Rechenzentren: Netzlast, Orbit-Tests und eine Geldstrafe von 1,1 Mio. Dollar

Das US-Energieministerium kündigte diese Woche an, 5.250.000.000 Dollar in Verbesserungen des Stromnetzes zu investieren. Das Geld stammt aus 1.900.000.000 Dollar Bundesmitteln und 3.350.000.000 Dollar Kostenteilung, wie The Register berichtet.

Das Geld fließt in 31 Projekte in 26 Bundesstaaten und soll mindestens 23 Gigawatt zusätzliche Kapazität bereitstellen. Davon ist der 1.900.000.000 Dollar Anteil die Bundeszuwendung, die das Ministerium verkündete. Beachte, was das Programm nicht tut: Es baut keine neue Erzeugung. Der Großteil der Arbeiten umfasst das Nachlegen von Kabeln oder den Wiederaufbau von mehr als 1.500 Meilen Übertragungsleitungen sowie den Einsatz von Sensoren, Stromflussregelungen und Analysetools auf 21.000 Meilen Netzinfrastruktur. Das Energieministerium behauptet, dies werde die Zuverlässigkeit verbessern und die Stromkosten für rund 100.000.000 Amerikaner senken. US-Energieminister Chris Wright sagte, die Investitionen würden „mehr aus der vorhandenen Infrastruktur herausholen, mehr Strom über das Netz transportieren und helfen, bezahlbare, zuverlässige und sichere Energie zu liefern, die die amerikanische Prosperität für Jahrzehnte tragen wird.“

Diese Einordnung ist wichtig. Die Einschränkung liegt nicht nur darin, wie viel Strom das Land erzeugen kann. Es geht darum, wie viel die Leitungen tragen und wie schnell das System Kapazität hinzufügen kann.

The Register berichtete, dass Moody's Anfang des Monats davor warnte, dass der Bau von Rechenzentren die Fähigkeit des Netzes, die nötige Kapazität hinzuzufügen, übertrifft. Bis 2030 schätzt Moody's den Stromverbrauch von US-Rechenzentren auf 426 TWh, fast doppelt so viel wie 2025. Diese Zahl sollte man im Hinterkopf behalten, wenn man Ankündigungen zu Netz-Upgrades liest. In der Zwischenzeit kaufen Betreiber Strom auf andere Weise. The Register erwähnte eine Flut von Investitionen in kleine modulare Reaktoren, geothermische Erzeugung und die Inbetriebnahme alternder Kernkraftwerke. Chiphersteller drängen auch auf schlauere, vernetztere Rechenzentren, die Kapazität bei Bedarf zurück ins Netz geben können, Nvidia sei hier zu nennen.

Kühlung ist das härtere Problem

Strom holt die Schlagzeilen. Die Wärme ist der Punkt, an dem die Physik unbequem wird. Googles Project Suncatcher, ein Vorhaben, KI-Berechnungen im Orbit zu testen, ist die klarste Veranschaulichung.

Ars Technica berichtete, dass Googles erster experimenteller Satellit, genannt MVP, am 1. Oktober an Bord einer SpaceX Falcon 9 als Teil des Transporter-18 Rideshares starten soll. Der Satellit ist ungefähr so groß wie ein Kühlschrank und trägt vier von Googles eigenen TPU-KI-Beschleunigern. Seine Solarmodule liefern etwa ein Kilowatt Leistung, gerade genug für eine Mikrowelle oder einen Haartrockner. Google hat das Raumschiff nicht von Grund auf gebaut. Während die KI-Hardware im Inneren von Google stammt, kommt der Satellit von einem Satellitenbild-Unternehmen namens Planet Labs, so Ars Technica. Der ursprüngliche Plan sah zwei maßgeschneiderte Satelliten im Jahr 2.027 vor, aber Google wollte schneller sein und integrierte seine Chips in einen Satelliten, den Planet Labs bereits für einen frühen Test gebaut hatte.

Kühlung ist der Grund, warum der Test nur in kurzen Stößen laufen wird. Ars Technica berichtete, dass Googles Lösung eine Schicht aus formbarem „thermal interface material“ verwendet, das die Chips mit Aluminium- und Kupfer-Wärmerohren verbindet, welche die Wärme in einen Radiator leiten, der sie ins All abstrahlt. Trotz allem kann das System nur für Stöße von etwa 15 Minuten arbeiten, bevor die TPUs heruntergefahren werden müssen, damit die Radiatoren aufholen können.

Tom's Hardware berichtete ebenfalls über die 15-Minuten-Grenze und merkte an, dass der Satellit KI-Anfragen für bis zu ein Jahr bearbeiten wird, während er bis zu sechs Jahre im Orbit bleibt, bevor er beim Wiedereintritt verglüht. Die beiden Quellen unterscheiden sich darin, wie lange die KI-Payload arbeiten wird, also die Dauerangaben mit Vorsicht genießen. Strahlung ist das andere Problem. Ars Technica wies darauf hin, dass Strahlung Chips beschädigen oder durch Bit-Flipps Berechnungen stören kann, und dass Googles Chips die gleichen TPUs sind, die es in irdischen Servern verwendet, nicht speziell gehärtete Hardware. Tom's Hardware berichtete, dass Googles Antwort für jetzt darin besteht, die Chips regelmäßig neu zu starten. James Manyika, Googles Senior Vice President of Research, sagte dem New York Times: „Wir erwarten, um ehrlich zu sein, nicht, dass wir in den nächsten Jahren etwas Nützliches Operatives haben werden.“ Er verglich das Vorhaben mit Googles fahrerlosen Autos, die das Unternehmen „wie vor 15 Jahren vor der Ankunft von irgendetwas“ testete.

Orbitale Rechenzentren sind keine kurzfristige Antwort auf irdische Strom- und Kühlungslimits. Es ist ein Forschungsprogramm mit einem vier-Chip-Satelliten und einem ein-Kilowatt-Solarmodul. Google hat laut Tom's Hardware Langzeitpläne für vernetzte Flotten von mehr als 80 Satelliten in den Raum gestellt, aber die eigene Forschungschefin des Unternehmens setzt den Zeitrahmen in Jahren, nicht in Quartalen.

Das Beispiel New Jersey mit 1,1 Mio. Dollar

Auf dem Boden wird die Durchsetzungslautstärke lauter. New Jersey hat den Betreiber eines der größten geplanten Rechenzentren an der Ostküste angewiesen, eine Geldstrafe von 1.100.000 Dollar zu zahlen, weil er Gasgeneratoren heimlich installiert und betrieben hat, im Verstoß gegen das state's Air Pollution Control Act, wie Ars Technica am 24. September berichtete. DataOne wurde nach einer Untersuchung von The Guardian und Floodlight News im August bestraft, die Wärme-Drohnenaufnahmen teilten, die zeigten, dass 45 der 62 Gasgeneratoren liefen.

Keiner der Generatoren hatte die erforderlichen Genehmigungen für Einheiten mit 37-Kilowatt-Kapazität oder höher, obwohl sie mit 1.982-kw-Leistungen liefen, mehr als das 50-fache der staatlichen Grenze, so Ars Technica. Das New Jersey Department of Environmental Protection bemerkte, dass solche Generatoren Kohlenstoffdioxid, Stickoxide, Kohlenmonoxid und andere Verbrennungspolllutanten emittieren, die Asthma verschlimmern, Herzinfarkte auslösen und vorzeitige Todesfälle verursachen können. DEP-Kommissar Ed Potosnak nannte das Vorgehen „mit Abstand das größte, das je gegen ein Rechenzentrum in New Jersey ergriffen wurde“ und sagte, Rechenzentren würden nicht „in diesem Staat ohne Konsequenzen gebaut oder betrieben“.

Das Abhilfe hat Grenzen. DataOne wurde 45 Tage gegeben, um Genehmigungen zu beantragen oder den Betrieb einzustellen, aber es kann die Gasmotoren weiterlaufen lassen, während es sie sucht. Nichole Gardner von der lokalen Umwelt-Nonprofit Sustain SJ sagte Ars: „Wir glauben, dass es unzureichend ist, sowohl in der Dollarhöhe als auch in der Durchsetzung.“ Ein DataOne-Sprecher sagte dem New York Times, das Unternehmen „wird die Luftgenehmigungen für die temporären Generatoren beantragen“, sagte, es „stimme nicht“ mit der Strafe überein, und fügte hinzu, dass die Anlage „zu leisen, niedrig emittierenden Brennstoffzellen wechselt“.

Anwohner in der Nähe der Vineland-Stätte, die Microsofts KI-Tools einschließlich Copilot betreibt, sind nicht beruhigt. Tiffany Leone-Vespa sagte der NYT: „Was haben wir eingeatmet, seit sie diese Generatoren ohne Genehmigungen laufen lassen?“ Steve Brown, ein anderer langjähriger Anwohner, nannte es eine „bitte nicht um Erlaubnis, frag später um Vergebung“-Anordnung. New Jersey hat mehr als 80 Rechenzentren geplant oder im Bau, und es hat kürzlich ein Gesetz verabschiedet, das Rechenzentrums-Steuerkredite beendet und Entwicklern den Zugang zu einem Fonds blockiert, der zuvor 250.000.000 Dollar Anreize anbot.

Setze die drei Geschichten zusammen und das Muster ist klar. Das Netz-Geld ist real, aber nachgelagert. Das orbitale Experiment ist real, aber winzig. Die New Jersey-Strafe ist real, aber, wie Anwohner bemerken, klein im Verhältnis zum eingesetzten Kapital. Keines von ihnen löst die Strom- und Kühlungsengpässe, die die eigenen Prognosen der Branche beschreiben.