Michael Kearney ist General Partner bei Engine Ventures, einer Risikokapitalfirma, die in Start-ups investiert, die bahnbrechende wissenschaftliche und technische Entwicklungen kommerzialisieren wollen. Seine Kollegin Lisa Hansmann ist Principal bei Engine Ventures und war zuvor als Special Assistant des US-Präsidenten in der Regierung Biden für Wirtschaftspolitik und deren Umsetzung mitzuständig.

Wir befinden uns in der Anfangsphase eines geopolitischen Wettbewerbs um die Zukunft der künstlichen Intelligenz. Die Gewinner dürften die Weltwirtschaft im 21. Jahrhundert dominieren. Was jedoch viel zu oft vergessen wird, ist die Tatsache, dass der enorme Bedarf der KI an großen und konstanten Strommengen sogar eine Chance ist, die nächste Generation sauberer Energietechnologien zu entwickeln. Wenn wir diese Chance ignorieren, wird der Westen im Rennen um die Zukunft der KI und der Energieerzeugung benachteiligt sein und die globale wirtschaftliche Führung an China abgeben.

Um das Rennen zu gewinnen, brauchen etwa die USA Zugang zu viel mehr elektrischer Energie, um ihre Rechenzentren zu versorgen. KI-Rechenzentren könnten das Stromnetz bis 2026 um den Wert von drei New Yorker Städten erweitern und ihren Anteil am US-Stromverbrauch bis zum Ende des Jahrzehnts auf 9 % mehr als verdoppeln. Die künstliche Intelligenz wird also zu einem Anstieg des Strombedarfs beitragen, den die USA seit Jahrzehnten nicht mehr erlebt haben. Einer aktuellen Schätzung zufolge steigt der Bedarf, der zuvor stagnierte, um etwa 2,5 % pro Jahr, wobei 66 % des Anstiegs auf Rechenzentren entfallen.

Der Grund für dieses Wachstum sind die energiehungrigen, hochentwickelten KI-Chips. Drei Wattstunden Strom werden für eine ChatGPT-Abfrage benötigt, verglichen mit nur 0,3 Wattstunden für eine einfache Google-Suche. Diese Rechenanforderungen machen KI-Rechenzentren einzigartig dicht: Sie benötigen mehr Strom pro Serverschrank und um Größenordnungen mehr Strom pro Quadratmeter als herkömmliche Einrichtungen. Sam Altman, CEO von OpenAI, hat dem Weißen Haus gegenüber die Notwendigkeit von KI-Rechenzentren mit einer Kapazität von fünf Gigawatt dargelegt – genug, um mehr als 3 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen. Und KI-Rechenzentren benötigen 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche eine konstante und zuverlässige Stromversorgung; sie sind 99,999% des Jahres in Betrieb.

Die Anforderungen, die diese Verbraucher im Gigawattbereich an das Stromnetz stellen, steigen schon jetzt viel schneller, als wir die physischen und politischen Strukturen ausbauen können, die die Entwicklung von sauberem Strom unterstützen. Mehr als 1.500 Gigawatt Leistung warten darauf, ans Netz angeschlossen zu werden, und die Zeit für den Bau von Übertragungsleitungen, um diesen Strom zu transportieren, erstreckt sich mittlerweile über ein Jahrzehnt. Ein Beispiel für die Herausforderungen bei der Integration neuer Energiequellen: Der größte Faktor, der die kürzlich von Constellation angekündigte Wiederinbetriebnahme des Kernkraftwerks Three Mile Island verzögert, ist nicht die Anlage selbst, sondern die Zeit, die für ihren Anschluss an das Netz benötigt wird.

Die reflexartige Reaktion auf die Herausforderung, die Versorgung mit sauberem Strom zu verbessern, besteht darin, uns vor eine falsche Wahl zu stellen: Entweder wir geben den Vorsprung der USA bei der künstlichen Intelligenz auf oder wir geben unser Engagement für saubere Energie auf. Diese Logik besagt, dass die einzige Möglichkeit, den wachsenden Energiebedarf der Computerwirtschaft zu decken, der Ausbau alter Energieressourcen wie Erdgas und die Erhaltung von Kohlekraftwerken ist.

Die katastrophalen ökologischen Folgen des Rückgriffs auf mehr fossile Brennstoffe liegen auf der Hand. Aber die wirtschaftlichen und sicherheitspolitischen Folgen sind ebenso gravierend. Weitere Investitionen in fossile Brennstoffe bedrohen unsere nationale Wettbewerbsfähigkeit, da andere Länder bei den sauberen Technologien, die die nächste Generation wirtschaftlicher Möglichkeiten darstellen, die Nase vorn haben – Märkte in Billionenhöhe.

Die Realität ist, dass der beispiellose Umfang und die Dichte der für die KI benötigten Energie neuartige Erzeugungslösungen erfordern, die in der Lage sind, rund um die Uhr zuverlässige Energie in immer größeren Mengen zu liefern. Während die Befürworter der alten Energieträger in der Vergangenheit auf die Unbeständigkeit der erneuerbaren Energien verwiesen haben, sind Energiequellen, die massive, verteilte und störungsanfällige Brennstofflieferungen wie Erdgas benötigen, ebenfalls keine Lösung. In Texas waren Erdgasanlagen für 70% der Ausfälle nach einem schweren Wintersturm Ende 2022 verantwortlich. Mit der Verschärfung des Klimawandels werden wetterbedingte Ausfälle wahrscheinlich noch zunehmen.

Wir sehen den dringenden Bedarf der KI an Energiedichte nicht als Wahl zwischen KI-Wettbewerbsfähigkeit und Klima, sondern als Chance, eine Reihe neuer Technologien auf den Weg zu bringen, die von neuen Käufern und neuen Marktstrukturen profitieren – und damit die USA in die Lage versetzen, nicht nur die KI-Zukunft zu ergreifen, sondern auch die Märkte für die energiedichten Technologien zu schaffen, die für deren Betrieb benötigt werden.

Die unaufhörliche Nachfrage nach Rechenleistung in Rechenzentren passt am besten zu einer Reihe von neuen Quellen für saubere, zuverlässige Energie, die derzeit rasant weiterentwickelt werden. Dazu gehören die fortschrittliche Kernspaltung, die schnell und in kleinem Maßstab eingesetzt werden kann, und die nächste Generation der geothermischen Energie, die überall und jederzeit eingesetzt werden kann.

Eines Tages könnte das Arsenal auch die Kernfusion als Quelle für nahezu unbegrenzte saubere Energie umfassen. Diese Technologien können große Energiemengen auf relativ kleinem Raum erzeugen und entsprechen damit der Nachfrage der KI nach konzentrierter Energie. Sie haben das Potenzial, eine stabile, zuverlässige Grundlast zu liefern, die auf den 24/7-Betrieb von KI-Rechenzentren abgestimmt ist. Während sich einige dieser Technologien (wie die Kernfusion) noch in der Entwicklung befinden, sind andere (wie die fortschrittliche Kernspaltung und die Geothermie) bereits heute einsatzbereit.

Die Anforderungen der KI an die Leistungsdichte erfordern auch neue Verbesserungen der Elektrizitätsinfrastruktur – fortschrittliche Leiter für Übertragungsleitungen, die bis zu zehnmal so viel Strom durch viel kleinere Gebiete transportieren können, eine Kühlungsinfrastruktur, die die Hitze riesiger Mengen energiehungriger Chips, die nebeneinander brummen, bewältigen kann, und Transformatoren der nächsten Generation, die eine effiziente Nutzung von Hochspannungsstrom ermöglichen. Diese Technologien bieten den KI-Rechenzentren erhebliche wirtschaftliche Vorteile in Form von besserem Zugang zu Strom und geringeren Latenzzeiten und ermöglichen den raschen Ausbau unseres Stromnetzes aus dem 20. Jahrhundert für die Bedürfnisse des 21.

Darüber hinaus wird die Konvergenz von KI und Energietechnologien eine schnellere Entwicklung und Skalierung beider Sektoren ermöglichen. Im Bereich der sauberen Energie dient die KI als Erfindungsmethode, die das Tempo der Forschung und Entwicklung für die nächste Generation von Materialien beschleunigt. Sie ist auch ein Werkzeug für die Produktion, das die Kapitalintensität reduziert und die Skalierung beschleunigt. Schon jetzt hilft uns die KI, Hindernisse bei der nächsten Generation von Energietechnologien zu überwinden. Princeton-Forscher nutzen sie zum Beispiel, um Plasmainstabilitäten vorherzusagen und zu vermeiden, die lange Zeit ein Hindernis für nachhaltige Fusionsreaktionen waren. In der Geothermie und im Bergbau beschleunigt KI das Tempo und senkt die Kosten für die Entdeckung und Erschließung kommerziell nutzbarer Ressourcen. Andere Unternehmen setzen KI ein, um die Leistung von Kraftwerken vor Ort vorherzusagen und zu optimieren, wodurch die Kapitalintensität von Projekten erheblich reduziert wird.

In der Vergangenheit war die Einführung neuartiger sauberer Energietechnologien von den Energieversorgern abhängig, die notorisch langsam sind, wenn es darum geht, Innovationen zu übernehmen und in neuartige kommerzielle Projekte zu investieren. Die KI hat jedoch eine neue Kapitalquelle für Stromerzeugungstechnologien erschlossen: große Technologieunternehmen, die bereit sind, einen Aufpreis für sauberen Strom rund um die Uhr zu zahlen, und die schnell handeln wollen.

Diese „neuen Käufer“ können zusätzliche saubere Kapazitäten in ihrem eigenen Hinterhof bauen. Oder sie können innovative Marktstrukturen einsetzen, um Versorgungsunternehmen zu ermutigen, neue Wege zu gehen, um neue Technologien zu verbreiten. Es gibt bereits Beispiele dafür, wie die Vereinbarung zwischen Google, dem Geothermie-Entwickler Fervo und dem Energieversorger NV Energy aus Nevada, um sauberen, zuverlässigen Strom für Rechenzentren zu einem Aufpreis zu sichern. Das Auftauchen dieser preisunempfindlichen, aber auf Lieferzeiten angewiesenen Käufer kann den Einsatz von sauberen Energietechnologien beschleunigen.

Die geopolitischen Auswirkungen dieser Verknüpfung von KI und Klima liegen auf der Hand: Die sozioökonomischen Früchte der Innovation werden in die Länder fließen, die sowohl den Wettlauf um die KI als auch um das Klima gewinnen. Das Land, das in der Lage ist, den Zugang zu einer zuverlässigen Grundlastversorgung auszubauen, wird langfristig die KI-Infrastruktur anziehen – und vom Zugang zu den Märkten profitieren, die die KI schaffen wird. Und das Land, das diese Investitionen zuerst tätigt, wird die Nase vorn haben. Dieser Vorsprung wird sich im Laufe der Zeit vergrößern, da sich technischer Fortschritt und wirtschaftliche Produktivität gegenseitig verstärken.

Heute neigt sich die Anzeigetafel für saubere Energie in Richtung China. Das Land hat in den letzten zehn Jahren 37 Kernkraftwerke in Betrieb genommen, während die Vereinigten Staaten nur zwei hinzugefügt haben. Bei der Kernfusion übertrifft China die USA im Verhältnis zwei zu eins und arbeitet praktisch rund um die Uhr an der Kommerzialisierung der Technologie.

Wenn man bedenkt, dass der Wettbewerb um die Vorherrschaft der KI auf die Skalierung der Leistungsdichte hinausläuft, ist der Bau einer neuen Flotte von Erdgaskraftwerken, während unser Hauptkonkurrent ein Arsenal der leistungsstärksten verfügbaren Energieressourcen aufbaut, so, als würde man ein Messer zu einer Schießerei mitbringen.

Die Vereinigten Staaten und die in den USA ansässigen Technologieunternehmen, die an der Spitze der KI-Wirtschaft stehen, haben die Verantwortung und die Möglichkeit, dies zu ändern, indem sie den Energiebedarf der KI nutzen, um die nächste Generation sauberer Energietechnologien zu entwickeln. Die Frage ist nur: Werden sie es tun?