US-Rechenzentren könnten bis 2035 mehr Erdgas verbrennen als Deutschland und Japan zusammen

Das Wettrennen um den Bau von Rechenzentren für künstliche Intelligenz prallt auf die Physik des US-Stromnetzes, und dieser Zusammenstoß wird mit Erdgas gelöst. In einem am 14. September veröffentlichten Ausblick prognostizierte das Researchunternehmen BloombergNEF, dass der Erdgasverbrauch zur Stromerzeugung in US-Rechenzentren im Jahrzehnt bis 2035 um 15 Milliarden Kubikfuß pro Tag steigen wird, selbst nach Abzug der vielen angekündigten Projekte, die nie gebaut werden.

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Dieses Wachstum ist mehr als doppelt so hoch wie die eigene Prognose von BloombergNEF von vor neun Monaten, als das Unternehmen den Zuwachs auf 6,9 Milliarden Kubikfuß pro Tag schätzte. Der gesamte Gasverbrauch der US-Rechenzentren würde dem Ausblick zufolge bis 2035 rund 18 Milliarden Kubikfuß pro Tag erreichen; zuerst berichteten Bloomberg und TechCrunch darüber. Zum Vergleich: Das ist mehr Gas, als heute jedes Land der Erde verbraucht, außer China, Russland, Iran und die Vereinigten Staaten selbst, basierend auf Daten der US Energy Information Administration. Deutschland und Japan, zwei der größten Volkswirtschaften der Welt, verbrauchen zusammen nicht so viel.

Was BloombergNEF tatsächlich prognostiziert

Die Zahlen beschreiben eine Verschiebung in der Art und Weise, wie die USA Strom erzeugen, nicht ein einzelnes Projekt. Die wichtigsten Ergebnisse:

• Das Gas, das zur Stromerzeugung für Rechenzentren verwendet wird, wird bis 2035 um 15 Milliarden Kubikfuß pro Tag steigen. Die Zahl geht bereits davon aus, dass ein erheblicher Teil der angekündigten Rechenzentrumsprojekte abgesagt oder verzögert wird.
• Erdgas soll dem Ausblick zufolge 69 % des Stroms liefern, den neue netzgekoppelte Rechenzentrumsanlagen benötigen.
• Rechenzentren werden zum zweitgrößten Treiber des US-Gasnachfragewachstums in diesem Jahrzehnt, nur übertroffen von den neuen LNG-Exportterminals, die entlang der Golfküste in Betrieb gehen.
• Die Eigenerzeugung, bei der ein Rechenzentrum ein eigenes Gaskraftwerk baut, statt auf das Netz zu warten, macht bis 2035 zwischen 2,9 und 3,4 Milliarden Kubikfuß pro Tag aus. Das ist ungefähr so viel Gas, wie alle US-Rechenzentren heute verbrauchen, einschließlich des Gases, das im Netz verbrannt wird, um sie zu versorgen.
• Wenn die Netzanschlüsse nicht schneller werden, könnte das Land bis 2035 etwa 48 Gigawatt Eigenerzeugungskapazität auf Gasbasis benötigen.

Der Stromsektor als Ganzes würde bis 2035 etwa 54 Milliarden Kubikfuß pro Tag verbrauchen, 18 Milliarden mehr als 2025, während LNG-Exporte weitere 21 Milliarden hinzufügen. US-Produzenten sollen ihre Produktion im selben Zeitraum um 35 Milliarden Kubikfuß pro Tag steigern, was eine Lücke von etwa 11 Milliarden Kubikfuß pro Tag lässt, von der die Prognose annimmt, dass sie gefüllt wird.

Warum Gas, und warum jetzt

Die Prognose ist keine Wette darauf, dass Gas für immer billig bleibt. Sie ist eine Wette darauf, dass Gas die einzige Technologie ist, die mit der erforderlichen Geschwindigkeit eingesetzt werden kann.

Traditionelle Rechenzentren wurden an das Netz angeschlossen. Die größten KI-Campusse benötigen heute Hunderte Megawatt bis mehrere Gigawatt, und Versorger in vielen Regionen haben jahrelange Warteschlangen für den Netzanschluss. Wie eeNews Europe es formulierte, suchen Betreiber schnelleren Zugang zu gesicherter Elektrizität, und Gaskraftwerke können in einem Bruchteil der Zeit genehmigt, finanziert und gebaut werden, selbst wenn die Ausrüstung selbst knapp ist.

Diese Vorliebe hat bereits einige der größten privaten Stromabkommen des vergangenen Jahres hervorgebracht. Chevron und Microsoft vereinbarten, Project Kilby in West Texas zu entwickeln, eine am Standort betriebene Gasanlage, die etwa 2,67 Gigawatt für ein von Microsoft betriebenes Rechenzentrum liefern soll, mit erster Stromlieferung voraussichtlich 2028. Meta, Google und Amazon haben ähnliche Erzeugung hinter dem Zähler angekündigt. Ein geplanter Amazon-Campus wurde als Kandidat dafür beschrieben, der größte einzelne Klimaverschmutzer in den Vereinigten Staaten zu werden.

Die Anlagen vor Ort sind auch eine Absicherung gegen einen zweiten Engpass: Gasturbinen sind auf Jahre ausverkauft. BloombergNEF hat argumentiert, dass Motoren und nicht große Turbinen den Markt für Eigenerzeugung gewinnen, weil sie schneller geliefert und auf die Zwischenlast eines Projekts abgestimmt werden können. Das ist ein teurer Kompromiss bei Effizienz und Emissionen, aber er hält den Bau im Zeitplan.

Der Umfang des zugrunde liegenden Ausbaus erklärt, warum die Gasprognose immer weiter steigt. BloombergNEF hat separat 194 Gigawatt Stromnachfrage von Rechenzentren bis 2035 prognostiziert und weist darauf hin, dass sie, wenn jedes Projekt in der aktuellen Pipeline gebaut würde, die Leistung von rund 100 Kernkraftwerken benötigen würden. Ein Teil dieser Nachfrage wird durch erneuerbare Energien, Batterien und schließlich fortschrittliche Kernkraft gedeckt werden, doch alle diese Optionen haben ihre eigenen Verzögerungen. Solar und Wind brauchen neue Übertragungsleitungen, Batterien decken Stunden statt Tage der Last ab, und kleine modulare Reaktoren sind noch Jahre von der kommerziellen Größenordnung entfernt. Gas ist die einzige disponierbare Quelle, die innerhalb des Zeitfensters bestellt, genehmigt und eingeschaltet werden kann, das KI-Entwickler interessiert.

Die gebauten Gaskraftwerke sind nicht alle gleich. Ein GuD-Kraftwerk in Versorgernetzgröße dauert Jahre und erfordert Tausende Fachkräfte. Ein Cluster von Hubkolbenmotoren, das das Technologieteam von BloombergNEF als die günstigere und schnellere Option vor Ort beschrieben hat, kann per Lkw zur Baustelle transportiert und in Monaten montiert werden. Der Unterschied zeigt sich bei Effizienz, Emissionen und Brennstoffkosten pro Megawattstunde, und er bedeutet, dass sich der Anteil der Eigenerzeugung an der Prognose zwischen den beiden Technologien verschieben könnte, ohne dass sich die gesamte Gasnachfrage stark ändert.

Die Rechnung und die Emissionen

Zwei Kosten liegen stromabwärts der Nachfragekurve. Die erste ist der Preis. Der Hauptautor des Berichts, der BloombergNEF-Gasmarktexperte Henry Eaton, sagte gegenüber Investing.com, die Schätzung für Rechenzentren habe „ziemlich große“ Fehlermargen, „sowohl nach oben als auch nach unten“. Dennoch haben Analysten des Researchunternehmens Noreva gewarnt, dass die Nachfrage der Rechenzentren und steigende LNG-Exporte zusammen die US-Gaspreise stark nach oben treiben könnten. Technologieunternehmen können höhere Brennstoffkosten leichter verkraften als die Haushalte und kleinen Unternehmen, die dasselbe Netz nutzen. Ein Teil des Anstiegs erscheint auf den Stromrechnungen, weshalb Auseinandersetzungen über Tarife für Rechenzentren in mehreren Bundesstaaten zu einem aktuellen politischen Thema geworden sind.

Die zweite Kosten sind die Kohlenstoffemissionen. Die Prognose fällt in eine Zeit, in der die Klimabilanz des KI-Ausbaus immer schwerer mit den US-Emissionszielen in Einklang zu bringen ist. Das Verbrennen der prognostizierten Mengen würde den Beitrag des Stromsektors allein zu den Emissionen der Rechenzentren mit einer mittelgroßen Volkswirtschaft vergleichbar machen und Jahrzehnte des Betriebs von Gaskraftwerken und der Pipeline-Infrastruktur festschreiben. Befürworter beschreiben Gas als Brückenbrennstoff; Kritiker merken an, dass eine Brücke, die 15 Jahre lang eine Last im KI-Maßstab tragen soll, einer Endstation ziemlich ähnlich sieht.

Die Prognose könnte in beide Richtungen falsch sein

BloombergNEF macht ausdrücklich deutlich, dass der Ausblick unsicher ist. Eine Welle von Widerstand auf Bundesstaats- und lokaler Ebene hat Rechenzentrumsprojekte in mehreren Gerichtsbarkeiten zum Stillstand gebracht, und die Strompreise sind vor den Midterm-Wahlen im November zu einem Wahlkampfthema geworden. Kühlt der KI-Kapitalzyklus ab, kühlt die Gasnachfrage mit ihm. Beschleunigt er sich, könnten die Zahlen erneut nach oben korrigiert werden, wie es diesmal der Fall war.

Es gibt auch die Frage, wer für die Pipelines, Kraftwerke und Übertragungsleitungen bezahlt, die die Prognose impliziert. Die US-Gasproduktion soll bis 2035 um 35 Milliarden Kubikfuß pro Tag steigen, doch die Prognose erfordert etwa 11 Milliarden mehr, als die Produzenten derzeit planen. Diese Lücke müsste durch neue Bohrungen, neue Sammelleitungen und neue exportgebundene Infrastruktur geschlossen werden, jede mit ihrem eigenen Genehmigungszeitplan.

Das politische Umfeld ist eine weitere Variable. BloombergNEF hat eine Welle lokaler und staatlicher Maßnahmen verfolgt, die den Bau von Rechenzentren aussetzen oder einschränken, angetrieben von Sorgen über Strompreise, Wasserverbrauch und Land. Tarife für Großlasten und Streitigkeiten über die Kostenverteilung laufen durch die Versorgungskommissionen in mehreren Bundesstaaten. Wenn dieser Widerstand die Entwicklung verlangsamt, flacht die Gasnachfragekurve ab. Wenn er die Betreiber dazu drängt, ihre eigene Erzeugung mitzubringen, steigt der Anteil der Eigenerzeugung, was ändert, wo die Emissionen anfallen, aber nicht ihre Gesamtsumme.

Was zu beobachten ist

Drei Signale werden zeigen, ob die Prognose Bestand hat. Erstens die Auftragsbücher für Turbinen und Motoren, der klarste Frühindikator für den Bau von Gaskapazität vor Ort. Zweitens die Reform der Netzanschlüsse durch die Versorger, denn schnellere Netzanschlüsse würden den Anreiz verringern, hinter dem Zähler zu bauen. Drittens der Preis für US-Gas selbst, weil die gesamte Finanzrechnung des Ausbaus davon ausgeht, dass es billig bleibt.

Vorerst ist die Richtung klar. Die Stromnachfrage der KI-Branche hat die Fähigkeit des Netzes überholt, sie zu liefern, und die Standardantwort in den Vereinigten Staaten ist ein Gaskraftwerk. Die einzige offene Frage ist, wie viele davon gebaut werden.

Titelbild: Das Sand Hill Energy Center, ein erdgasbefeuertes Kraftwerk in Austin, Texas, von Larry D. Moore, lizenziert unter CC BY 4.0 über Wikimedia Commons.