Die Energieanforderungen von Rechenzentren im Zeitalter der künstlichen Intelligenz verstehen – (Projektprogramm)

Ein Überblick über den Energiebedarf von Rechenzentren und deren gesellschaftliche Auswirkungen im Zeitalter der künstlichen Intelligenz.

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Inhalt

1. Der Energiebedarf der KI-Revolution
2. Überblick über den Energiebedarf von Rechenzentren und dessen Auswirkungen auf die Gesellschaft.
3. Energieverbrauch: Analyse des Stromverbrauchs von Rechenzentren und der Herausforderungen im Netzwerk.
4. Kosten für die Allgemeinheit: Eine Untersuchung des Anstiegs der Strompreise für Haushalte in der Nähe von Rechenzentren.
5. Wasserverbrauch: Untersuchung des erheblichen Wasserverbrauchs von Rechenzentren zur Kühlung.
6. Kernenergie: Diskussion über Kernenergie als Lösung für saubere und zuverlässige Energie.
7. Branchenlandschaft: Listen der führenden Rechenzentrumsunternehmen und -standorte in den USA.
8. Globaler Kontext: Überblick über Chinas Rechenzentren, Maltas Status und Führungsrolle im Bereich der künstlichen Intelligenz.
9. Zusammenfassung der wichtigsten Trends und Zukunftsaussichten.

Der Energiebedarf der KI-Revolution

Die KI- Revolution   verändert unsere digitale Infrastruktur grundlegend und führt zu einem beispiellosen Anstieg des Energiebedarfs von Rechenzentren. Dies droht, die Energiemärkte umzugestalten, die Verbraucherkosten zu beeinflussen und Ökosysteme zu verändern. Mit zunehmender Komplexität und Verbreitung von KI-Systemen steigt auch der Energiebedarf der spezialisierten Recheninfrastruktur. Dieser Blog untersucht die  komplexen Zusammenhänge zwischen dem Ausbau von Rechenzentren und seinen vielfältigen Auswirkungen auf Energiesysteme  , Wasserressourcen und Gemeinden. Er präsentiert die  neuesten Daten und Trends, die diesen wichtigen Sektor in den Jahren 2025/2026 prägen werden  .

Die rasante Verbreitung generativer KI-Technologien hat einen massiven Bauboom von Rechenzentren ausgelöst. Große Anlagen beherbergen die Computersysteme, Server und Netzwerkgeräte, die unsere digitale Welt antreiben. Diese Einrichtungen sind unerlässlich für alles – von Streaming-Diensten und Cloud-Speicherung bis hin zum Training und Betrieb  fortschrittlicher KI-Modelle  . Diese digitale Expansion bringt jedoch erhebliche physische Kosten mit sich: steigender Stromverbrauch, erhöhter Wasserverbrauch für die Kühlung und wachsende Besorgnis der Bevölkerung hinsichtlich Infrastruktur und sozialer Gerechtigkeit.  Das Verständnis dieser Dynamiken ist entscheidend für politische Entscheidungsträger, Branchenführer und Kommunen,  die sich den Herausforderungen unserer zunehmend digitalisierten Wirtschaft stellen müssen.

Rechenzentren und ihren Energieverbrauch verstehen

Was sind Rechenzentren?

Rechenzentren sind spezialisierte Einrichtungen, die Computersysteme, Server, Datenspeichergeräte und zugehörige Netzwerkgeräte beherbergen. Diese Gebäude bilden  das physische Rückgrat unserer digitalen Welt  und ermöglichen alles von E-Mail und Cloud-Speicher bis hin zu Streaming-Diensten und künstlicher Intelligenz. Es gibt verschiedene Arten von  Rechenzentren  , die jeweils unterschiedliche Bedürfnisse erfüllen:

• Hyperscale-Rechenzentren:  Riesige, lagerhallenartige Anlagen, die enorme Arbeitslasten bewältigen können und typischerweise mindestens  5.000 Server (manche deutlich mehr) umfassen und eine Fläche von bis zu 900.000 Quadratfuß  oder mehr aufweisen. Diese Anlagen sind mit dem Cloud Computing gewachsen und werden rasant erweitert, um Anwendungen der künstlichen Intelligenz zu unterstützen.
• Enterprise-Rechenzentren:  Einrichtungen, die von einzelnen Unternehmen für deren privaten Datenspeicherungs- und Rechenbedarf betrieben werden.
• Colocation-Rechenzentren:  Einrichtungen, die mehreren Unternehmen Platz und Ressourcen vermieten und es Unternehmen ermöglichen, Infrastruktur bereitzustellen, ohne eigene Einrichtungen bauen zu müssen.

Ein  durchschnittliches herkömmliches Rechenzentrum beherbergt typischerweise zwischen 2.000 und 5.000 Server  , während kleinere Anlagen zwischen 500 und 2.000 Server umfassen. Hyperscale-Rechenzentren, die für künstliche Intelligenz optimiert sind, werden jedoch immer häufiger und deutlich größer. Die größten  verbrauchen so viel Strom wie 100.000 Haushalte,  und Neubauten werden voraussichtlich das 20-fache dieser Menge benötigen.

Umfang des Energieverbrauchs von Rechenzentren

Der Energiebedarf von Rechenzentren hat ein beispielloses Niveau erreicht: Allein in  den USA werden Rechenzentren im Jahr 2024 183 Terawattstunden (TWh) Strom verbrauchen.  Dies entspricht über 4 % des gesamten US-amerikanischen Stromverbrauchs und ist in etwa  gleich dem jährlichen Strombedarf ganz Pakistans.  Prognosen zufolge wird dieser Wert bis 2030 um 133 % auf 426 TWh steigen.

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Stromverbrauch von US-Rechenzentren (Prognose 2024-2030)

Laut einer Analyse von Bloomberg NEF werden Rechenzentren bis 2035 weltweit voraussichtlich mehr als 4 % des Stroms verbrauchen.   Wären Rechenzentren ein Land, stünden sie weltweit an vierter Stelle im Stromverbrauch,  hinter China, den USA und Indien  . Einige Experten prognostizieren, dass dies den größten Anstieg des US-Energiebedarfs seit der Verbreitung von Klimaanlagen in den 1960er-Jahren darstellen könnte.

Wie Rechenzentren Energie nutzen

Der Energieverbrauch in Rechenzentren hat zwei Hauptfunktionen:

• Rechenleistung (ca. 60 %):  Der Großteil des Stromverbrauchs entfällt auf Server, die digitale Informationen verarbeiten und speichern. Dies gilt insbesondere für  Hyperscale -Rechenzentren  , die für künstliche Intelligenz optimiert sind. Dort führen leistungsstarke Server mit hochentwickelten Chips Billionen mathematischer Berechnungen pro Sekunde durch. Diese KI-Chips verbrauchen zwei- bis viermal so viel Energie wie herkömmliche Serverchips.
• Kühlsysteme (7–30 %):  Die Vermeidung von Serverüberhitzung ist der zweitgrößte Energiebedarf. Dieser Anteil variiert stark je nach Effizienz der Anlage und reicht von etwa 7 % in effizienten Hyperscale-Rechenzentren bis über 30 % in weniger effizienten Enterprise-Rechenzentren.

Spezifische Arbeitslasten  beeinflussen den Energieverbrauch ebenfalls erheblich  . Generative KI-Aufgaben, die neue Bilder, Texte und andere Inhalte erzeugen, verbrauchen deutlich mehr Energie als ältere KI-Modelle, die lediglich  Muster in vorhandenen Daten erkennen  . Mit zunehmender Verbreitung generativer KI gewinnen deren außergewöhnlich hoher Energiebedarf immer mehr an Bedeutung für das Gesamtenergieprofil von Rechenzentren.

Energiekosten: Steigende Strompreise für die Gastgemeinden

Direkte Auswirkungen auf die Stromrechnungen der Haushalte

Der enorme Energiebedarf von Rechenzentren wirkt sich  direkt auf die Stromkosten von Haushalten und Unternehmen aus,  insbesondere in Regionen mit einer hohen Dichte dieser Einrichtungen. Energieversorger müssen kostspielige Modernisierungen ihrer Stromnetze vornehmen, um den erhöhten Energiebedarf neuer Rechenzentren zu decken. Diese  Kosten werden häufig  in Form höherer Strompreise an die Verbraucher weitergegeben .

Besonders ausgeprägt ist die Situation im  PJM-Verbundnetz, das 13 Bundesstaaten von Illinois bis North Carolina versorgt.  Rechenzentren haben  im  Kapazitätsmarkt 2025/26 (der die von den Anbietern zugesagte Gesamtmenge an Strom umfasst)  zu geschätzten Preiserhöhungen von 9,3 Milliarden US-Dollar geführt. Dies hat direkte Kostensteigerungen für Verbraucher  zur Folge: Die durchschnittliche Stromrechnung eines Haushalts wird in West-Maryland voraussichtlich um 18 US-Dollar und in Ohio um 16 US-Dollar pro Monat steigen.

Regionale Fallstudien

Die Auswirkungen  von Rechenzentren auf die Strompreise  variieren je nach Region und hängen von den lokalen Netzkapazitäten, dem regulatorischen Umfeld und der Konzentration der Einrichtungen ab:

• Virginia  : Mit über 600 Rechenzentren weist Virginia die höchste Konzentration in den USA auf und verzeichnete  im August 2024 einen Anstieg der Strompreise um 13 % im Vergleich zum Vorjahr.  Dominion Energy, das den Stromversorger im nördlichen Virginia, dem sogenannten „Data Center Alley“, betreibt, prognostiziert,  dass der Spitzenbedarf bis 2039 um mehr als 75 % steigen wird,  hauptsächlich aufgrund der Rechenzentren, verglichen mit nur 10 % ohne diese.
• Illinois und Ohio  : In diesen Bundesstaaten stiegen die Preise noch stärker an, nämlich um 16 % bzw. 12 % im August 2024 gegenüber dem Vorjahr, was deutlich über dem nationalen Durchschnitt von 6 % liegt.
• Texas  : Obwohl Texas die zweithöchste Anzahl an Rechenzentren (über 400) aufweist, war der  Preisanstieg mit 4 % moderater  , was unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass der unabhängige Netzbetreiber ERCOT neue Stromquellen relativ schnell anschließen kann.
• Kalifornien  : Obwohl Kalifornien landesweit die drittgrößte Anzahl an Rechenzentren aufweist,  stiegen die Preise nur um 1 %  , was unter dem nationalen Durchschnitt liegt. Allerdings liegen die Strompreise des Bundesstaates aufgrund anderer Faktoren, wie beispielsweise der Kosten für die Waldbrandprävention, weiterhin fast 80 % über dem nationalen Durchschnitt.

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Strompreiserhöhungen in Bundesstaaten mit großen Rechenzentren (August 2024)

Eine Studie der Carnegie Mellon University  schätzt, dass Rechenzentren und Kryptowährungs-Mining  bis 2030 zu einem Anstieg der durchschnittlichen Stromrechnung in den USA um 8 % führen könnten  . In den stark nachgefragten Regionen Zentral- und Nord-Virginias könnten die Kosten sogar um über 25 % steigen. Landesweit sind die Strompreise in den letzten Jahren bereits deutlich gestiegen: Ein  durchschnittlicher US-Haushalt wird 2024 monatlich 142 US-Dollar für Strom bezahlen – ein Anstieg um 25 % gegenüber 114 US-Dollar im Jahr 2014.

Wasserverbrauch: Der versteckte Durst von Rechenzentren

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Das Ausmaß des Wasserverbrauchs in Rechenzentren

Neben dem enormen Strombedarf  benötigen Rechenzentren erhebliche Wassermengen  für die Kühlung. Ein mittelgroßes Rechenzentrum kann  jährlich bis zu 110 Millionen Gallonen Wasser verbrauchen,  was dem jährlichen Wasserverbrauch von etwa 1.000 Haushalten entspricht. Größere Hyperscale-Rechenzentren verbrauchen sogar noch mehr Wasser; die größten verbrauchen bis zu  5 Millionen Gallonen pro Tag  (etwa 1,8 Milliarden Gallonen jährlich), was dem Verbrauch einer Stadt mit 10.000 bis 50.000 Einwohnern entspricht.

Die Rechenzentren in den USA verbrauchen insgesamt enorme Mengen Wasser. Einem Bericht zufolge  lag ihr Wasserverbrauch im Jahr 2021 bei etwa 449 Millionen Gallonen pro Tag und 163,7 Milliarden Gallonen jährlich.  Neuere Schätzungen, insbesondere für Hyperscale- und Colocation-Rechenzentren, gehen von einem Verbrauch von rund 17 Milliarden Gallonen im Jahr 2023 aus. Prognosen zufolge werden Hyperscale-Rechenzentren bis 2028 jährlich zwischen 16 und 33 Milliarden Gallonen Wasser verbrauchen.

Die Auswirkungen von KI auf den Wasserverbrauch sind besonders bemerkenswert. Forscher der University of California, Riverside, schätzen, dass  jede 100-Wort-KI-Anfrage etwa eine Flasche Wasser (519 Milliliter) verbraucht  . Auch wenn dies für einzelne Anfragen unbedeutend erscheinen mag, führt die kumulative Wirkung von  Milliarden KI-Interaktionen weltweit zu einem erheblichen Wasserbedarf.

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Wassereffizienz- und Kühltechnologien

Die Branche hat die Kennzahl „  Wassernutzungseffizienz“ (Water Usage Efficiency  , WUE) entwickelt, um die Wassernutzungseffizienz in Rechenzentren zu messen und zu steuern. Ähnlich der  „Stromnutzungseffizienz“ ( Power Usage Efficiency  , PUE) misst die WUE die Wassernutzungseffizienz eines Rechenzentrums in Litern pro Kilowattstunde (kWh).  Der ideale WUE-Wert ist „0“,  der nur in luftgekühlten Rechenzentren erreicht werden kann. Aufgrund klimatischer Gegebenheiten ist dieser Wert jedoch in den meisten Einrichtungen nicht realisierbar.  Die durchschnittliche WUE in Rechenzentren liegt bei 1,9 Litern pro kWh  – ein Zielwert für Verbesserungen.

Rechenzentren nutzen verschiedene Kühltechnologien  mit unterschiedlichem Wasserbedarf:

• Verdunstungskühlung:  Ein offenes, wasserintensives Verfahren, das die Verdunstung von Wasser zur Kühlung von Anlagen nutzt. Etwa  80 % des von Rechenzentren mit diesen Systemen entnommenen Frischwassers verdunsten  , der Rest wird in kommunale Kläranlagen eingeleitet.
• Flüssigkeitskühlung direkt auf dem Chip:  Leitet Kühlmittel direkt zu den Grafikprozessoren (GPUs) und den zentralen Verarbeitungseinheiten (CPUs).
• Immersionskühlung:  Server und Chips werden in spezielle dielektrische Flüssigkeiten eingetaucht, die Wärme effizient absorbieren.

Flüssigkeitskühltechnologien  können den Wasserverbrauch im Vergleich zu Verdunstungsmethoden deutlich reduzieren, insbesondere in Gebieten mit begrenzter Wasserverfügbarkeit.

Auswirkungen auf die Wasserversorgung der Gemeinde und Nachhaltigkeitslösungen

Der hohe Wasserverbrauch von Rechenzentren wirkt sich bereits auf die umliegenden Gemeinden aus, insbesondere in Ballungsräumen.  Nord-Virginia mit über 300 betriebenen Rechenzentren  in vier Landkreisen verdeutlicht diese Herausforderung. Die Rechenzentren dieser Region verbrauchten 2023 fast 2 Milliarden Gallonen Wasser, ein Anstieg von 63 % gegenüber 2019. Allein Loudoun County mit rund  200 betriebenen Rechenzentren verbrauchte 2023 etwa 900 Millionen Gallonen Wasser.

Diese Auswirkungen sind besonders besorgniserregend, da zwei Drittel der seit 2022 errichteten Rechenzentren in Regionen gebaut wurden, die bereits unter  Wasserknappheit leiden  , wie beispielsweise Kalifornien, Texas und Arizona. Diese Standortwahl birgt das Potenzial für  Wasserknappheit  und Konkurrenz zwischen Rechenzentren und lokalen Gemeinden um begrenzte Wasserressourcen.

Es gibt verschiedene Ansätze, um den Wasserfußabdruck von Rechenzentren zu reduzieren:

• Die Verwendung von recyceltem oder nicht trinkbarem Wasser für Kühlzwecke, insbesondere in trockenen oder dürregefährdeten Gebieten.
• Durch die Implementierung geschlossener Kühlkreisläufe, die eine mehrmalige Wiederverwendung von Wasser ermöglichen,  kann der Frischwasserverbrauch potenziell um bis zu 70 % reduziert werden  .
• Einsatz  von Luftkühlung  in Regionen, in denen Strom billiger ist und die Wasserressourcen begrenzt sind.
• Die Stromversorgung von Rechenzentren erfolgt durch  erneuerbare Energiequellen wie Solar- oder Windenergie, die deutlich weniger Wasser benötigen als fossile Kraftwerke.

Kernenergie: Saubere und gleichmäßige Stromversorgung von Rechenzentren

Die Attraktivität der Kernenergie für Rechenzentren

Die Kernenergie hat sich aufgrund ihrer Fähigkeit, „  konstante Leistung  “ mit einer  konstanten und zuverlässigen Stromquelle  unabhängig von den Wetterbedingungen bereitzustellen, als aussichtsreicher Kandidat für die Stromversorgung zukünftiger Rechenzentren etabliert. Diese Zuverlässigkeit ist besonders wertvoll für Rechenzentren, die generative künstliche Intelligenz unterstützen, welche eine massive und  unterbrechungsfreie Stromversorgung erfordert.

Die Attraktivität der  Kernenergie für Technologieunternehmen  umfasst Folgendes:

• CO2-freier Strom  , der die Nachhaltigkeitsziele von Unternehmen ohne Unterbrechungsprobleme unterstützt.
• Hohe Kapazitätsfaktoren  liegen typischerweise über 90 %, im Vergleich zu etwa 20-35 % bei Solar- und Windkraftanlagen.
• Das Potenzial,  Rechenzentren zusammen mit Kernkraftwerken anzusiedeln  , wodurch Übertragungskosten und -verluste reduziert werden.
• Langfristige Preisstabilität  im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, vorbehaltlich Schwankungen auf den Rohstoffmärkten.

Diese Übereinstimmung der Bedürfnisse hat Technologieunternehmen zu den wichtigsten Förderern der Bemühungen um  den Ausbau der Kernenergie in den Vereinigten Staaten gemacht. So  ist   beispielsweise  das von der Trump-Regierung angekündigte Projekt Stargate eine massive Initiative zum Aufbau einer Infrastruktur für künstliche Intelligenz .  Ziel ist die Gewinnung von Kernenergie aus einer Flotte kleiner modularer Reaktoren (SMRs). Das Projekt, das  Investitionen in Höhe von 500 Milliarden US-Dollar erfordert  , wird von  OpenAI, SoftBank, Oracle und MGX  als Hauptinvestoren sowie von  Microsoft und Nvidia  als Partnern unterstützt.

Unternehmen, die kernkraftbetriebene Rechenzentren betreiben oder planen.

Mehrere große Technologieunternehmen haben bedeutende Initiativen zur Stromversorgung von Rechenzentren mit Kernenergie angekündigt:

• Microsoft  hat mit Constellation Energy einen 20-Jahres-Vertrag zur Reaktivierung  des Kernkraftwerks Three Mile Island in Pennsylvania mit einer Investition von 1,6 Milliarden US-Dollar unterzeichnet  . Das Unternehmen hat außerdem einen separaten 20-Jahres-Energievertrag mit Constellation zur  Versorgung seiner Rechenzentren mit Kernenergie abgeschlossen  .
• Meta Platforms hat mit Constellation Energy einen 20-jährigen Energievertrag  zur Versorgung seiner wachsenden, auf künstlicher Intelligenz basierenden Rechenzentren in Illinois mit Kernenergie ab 2027  unterzeichnet  .
• Amazon Web Services  hat mit Talen Energy einen Abnahmevertrag über 1.920 Megawatt Strom bis zum Jahr 2042 aus dem  Kernkraftwerk Susquehanna in Pennsylvania abgeschlossen,  um nahegelegene Rechenzentren mit Strom zu versorgen.
• Switch hat mit dem Start-up-Unternehmen Oklo, das sich auf  fortschrittliche Kernreaktoren spezialisiert hat, eine unverbindliche Vereinbarung   zur Entwicklung von Kernkraftwerken unterzeichnet, die bis 2044 12 Gigawatt Strom für Rechenzentren liefern sollen.  Sam Altman  , CEO von OpenAI und bis vor Kurzem Vorsitzender des Aufsichtsrats von Oklo, ist ein wichtiger Befürworter von SMRs zur Stromversorgung von Rechenzentren.

Diese Partnerschaften stellen einen wachsenden Trend  direkter Beziehungen zwischen Technologieunternehmen und Kernkraftwerksbetreibern dar  und schaffen eine neue Marktstruktur für den Strombezug.

Soziale und ökologische Aspekte

Trotz ihrer potenziellen Vorteile wirft die Verbindung  von Kernenergie mit Rechenzentren  wichtige soziale und ökologische Fragen auf, die geklärt werden müssen:

• Entsorgung nuklearer Abfälle:  Ein starker Ausbau der Kernenergie würde das bestehende Problem der Entsorgung abgebrannter Kernbrennstoffe in Amerika verschärfen, für das es keine allgemein anerkannte politische oder technische Lösung gibt.
• Bedenken hinsichtlich der Wasserknappheit:  Kernreaktoren benötigen eine erhebliche Menge Wasser zur Kühlung, was die lokalen Wasserressourcen belasten kann, wenn sie zusammen mit wasserintensiven Rechenzentren betrieben werden.
• Regulatorische Herausforderungen:  Die Bemühungen der Trump-Administration, die Regulierungskapazität der Atomaufsichtsbehörde (NRC) zu reduzieren, geben Anlass zur Sorge hinsichtlich der Aufsicht, insbesondere im Hinblick auf den Ausbau der Kernenergie.
• Begrenzter Nutzen für die Gemeinschaft:  Kleine modulare Reaktoren (SMRs) würden weniger Arbeitsplätze schaffen als herkömmliche Kernkraftwerke, was den direkten wirtschaftlichen Nutzen für die Standortgemeinden einschränken könnte.
• Auswirkungen auf das Stromnetz:  Abnahmeverträge zwischen Technologieunternehmen und Energieversorgern können manchmal Strom von bestehenden Kernkraftwerken zu Rechenzentren umleiten, was dazu führen kann, dass Kernenergie aus dem Gesamtstromnetz entfernt wird und dies zu höheren Strompreisen für andere Kunden beiträgt.

Diese Faktoren unterstreichen die Notwendigkeit einer  sorgfältigen Planung und Regulierung  , um sicherzustellen, dass die Vorteile von kernkraftbetriebenen Rechenzentren gegen die potenziellen sozialen und ökologischen Kosten abgewogen werden.

Branchenlandschaft: Wichtigste Akteure und Rechenzentrumsstandorte

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Liste der Unternehmen, die Rechenzentren betreiben oder deren Eröffnung planen

Die Rechenzentrumsbranche umfasst eine Vielzahl von Unternehmen, von  Technologiegiganten, die Einrichtungen  für den Eigenbedarf bauen, bis hin zu spezialisierten Rechenzentrumsanbietern, die Colocation- und Cloud-Dienste anbieten:

Wichtigste Cloud-Anbieter:

•  Amazon Web Services (AWS)
•  Microsoft Azure
•  Google Cloud
•  Oracle Cloud-Infrastruktur

Die wichtigsten Rechenzentrumsbetreiber:

•  Digitale Immobilien
•  Equinix
•  CyrusOne
•  QTS Realty Trust
•  CoreSite (American Tower)
•  Eisenberg
•  Flexintal
•  Datenbank
•  Cologix
•  Kompass-Datumszentrum
•  Vantage-Datenzentrum
•  Ausgerichtete Rechenzentren 

Technologieunternehmen investieren massiv in Rechenzentren:

•  Meta (Facebook)
•  Apfel
•  Nvidia
•  IBM

Diese Unternehmen investieren zusammen jährlich Hunderte von Milliarden Dollar in den Ausbau von Rechenzentren. Allein im Jahr 2024 werden die drei größten US-amerikanischen Cloud-Anbieter,  Amazon, Microsoft und Google  , über  200 Milliarden Dollar für Investitionen ausgeben, wovon der größte Teil in den Bau von Rechenzentren  fließt   .

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Liste der wichtigsten Rechenzentrumsstandorte in den USA

Der Markt für Rechenzentren in den Vereinigten Staaten  konzentriert sich auf einige wenige Schlüsselzentren, die günstige Bedingungen bieten, darunter zuverlässige Stromversorgung, Glasfaseranbindung,  Steuervergünstigungen  und geeignete geografische Gegebenheiten:

• Nord-Virginia  : Die weltweit größte Konzentration an Rechenzentren mit über  300 Einrichtungen in den Countys Loudoun, Prince William und Fairfax . Die Region verfügt über eine installierte Leistung von 3.945 Megawatt für mehrere Nutzer – das Fünffache der Leistung von Dallas – und wird voraussichtlich das weltweit erste Rechenzentrum mit einer Leistung von zwei Gigawatt  werden   .
• Phoenix, Arizona  : Der zweitgrößte Markt in den USA mit über 100 Rechenzentren, die 1.380 Megawatt Strom liefern und von mehreren Mietern betrieben werden.
• Dallas, Texas  : Die Kapazität im  Großraum Dallas-Fort Worth  ist von 710 Megawatt im Jahr 2020 auf fast 1.650 MW bis Mitte 2024 gestiegen, was einer Steigerung von 200 % entspricht.
• Chicago, Illinois  : Ein wichtiger zentraler Knotenpunkt mit rund 130 Rechenzentren und einer elektrischen Leistung von rund 1.120 Megawatt, die von verschiedenen Mietern betrieben werden.
• Silicon Valley  ,  Kalifornien  : Heimat von fast 150 Rechenzentren, trotz hoher Immobilien- und Stromkosten.
• Weitere wichtige Märkte  : Atlanta, Georgia; die Tri-State-Region New York; Portland, Oregon; Miami, Florida; und Los Angeles, Kalifornien.

Laut  Data Center Map  gibt es  in den Vereinigten Staaten über 4.000 Rechenzentren,  darunter sowohl in Betrieb befindliche als auch im Bau befindliche. Ein Drittel davon  konzentriert sich auf nur drei Bundesstaaten  : Virginia (643), Texas (395) und Kalifornien (319).

Globaler Kontext: Internationale Märkte und Führungsrolle im Bereich der künstlichen Intelligenz.

Rechenzentren in China

Obwohl die Suchergebnisse keine konkreten Angaben zu einzelnen Rechenzentrumsstandorten in  China liefern  , zählt das Land zu den größten und am schnellsten wachsenden Rechenzentrumsmärkten weltweit.  Chinas beträchtliche Investitionen in KI-Infrastruktur, darunter  ein 2024 aufgelegter Halbleiterfonds in Höhe von 47,5 Milliarden US-Dollar  , deuten auf einen signifikanten Ausbau der Rechenzentren hin.  Chinesische Technologieunternehmen wie Baidu, Alibaba und Tencent  spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung KI-optimierter Recheninfrastruktur.

Der KI-Indexbericht 2025  stellt fest, dass  China weiterhin führend bei KI-Veröffentlichungen und Patenten ist – Aktivitäten, die erhebliche Rechenressourcen erfordern. Obwohl die genaue Anzahl der Rechenzentren in China in den Suchergebnissen nicht verfügbar war,  deuten die signifikanten Investitionen des Landes in KI und die Forschungsergebnisse  auf eine  ähnlich große und stetig wachsende Rechenzentrumsinfrastruktur hin.

Status des Rechenzentrums in Malta.

Laut  dem Länderbericht „Malta Digital Decade 2025“  schneidet das Land hinsichtlich der  KI-Einführung und der Digitalisierung von Unternehmen sehr gut ab  :  17,3 % der maltesischen Unternehmen nutzen KI  (über dem EU-Durchschnitt). Der Bericht erwähnt jedoch keine konkreten Rechenzentrumsprojekte oder -einrichtungen in Malta.

Malta scheint den Fokus auf den Ausbau seiner digitalen Infrastruktur und Fachkräfte zu legen  und schneidet bei der Digitalisierung öffentlicher Dienstleistungen gut ab. Der Bericht hebt hervor, dass  Malta über 100 % Hochleistungsnetze und eine 100%ige 5G-Basisabdeckung verfügt,  was auf eine solide digitale Basisinfrastruktur hindeutet. Dies lässt zwar vermuten, dass Malta die Infrastruktur für Rechenzentren aufbaut, die Suchergebnisse weisen jedoch keine konkreten, derzeit geplanten oder in Betrieb befindlichen Rechenzentrumsprojekte im Land aus.

Welches Land wird im Jahr 2025/2026 die Führung im Bereich der künstlichen Intelligenz übernehmen?

Laut dem  KI-Indexbericht 2025 der Stanford University  behalten  die Vereinigten Staaten ihre Führungsposition bei der Entwicklung erstklassiger KI-Modelle  . Amerikanische Institutionen entwickelten im Jahr 2024 40 bemerkenswerte KI-Modelle und übertrafen damit China (15) und Europa (3) deutlich.

Obwohl  die USA quantitativ führend sind, haben chinesische Modelle den qualitativen Abstand rasch verringert.  Die Leistungsunterschiede bei wichtigen Benchmarks wie MMLU und HumanEval haben sich von zweistelligen Werten im Jahr 2023 auf nahezu Parität im Jahr 2024 verringert.  China ist weiterhin führend bei KI-Publikationen und -Patenten und setzt seine starke Forschungsleistung fort.

Im Bereich privater Investitionen ist die Position der USA noch dominanter. Bis 2024  werden die privaten US-Investitionen in KI auf 109,1 Milliarden US-Dollar angewachsen sein,  was fast dem Zwölffachen der chinesischen 9,3 Milliarden US-Dollar und dem 24-Fachen der britischen 4,5 Milliarden US-Dollar entspricht.

Diese  Daten lassen darauf schließen , dass China  zwar  rasante Fortschritte bei den Fähigkeiten im Bereich der künstlichen Intelligenz macht  , die Vereinigten Staaten aber im KI-Wettlauf bis 2025 einen deutlichen Vorsprung behalten werden, insbesondere im Hinblick auf private Investitionen und die Entwicklung bemerkenswerter Modelle.

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Fazit: Digitales Wachstum mit nachhaltigen Ressourcen in Einklang bringen.

Der Ausbau  von Rechenzentren  ist ein entscheidender Faktor für das Zusammenspiel von technologischem Fortschritt, wirtschaftlichen Investitionen und Umweltauswirkungen.  Wie diese Analyse zeigt, treibt der Boom der künstlichen Intelligenz (KI) ein beispielloses Wachstum der Rechenzentrumsinfrastruktur voran, mit tiefgreifenden Folgen für Energiesysteme, Wasserressourcen und die Kosten für die Bevölkerung. Die Vereinigten  Staaten  sind derzeit führend in der KI-Entwicklung,  doch diese Position bringt erhebliche Herausforderungen im Inland mit sich, insbesondere im Hinblick auf die Verwaltung der physischen Infrastruktur, die zur Aufrechterhaltung dieses Vorsprungs erforderlich ist.

Die Rechenzentrumsbranche steht vor einer entscheidenden Weichenstellung.  Der derzeitige Trend des rasant steigenden Energie- und Wasserverbrauchs wirft ernsthafte Fragen hinsichtlich langfristiger Nachhaltigkeit und Gerechtigkeit auf.  Neue Lösungsansätze, darunter fortschrittliche Kühltechnologien, Partnerschaften mit Kernkraftwerken, Effizienzsteigerungen und optimierte Standortwahl, eröffnen jedoch Wege zu einer nachhaltigeren digitalen Infrastruktur.

Die Entscheidungen, die Technologieunternehmen, politische Entscheidungsträger und gesellschaftliche Akteure in den kommenden Jahren treffen, werden nicht nur  die Zukunft der künstlichen Intelligenz und digitaler Dienste prägen  , sondern auch die ökologische und ökonomische Landschaft für viele Jahre. Die richtige Balance zwischen der Nutzung des technologischen Fortschritts und dem Management seiner Auswirkungen auf die Ressourcen zu finden, ist eine der größten Herausforderungen unseres digitalen Zeitalters.

Häufig gestellte Fragen zu Rechenzentren und Energieverbrauch.

F: Wie kommt es, dass Rechenzentren meine Stromrechnung erhöhen?

A. Der enorme Energiebedarf der Rechenzentren zwingt die Energieversorgungsunternehmen zu teuren Netzmodernisierungen, deren Kosten in Form höherer Stromrechnungen an die Verbraucher weitergegeben werden.

F: Warum benötigen Rechenzentren so viel Wasser?

A. Rechenzentren benötigen enorme Mengen an Wasser zur Kühlung. Eine durchschnittlich große Anlage verbraucht bis zu 110 Millionen Gallonen pro Jahr, was dem Verbrauch von etwa 1.000 Haushalten entspricht.

F: Welche großen Unternehmen nutzen Kernenergie für ihre Rechenzentren?

A. Große Unternehmen wie Microsoft, Meta und Amazon sichern sich ihre Kernenergie durch langfristige Verträge, um eine saubere und zuverlässige Stromversorgung für ihre großen, energieintensiven Rechenzentren zu gewährleisten.

F: Welches Land wird im Jahr 2025/2026 die Führung im Bereich der künstlichen Intelligenz übernehmen?

A. Die Vereinigten Staaten sind derzeit führend, vor allem aufgrund der bedeutenden Produktion bemerkenswerter Modelle künstlicher Intelligenz und eines massiven Vorsprungs bei privaten Investitionen gegenüber anderen Ländern wie China.

F: Gibt es Lösungen, um Rechenzentren nachhaltiger zu gestalten?

A. Zu den wichtigsten Lösungsansätzen gehören die Einführung wassersparender Kühltechnologien, die Versorgung der Anlagen mit kohlenstofffreier Kernenergie und erneuerbarer Energie sowie die Verwendung von Recyclingwasser zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks.