen Sicherheit sollte die KI-Infrastruktur einschließlich der Stromerzeugung selbst aufgebaut werden. Die Grenze zwischen ziviler und militärischer Nutzung wird zunehmend verschwommen“ (Zusammenfassung).Reddit

• „In den angrenzenden Wohngebieten sind nächtlicher Lärm und Dieselgeruch von Backup-Generatoren ein Problem. Die Zustimmung der Gemeinschaft wird ignoriert“ (Zusammenfassung).San Francisco Chronicle

• „Obwohl die Strompreise steigen, nimmt die lokale Beschäftigung nicht im gleichen Maße zu. Es ist unklar, wer die externen Kosten trägt“ (Zusammenfassung).AP News

Die „Stimmung“ in den sozialen Medien ist nicht einfach „China ist großartig/USA ist schlecht“. Die Modernisierung des Netzes ist notwendig, aber die Frage, wie die Kosten, die Umweltauswirkungen und die Akzeptanz in der Gemeinschaft gestaltet werden, kehrt zu klassischen Fragen der öffentlichen Politik zurück.

Strategien der Unternehmen: Eigene Stromquellen, Ressourcen auf der Verbraucherseite, Standortwahl

Große Cloud-Anbieter beginnen, neue Strategien zu entwickeln, die Verzögerungen beim Anschluss und steigende Kosten berücksichtigen. Erstens: Eigene Stromquellen vor Ort oder in der Nähe. Die Kombination von Gasmotoren, Brennstoffzellen und Batterien, um eine „Inselbetrieb“-Fähigkeit zu gewährleisten, die unabhängig von Netzüberlastungen und Stromausfällen ist, nimmt zu. Eine Übersicht in einer Fachzeitschrift prognostiziert, dass „Rechenzentren mit Eigenstromversorgung“ in Zukunft zur Norm werden.engineering.org.cn

Zweitens: Nutzung von Ressourcen auf der Verbraucherseite (DR) und Flexibilität. Die Reduzierung der Rechenlast zu Spitzenzeiten und die Durchführung von Batch-Prozessen während der Nacht oder bei Überschuss an erneuerbaren Energien. Auch „Traffic Shifting“, bei dem Inferenzaufgaben geografisch entsprechend den Preisen verlagert werden, ist effektiv. Goldman Sachs weist darauf hin, dass ein intelligentes Nachfragemanagement zur Milderung der „KI-Energiekrise“ beitragen kann und dass sich die Amortisation von Investitionen je nach Regulierungsdesign verbessern kann.Goldman Sachs

Drittens: Optimierung des Standorts. Verteilung in Regionen mit Netzkapazitäten, gute Aussichten für die Transformatorenversorgung und einfacher Zugang zu erneuerbaren Energiequellen. Allerdings erhöht eine dezentrale Standortwahl die Netzwerklatenz und die Komplexität des Betriebs, weshalb ein „Edge/Region-Design“ ähnlich einem CDN immer wichtiger wird.

Politische Optionen: Reform der Genehmigungen und Verbesserung der „Netz-UX“

Politische Maßnahmen auf nationaler, bundesstaatlicher und kommunaler Ebene umfassen (1) die Standardisierung und Vereinfachung des Netzanschlussprozesses, (2) die langfristige Planung von Übertragungs- und Verteilungsinvestitionen und die Transparenz der Kostenverteilung, (3) die Verbesserung von Preissignalen (regionale Tarife, erweiterte Zeitdifferenzierung), (4) die Stärkung der inländischen Lieferketten für Geräte mit langen Lieferzeiten (Transformatoren, Schalter usw.) und (5) Standortregeln, die externe Umweltauswirkungen berücksichtigen. In mehreren Bundesstaaten hat bereits eine Überprüfung der Frage begonnen, „wer die Infrastrukturkosten trägt“, aber ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Begrenzung der Belastung der Anwohner und der Schaffung von Investitionsanreizen erfordert eine feine Abstimmung der Regelungen.AP NewsDaily Journal of Commerce

„KI verbraucht nicht nur Strom“

Investitionen in Rechenzentren beeinflussen zunehmend die Makroökonomie. Für 2025 wird erwartet, dass Investitionen in Rechenzentren sichtbar zur Wachstumsrate der USA beitragen, während gleichzeitig Engpässe bei Strom, Kommunikation, Wasserressourcen und Fachkräften das Risiko von Kostensteigerungen in anderen Bereichen bergen. Der Ausdruck „Rechenzentren fressen die Wirtschaft“ mag übertrieben klingen, aber zumindest die „Dringlichkeit“ von Infrastrukturinvestitionen und Regulierungsdesign ist real.Fortune

Implikationen für Japan: Drei Entscheidungen, die jetzt getroffen werden müssen

1. Beschleunigung und Transparenz der Netzanschlüsse: Der Schlüssel liegt darin, Netzbeschränkungen frühzeitig sichtbar zu machen und ein System zu schaffen, das große Nachfrageanschlüsse kurzfristig mit einer Kombination aus erneuerbaren Energien, ständiger Backup-Versorgung und Speicherung bewältigt.

2. Dezentrale Verteilung × Nachfrageflexibilität: Die Nutzung von überschüssigem Strom in der Nacht oder im Frühling und Herbst als „KI-Talzeit“ und die Optimierung der App-Seitigen Planung werden die Wettbewerbsfähigkeit bestimmen.

3. Technologieneutrale Eigenstrompolitik: Während die Dekarbonisierungsziele beibehalten werden, sollten Brennstoffzellen, kleine modulare Reaktoren (SMR), Geothermie und andere Optionen nicht ausgeschlossen werden.