Um die steigende Nachfrage nach Rechenzentrums-Kapazitäten zu decken, sind Investitionen in die Stromversorgung erforderlich. Gleichzeitig sollte deren rascher Ausbau mit den globalen Dekarbonisierungszielen vereinbar bleiben.
Nicht nur Tech-Enthusiastinnen und -Enthusiasten nutzen heute künstliche Intelligenz (KI) - wir alle tun es. Die rasante Verbreitung von KI hat beispiellose Investitionen in energieintensive Rechenzentren ausgelöst, in denen die Datenverarbeitung für das Training und die Nutzung von KI-Modellen stattfindet. Obwohl die finanziellen Mittel den Ausbau weiterer dieser "KI-Fabriken" enorm sind, hängt ihre Umsetzung letztlich davon ab, ob die Stromversorgungssysteme diesen enormen Energiebedarf decken können.
Der Stromverbrauch von Rechenzentren dürfte sich weltweit bis 2030 mehr als verdoppeln. Diese Entwicklung wird die lokalen Stromnetze erheblich belasten - insbesondere in den USA und in Europa, wo ein grosser Teil der Netzinfrastruktur dringend modernisiert werden muss. Rechenzentren beanspruchen die Stromnetze stark, da sie an bestimmten Standorten hohe Lastspitzen verursachen können. Um diese wachsende Nachfrage zu bewältigen, sind Lösungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Stromversorgung erforderlich.
Technologiekonzerne mit starkem Fokus auf KI haben bereits gezeigt, dass sie bereit sind, erhebliche Summen zu investieren, um ihre Rechenzentren möglichst rasch in Betrieb zu nehmen. Davon dürften Unternehmen profitieren, die alternative Möglichkeiten zur Anbindung an das Stromnetz anbieten oder netzunabhängige Lösungen entwickeln, wie etwa die lokale Stromerzeugung.
Tobias Aellig ist als Senior Equity Specialist bei der LGT tätig. Sein Fokus liegt auf Unternehmen aus den Sektoren Informationstechnologie und Industrie mit Vertiefung in der Halbleiter- und Kapitalgüterindustrie. Die Themengebiete umfassen unter anderem Künstliche Intelligenz, Cloud Computing & Rechenzentren, Automation & Robotik und Energieeffizienz.
Der weltweite Strombedarf ist in der vergangenen Dekade durchschnittlich um 2.9 % pro Jahr gewachsen - fast doppelt so schnell wie der gesamte Energieverbrauch. China war dabei der dominierende Wachstumstreiber: Fast zwei Drittel des Nachfrageanstiegs entfielen auf das asiatische Land. In der EU, in Japan und in Nordamerika blieb der Stromverbrauch hingegen weitgehend stabil, da Effizienzgewinne und eine schwächere Industrieproduktion die neue Nachfrage ausglichen.
Diese Entwicklung sich jedoch dabei, sich zu verändern: In den stärker entwickelten Volkswirtschaften entstehen neue Nachfrageimpulse - etwa durch die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen (EVs), den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) und eine verstärkte Reindustrialisierung. Die Internationale Energieagentur (IEA) erwartet, dass die weltweite Stromnachfrage bis 2035 jährlich um nahezu 1100 Terawattstunden (TWh) steigen wird, was in etwa der gesamten Stromnachfrage aller Industrieländer zusammen entspricht. In diesen Ländern dürften Rechenzentren nach Elektrofahrzeugen zur zweitgrössten Quelle steigender Stromnachfrage werden.
Der Stromverbrauch von Rechenzentren steigt nicht nur wegen der wachsenden Zahl von Anlagen, sondern auch durch eine stark zunehmende Leistungsdichte. Während ein Rechenzentrum mit einer Leistung von 10 Megawatt (MW) vor zehn Jahren noch als gross galt, sind heute Anlagen mit rund 200 MW üblich - und Rechenzentren im Gigawattbereich befinden sich bereits im Bau. Der Grossteil der Energie wird zwar für den Betrieb der beschleunigten KI-Server benötigt, doch auch die Kühlung dieser Systeme erfordert erhebliche Strommengen.
Historisch konzentrierten sich Rechenzentren häufig auf bestimmte Regionen - ein Trend, der sich mit der zunehmenden Verbreitung von KI weiter verstärkt. Obwohl Rechenzentren weltweit nur einen relativ kleinen Anteil am Stromverbrauch ausmachen, kann ihr hoher Energiebedarf zu Spitzenlastzeiten lokale Stromnetze stark belasten. Dadurch wird die Integration neuer Anlagen in die Stromnetze zunehmend schwieriger und führt in vielen Regionen zu erheblichen Verzögerungen bei Netzanschlüssen.
Nicht nur die Zahl der Rechenzentren wächst rasant - auch der Energiebedarf pro Anlage steigt deutlich.
In wichtigen Märkten betragen die Wartezeiten für neue Netzanschlüsse bereits mehrere Jahre. Neue Anschlussanträge erfordern eine sorgfältige Prüfung der verfügbaren Netzkapazitäten, um sicherzustellen, dass zusätzliche Nachfrage zuverlässig gedeckt werden kann. Rechenzentren benötigen zudem nicht nur Strom, sondern auch Wasser zur Kühlung sowie qualifizierte Arbeitskräfte - nur einige der weiteren Voraussetzungen für ihren erfolgreichen Betrieb. Gleichzeitig müssen politische Entscheidungsträgerinnen und -träger auch die Umweltauswirkungen berücksichtigen, insbesondere im Hinblick auf Nachhaltigkeits- und Dekarbonisierungszielen.
Die Stromnetzinfrastruktur spielt eine zentrale Rolle für die beiden grossen Transformationen unserer Zeit: die Digitalisierung - einschliesslich KI - und die Dekarbonisierung. Der Ausbau und die Modernisierung der Stromnetze sind jedoch zeitaufwendig und kostenintensiv.
Zudem sind kritische Komponenten wie Transformatoren teilweise knapp. Der stark steigende Strombedarf durch KI ist ein Weckruf für zusätzliche Investitionen in die Netzinfrastruktur. Gleichzeitig suchen Betreiber von Rechenzentren verstärkt nach Lösungen, um die drohende Stromlücke zu schliessen.
Rechenzentrumsbetreiber verfolgen daher unterschiedliche Strategien, um eine zuverlässige und skalierbare Stromversorgung sicherzustellen. Dazu gehören Konzepte, die die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz reduzieren oder ganz umgehen - etwa durch Stromerzeugung direkt am Standort oder durch Rechenzentren in unmittelbarer Nähe grosser Kraftwerke. Häufig werden mehrere dieser Ansätze kombiniert, um Engpässe im Stromnetz zu umgehen, die Inbetriebnahme neuer Anlagen zu beschleunigen und die Betriebssicherheit zu erhöhen.
Stromerzeugung vor Ort: Bei dieser Lösung werden Stromerzeugungsanlagen direkt auf dem Gelände eines Rechenzentrums installiert. Der Strom wird somit unmittelbar vor Ort genutzt, wodurch die Abhängigkeit vom öffentlichen Netz verringert oder ganz vermieden wird. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören kürzere Realisierungszeiten, eine höhere Versorgungssicherheit und eine geringere Abhängigkeit von langwierigen Netzanschlussverfahren.
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Derzeit gilt erdgasbasierte Stromerzeugung als die am besten skalierbare Lösung für die Stromproduktion vor Ort. Gleichzeitig prüfen Hyperscaler - Unternehmen, die Rechenzentren und Cloud-Kapazitäten für die KI-Entwicklung bereitstellen - auch CO₂-ärmere Alternativen. Dazu zählen etwa Geothermie, Solarenergie in Kombination mit Energiespeichern sowie langfristig kleine modulare Kernreaktoren (Small Modular Reactors, SMR), die eine CO₂-arme Grundlastversorgung ermöglichen könnten.
Stromerzeugung in unmittelbarer Nähe ("Co-Location"): Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Rechenzentren in der Nähe grosser Kraftwerke zu errichten, die bislang nur teilweise genutzt werden oder bereits stillgelegt wurden. Durch die direkte Anbindung an solche Anlagen können Betreiber eine dedizierte Stromversorgung sichern und gleichzeitig bestehende Netzanschlüsse nutzen. Angesichts knapper Flächen mit bestehender Netzanbindung kann dies auch für Energieversorger attraktiv sein, da sich stillgelegte Kohle- oder Kernkraftwerksstandorte wirtschaftlich weiter nutzen lassen.
Die Stromversorgung von Rechenzentren kann aus sehr unterschiedlichen Quellen erfolgen, die sich hinsichtlich Kosten, Emissionen, Verfügbarkeit und Realisierungsdauer deutlich unterscheiden. Obwohl der heutige Strommix noch stark von fossilen Energieträgern geprägt ist, erwartet die IEA, dass erneuerbare Energien bis 2030 fast die Hälfte des zusätzlichen Strombedarfs decken werden. Kernenergie dürfte vor allem nach 2030 an Bedeutung gewinnen.
Der rasche Ausbau der KI-Rechenzentrumskapazitäten dürfte daher langfristig Investitionen in eine Vielzahl von Stromerzeugungs- und Energieinfrastrukturtechnologien auslösen. Während Hyperscaler und Betreiber von Rechenzentren Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit priorisieren, müssen sie gleichzeitig ihre Dekarbonisierungsziele berücksichtigen. Daraus dürfte sich ein zunehmend vielfältiger Energiemix entwickeln.
Auch wenn Aktienanlagen stets mit Risiken verbunden sind, könnten sich aus diesem strukturellen Wandel zusätzliche Investitionsmöglichkeiten ergeben - sowohl im Bereich konventioneller als auch erneuerbarer Energieerzeugung sowie bei Infrastrukturlösungen wie elektrischen Ausrüstungen und Energiespeichersystemen. Zu den wichtigsten Risiken für dieses Anlagethema gehört ein geringer als erwarteter Ausbau der KI-Infrastruktur, etwa infolge einer schwächeren Nachfrage oder von Engpässen auf der Angebotsseite.
