Der globale Wettlauf um die Infrastruktur der künstlichen Intelligenz

Optimieren Sie Ihre BrowsereinstellungenNZZ.ch benötigt JavaScript für wichtige Funktionen. Ihr Browser oder Adblocker verhindert dies momentan.Bitte passen Sie die Einstellungen an.In Europa werden derzeit überall neue Rechenzentren gebaut. Regierungen und Wirtschaftsbosse – ob in Bern, Brüssel oder Berlin – rüsten sich für das Zeitalter der künstlichen Intelligenz. Europa will im globalen KI-Wettlauf nicht dauerhaft hinter die USA und China zurückfallen.Für die KI-Wirtschaft der Zukunft braucht es mehr als Software. Es braucht Infrastruktur aus Stahl und Beton. Riesige Hallen, in denen Rechner summen. Kraftwerke, Stromtrassen und Fabriken für KI-Chips. Milliarden an Investitionen.Wie die EU plant, die Rechenpower des Kontinents zu erhöhen, warum das wichtig ist und was diesem Ziel im Weg steht, beschreiben wir im ersten Teil der Serie.KI und Rohstoffe sind der Schlüssel zur MachtWer künstliche Intelligenz im grossen Stil nutzen will, muss die materiellen Voraussetzungen dafür schaffen. «KI nutzt Rohstoffe und wandelt sie in grossem Massstab in Intelligenz um. Jedes Unternehmen wird sie nutzen. Jedes Land wird sie aufbauen», schrieb Jensen Huang, der amerikanische Chef von Nvidia und damit wohl der bekannteste CEO der KI-Branche weltweit, in einem Blog.Dafür muss eine riesige Infrastruktur aufgebaut werden — das sagen nicht nur Unternehmer wie Huang. Längst ist diese Vorstellung in den politischen Machtzentren Europas angekommen. Selbst lokale Politiker haben sie übernommen.Rechenzentren sind mehr als nur physische Infrastruktur; sie gelten als Schlüssel zur politischen und wirtschaftlichen Macht in einer von KI geprägten Zukunft. Europa fällt bei der digitalen Infrastruktur jedoch deutlich hinter die USA und China zurück, mit negativen Folgen für die Unabhängigkeit europäischer Entwickler und Unternehmen.Laut einer Studie der in San Francisco angesiedelten Denkfabrik Epoch AI verfügt die EU derzeit nur über etwa 5 Prozent der weltweiten Rechenleistung. Auf die USA entfallen dagegen fast 75 Prozent, auf China 15 Prozent. Das schafft auch die Voraussetzungen für den massiven Vorsprung amerikanischer Tech-Konzerne.Die EU will die Kapazität ihrer Rechenzentren nun bis Anfang der 2030er Jahre mindestens verdreifachen. Die EU-Kommission plant dieses Ziel Ende Mai zu verkünden. Brüssel will den Ausbau auch mit den europäischen Klimazielen vereinbaren. Die neuen Rechenzentren sollen effizient sein und saubere Energie verbrauchen. Gleichzeitig beteuert Brüssel, dass der Ausbau weder Stromnetze noch Wasserressourcen überlasten werde.KI soll Wachstum schaffen, neue Jobs bringen und Europas technologische Abhängigkeit verringern – so lautet das grosse Versprechen der EU. Doch in den USA kippt die Stimmung hinsichtlich der Rechenzentren bereits. In Europa ist es noch nicht ganz so weit.Das wäre ein Problem für die Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen. Denn noch im vergangenen Jahr formulierte sie den europäischen Anspruch so: «Wir wollen, dass Europa zu den führenden Kontinenten im Bereich der KI gehört. Und das bedeutet, dass wir uns auf eine Lebensweise einlassen müssen, in der KI allgegenwärtig ist.»Europa wacht auf — und bautDer Wettlauf um die KI habe einen der grössten Schübe beim Infrastrukturausbau in der jüngeren Geschichte ausgelöst, rechneten Analysten von McKinsey im März vor. Die weltweiten Ausgaben für Rechenzentren könnten gemäss der Studie bis 2030 bis zu 7 Billionen Dollar erreichen. Das ist mehr, als Deutschland als drittgrösste Volkswirtschaft der Welt in einem Jahr erwirtschaftet.Der Grund dafür ist der Hunger nach Rechenleistung. Ein KI-Rechenzentrum ist im Grunde eine riesige, praktisch menschenleere Halle, in der Zigtausende Rechner rund um die Uhr laufen. Dort werden KI-Modelle trainiert und betrieben, Daten gespeichert und verarbeitet.Dafür braucht es nicht nur Prozessoren und andere Hardware-Komponenten, sondern auch Speicher, Lüftungs- und Kühlanlagen — und vor allem sehr viel Strom. Beim Rechenzentrum-Areal Abilene des amerikanischen KI-Riesen Open AI im Gliedstaat Texas werden laut Epoch AI allein der Bau und die IT-Ausstattung 32 Milliarden Dollar kosten.Ein Blick in ein Google-Rechenzentrum in Georgia im Jahr 2012: Rechner, Kabel und anderes Equipment, so weit das Auge reicht.Google-Handout/EPARechenzentren sind die Fabrikhallen der KI-Wirtschaft. Aber Europa sei industrie- und wettbewerbspolitisch hinter die USA und China zurückgefallen, sagt Michael Winterson vom europäischen Dachverband der Rechenzentren-Branche (EUDCA). Der Mangel an Infrastruktur in Europa sei ein konkretes Anzeichen dafür. «Unternehmen haben nicht genug in Technologie investiert», sagt er.Die Daten geben ihm recht. In den vergangenen zehn Jahren wuchs die Kapazität der Rechenzentren gemäss dem jüngsten Bericht der Internationalen Energieagentur (IEA) in der EU langsamer als im weltweiten Durchschnitt.Doch allmählich wacht die EU auf, es werden immer mehr Bauprojekte lanciert. Die Anzahl der geplanten Rechenzentren hat laut IEA-Analysten in den letzten Monaten deutlich zugenommen, die installierte Kapazität Europas wird sich mehr als verdoppeln, wenn alle geplanten Anlagen tatsächlich gebaut werden. Auch Grossbritannien, Norwegen und die Schweiz planen mehr Rechenzentren, um den Anforderungen des KI-Zeitalters zu genügen. Viele dieser Projekte dienen dabei den Ausbauplänen der amerikanischen Tech- und Cloud-Giganten Amazon, Google, Microsoft und Oracle sowie KI-Startups wie Open AI.Heute gibt es über 3000 Rechenzentren in der EU, dazu kommen über 100 in der Schweiz. Die meisten von ihnen stechen nicht aus der Landschaft heraus, oft sind sie Teil der industriellen Gebiete europäischer Ballungszentren. «Sie sehen aus wie Lagerhallen, und die, die wir in Europa haben, sind eigentlich gar nicht so gross», sagt Pawel Czyzak von der Denkfabrik Ember.Die grösseren Anlagen entstehen dagegen zunehmend in abgelegenen Gegenden. Insgesamt aber seien die Bauambitionen der EU begrenzter als die der USA, sagt Czyzak. Dort lösen die vielen Bauprojekte und ihr hoher Wasser- und Stromverbrauch bereits zunehmend Widerstand von Anwohnern aus.Auch Winterson vom Branchenverband EUDCA glaubt, die Sorgen wegen Brüssels Bauplänen seien übertrieben. Die Verdreifachung der Kapazitäten bedeute nicht automatisch eine Verdreifachung der Gebäudezahl. «Wir sprechen hier davon, die Leistungskapazität dieser Gebäude zu verdreifachen», sagt er. Es gehe darum, die Strom- und Kühlsysteme auszubauen. «Wir werden also nicht 10 000 bis 20 000 weitere Gebäude bauen.»Winterson rechnet vielmehr mit etwa 2000 bis 3000 zusätzlichen Gebäuden in den kommenden Jahren.Früher konzentrierten sich Rechenzentren auf wenige europäische Ballungszentren wie London, Dublin, Amsterdam, Frankfurt oder Paris. Aber die Bautätigkeit hat sich während der vergangenen zehn Jahre laut dem Branchenverband EUDCA drastisch geändert. Heute werden Rechenzentren in ganz Europa errichtet. Die traditionellen Standorte stossen zunehmend an ihre Grenzen.Denn die Anlagen werden grösser, teurer und verbrauchen mehr Strom. Immer häufiger betreiben Anbieter von Cloud-Diensten Rechenzentren in Gewerbegebieten oder bebauen riesiges Gelände auf dem Land. Darunter sind die sogenannten Hyperscale-Rechenzentren der grossen Tech-Unternehmen Amazon, Google und Microsoft — Anlagen, die 100 Megawatt Strom oder mehr verbrauchen.So schaut ein Amazon-Rechenzentrum im amerikanischen Gliedstaat Virginia von oben aus. Es ist eines von über 650 Rechenzentren dort, nirgendwo auf der Welt konzentrieren sich mehr Rechenzentren an einem Ort.Jim Lo Scalzo / EPAKI-Rechenzentren benötigen deutlich mehr Energie und Kühlung als herkömmliche Anlagen. Die zusätzliche Infrastruktur erfordert Platz. «Ein grosses Rechenzentrum ist wie eine Stadt; wenn man also eine Kleinstadt irgendwo auf freiem Feld errichtet, erfordert das einen massiven Ausbau der Infrastruktur», sagt Czyzak von Ember.In den Anlagen reihen sich schwere Metallschränke voller Rechner und Kabel aneinander. Das alles frisst Energie und verursacht grosse Mengen an Hitze. «Jeder dieser kühlschrankgrossen Schränke kann so viel Strom verbrauchen wie 65 Haushalte», sagt Siddharth Singh von der IEA.Gleichzeitig treibt auch die steigende Nachfrage nach herkömmlichen Cloud-Diensten den Ausbau voran.Saubere Energie schafft den VorteilNeue Rechenzentren entstehen dort, wo Strom günstig, sauber und schnell verfügbar ist und wo Glasfaserkabel verlaufen.Schon heute zeigt sich das in den Wachstumsregionen im Norden Europas, aber auch in Spanien oder Portugal. «Ein Grossteil der Entwicklung verlagert sich nach Skandinavien, weil es dort kühler ist, der Strom billiger und sauberer ist und es viel Land gibt», fasst Czyzak von Ember zusammen.Die Branche ist zuversichtlich, dass sie für die geplanten neuen Rechenzentren das benötigte Geld und die Arbeitskräfte beschaffen kann. Dafür, so Winterson, brauche man die Politik nicht. Aber politische Intervention wird nötig sein, um die wohl grösste Hürde für die europäischen KI-Träume aus dem Weg zu räumen: Rechenzentren kämpfen zunehmend damit, überhaupt ans Netz angeschlossen zu werden und Strom anzapfen zu können.Ein riesiges Rechenzentrum verbraucht etwa so viel Strom wie eine Kleinstadt. Darauf sind Europas Stromleitungen nicht vorbereitet. Und das bedeutet, dass man neue Leitungen bauen, neue Umspannwerke errichten und neue Transformatoren installieren muss. Dafür muss das gesamte Stromnetz ausgebaut werden.Europaweit treiben die Rechenzentren den Stromverbrauch in die Höhe. Laut Hochrechnungen von Ember wird ihr Strombedarf voraussichtlich von 96 Terawattstunden (TWh) im Jahr 2024 auf 168 TWh bis 2030 und 236 TWh bis 2035 steigen. In Märkten wie Schweden, Dänemark und Norwegen werde sich der Bedarf bis 2030 voraussichtlich verdreifachen. Rechenzentren werden so gemäss den Ember-Daten zu den am schnellsten wachsenden Treibern der Stromnachfrage zählen, und das noch vor Elektrofahrzeugen.Schon heute stossen die traditionellen Ballungszentren – ob Frankfurt, Amsterdam oder Dublin – an ihre Grenzen. Dort be- und überlasten die bestehenden Rechenzentren zunehmend die Stromnetze, was den Ausbau bremst. Die Zahlen machen das deutlich: Im Jahr 2023 verbrauchten die Anlagen laut Ember zwischen 33 und 42 Prozent des gesamten Strombedarfs von Amsterdam, London und Frankfurt. In Dublin waren es sogar fast 80 Prozent. Immer mehr Anwärter stehen Schlange, um sich ans Netz anschliessen zu lassen. Laut Ember kann das bis zu dreizehn Jahre dauern.Dieses Problem ist nicht neu, ganz im Gegenteil. In der politischen Diskussion rund um die Energiewende wird das allgemein unter dem Begriff des schleppenden Netzausbaus behandelt. Seit Jahren klagen Entwickler und Betreiber von Wind- und Solarparks, dass sie ihre Kraftwerke nicht anschliessen können. Nun werden solche Engpässe zu einem erheblichen Problem für den Ausbau von Rechenzentren. Beteiligte hoffen deswegen auch, dass der KI-Boom endlich zum vieldiskutierten Ausbau der Stromnetze führt.Betreiber von Rechenzentren schauen sich schon heute nach neuen Standorten in Europa um. Der Zustand des Stromnetzes entscheidet darüber, wo Investitionen hinfliessen. Die Betreiber haben es eilig, sie wollen ihre Rechenzentren so schnell wie möglich betriebsfertig machen. Jegliche Verzögerung –ob beim Netzanschluss, beim Zugang zu Stromquellen oder auch bei Baugenehmigungen – wird zum Standortnachteil.Der kommende WiderstandRechenzentren versprechen Wachstum, Jobs und mehr technologische Unabhängigkeit für Europa. Aber der Energie- und Ressourcenhunger der Anlagen schürt die Befürchtung, dass der Ausbau letztlich mehr schaden als nützen könnte.In mehreren Ländern formiert sich bereits Widerstand. Aktivisten warnen davor, dass die Anlagen der Umwelt schaden, zu viel Strom und zu viel Wasser verbrauchen und den Strompreis in die Höhe treiben. Sie bemängeln auch, dass die Tech-Unternehmen nicht genügend umweltrelevante Daten offenlegten und die Anliegen der Bevölkerung ignorierten.In den USA wurden in den vergangenen Wochen schon die ersten Moratorien für neue Bauprojekte verkündet. Aber um ihre KI-Visionen umzusetzen, kommen Entscheidungsträger aus Politik und Wirtschaft nicht um neue Gebäude, Stromtrassen und Kraftwerke herum.Die Branche rüstet sich bereits für den wachsenden Widerstand und hat Argumente parat, um der Kritik wegen des Energie- und Wasserverbrauchs und neuer Emissionen zu begegnen. Die Kritik sei teilweise gerechtfertigt, geben Brancheninsider zu. Angesichts der zentralen Rolle von Rechenzentren für Europas industrielle Zukunft gibt sich die Branche jedoch alles andere als defensiv.«Wir haben einen hohen Energiebedarf, und zwar an ganz bestimmten Standorten. Das verursacht Probleme, über die ich gerne spreche», sagt Winterson vom Branchenverband EUDCA. «Aber die Behauptung, wir würden grosse Teile der europäischen Landschaft zerstören, ist absoluter Unsinn.»Noch ist offen, wie erfolgreich sich die Industrie öffentlich behaupten wird. Doch schon jetzt zeichnet sich ab, dass die Umsetzung vieler Infrastrukturprojekte nicht nur an Stromnetzen, Genehmigungen oder Kapital scheitern könnte. Laut Prognosen könnte die EU ihr Ziel, die Leistung von Rechenzentren bis 2030 zu verdreifachen, auch aus diesen Gründen verfehlen. Damit würde der Kontinent weiter hinter die USA und China zurückfallen. Ob der Widerstand berechtigt ist, dürfte am Ende zweitrangig sein.Microsoft baut in Nordrhein-Westfalen: Im März erfolgte der Startschuss für eines der drei riesigen Rechenzentren, die der amerikanische Tech-Konzern in der Region bauen möchte, um das eigene KI-Angebot und Cloud-Dienste auszuweiten.Andreas Rentz / Getty Images EuropeMitarbeit: Michel Grautstück (Programmierung)Quellen: Data Center Map, Internationale Energieagentur, Pawel Czyzak, Ember, Google Earth, Epoch AIPassend zum Artikel