KI-Boom: Fehlende Gasspeicher könnten Energieversorgung von Rechenzentren bremsen

Der rasante Aufstieg der Künstlichen Intelligenz treibt den Energiebedarf von Rechenzentren in ungeahnte Höhen. Doch eine kritische Infrastruktur hinkt hinterher: der Bau unterirdischer Erdgasspeicher, insbesondere Salzkavernen, der die zuverlässige Stromversorgung für KI-Anwendungen gefährden könnte. Experten warnen vor einem drohenden Engpass, der den Fortschritt im KI-Sektor bremsen könnte.

Der KI-Boom und sein Energiehunger

KI-Rechenzentren, die von Hyperscalern gebaut werden, benötigen eine extrem hohe Zuverlässigkeit der Stromversorgung von typischerweise 99,999%. Der US-Erdgas-Output wird voraussichtlich von 2024 bis 2030 um weitere 15-25% steigen und danach weiter zunehmen. Diese Entwicklung wird durch mehrere Faktoren angetrieben:

• Eine Verdopplung der Gasexporte.
• Ein Anstieg der Binnennachfrage durch die Welle des Rechenzentrumsbaus.
• Die fortschreitende Elektrifizierung.
• Die Verlagerung der Produktion ins Inland (Manufacturing Onshoring).

Diese steigende Gasnachfrage führt bereits zu höheren Strom- und Gasheizkosten. Energieanalysten und Entwickler erwarten, dass der Mangel an Speicherkapazitäten die Volatilität und die Versorgungsrechnungen weiter in die Höhe treiben wird.

Salzkavernen: Die unsichtbaren Speicher

Unterirdische Salzkavernen, tausende Fuß unter der Oberfläche, sind ideale Speicherstrukturen für die großen Mengen an Erdgas, die zur Versorgung von KI-Rechenzentren und zur Deckung des schnellen Wachstums der Gasexporteure entlang der US-Golfküste benötigt werden. Im Gegensatz zur strategischen Erdölreserve der USA gibt es jedoch keine staatliche Absicherung für Erdgasspeicher. Die Industrie muss kommerzielle Speicher selbst bauen, wobei Einnahmen oft erst Jahre später zu erwarten sind.

Es gibt zwei Hauptoptionen für die Entwicklung von Speichern. Die erste Methode beinhaltet das Bohren in natürlich vorkommende Salzkuppeln und das Einleiten von Wasser, um den Raum auszulaugen und auszuhöhlen. Dieses "Leaching" der Kavernen ist zeitaufwendig und erfordert oft vier Jahre Bauzeit. Die Kavernen sind strukturell stabil und können höhere Drücke verarbeiten.

Die günstigere und schnellere Option ist die Nutzung bestehender, erschöpfter Gasfelder, in die Gas zurückgepumpt wird. Solche Reservoirs sind jedoch nicht so strukturell stabil wie Salzkavernen und können keine höheren Drücke verarbeiten, was eine weniger häufige Einspeisung und Entnahme von Gas ermöglicht.

Die drohende Engpass-Falle

Branchenquellen schätzen, dass nur etwa die Hälfte des künftig benötigten neuen Gasspeichers geplant ist. In über einem Jahrzehnt wurde kaum neuer Gasspeicher gebaut, obwohl eine Welle von Bauprojekten für neue Pipelines und Kraftwerke im Gange ist – trotz eines Mangels an gasbefeuerten Turbinen für die Stromerzeugung. Ohne nahegelegene Gasspeicher sind Kunden auf Gasleitungen angewiesen, die durch Wetterereignisse, Erdrutsche oder Korrosion ausfallen können. Dies könnte Rechenzentren ohne Strom lassen, selbst wenn Gas anderswo verfügbar wäre.

Edmund Knolle, Präsident von Gulf Coast Midstream Partners, der ein großes Salzkavernen-Gasspeicherprojekt bei Houston entwickelt, das Ende 2030 in Betrieb gehen soll, äußert Bedenken: „Ich möchte kein Unruhestifter sein, aber es scheint, als hätten es alle in der Rechenzentrums-Welt sehr eilig und nicht über all die Dinge nachgedacht, die auf der Gasseite passieren können.“ Er fügte hinzu: „Ich denke, wir werden einen erheblichen Speichermangel haben. Sobald vielen Menschen ein Licht aufgeht, werden wir Jahre brauchen, um Speicher zu schaffen.“

Energieanalyst Jack Weixel von East Daley Analytics schätzt, dass etwa doppelt so viel Speicherkapazität benötigt wird wie die derzeit geplanten rund 300 Milliarden Kubikfuß. Er warnt, dass Wetterstörungen von Nebel bis zu gefrorenen Leitungen reichen können, die größte Angst jedoch ein massiver Hurrikan ist, der die Gaseportinfrastruktur an der Texas- und Louisiana-Golfküste trifft. Dies könnte zu "operationalem Chaos" führen, da die Speicher landesweit bereits nahe an ihrer Kapazität sind.

Herausforderungen und Lösungsansätze

Enbridge (Nr. 397 der Fortune Global 500), Nordamerikas größtes Pipeline- und Energiespeicherunternehmen, baut derzeit mehr neue Gasspeicher als jeder andere, indem es seine bestehenden Salzkavernen in Texas und Louisiana erweitert. Caitlin Tessin, Vizepräsidentin für Gastransmission bei Enbridge, bestätigt die "unglaubliche Nachfrage" und die Auslastung der bestehenden Infrastruktur: „Unsere Leitungen sind voll. Es gibt eine unglaubliche Nachfrage aus Erdgasperspektive, und unsere bestehende Infrastruktur und Anlagen sind voll.“ Sie bezeichnet das aktuelle Wachstum als "absolut beispiellos".

• Enbridge erweitert seine Anlagen Moss Bluff und Egan in Texas bzw. Louisiana, um insgesamt 23 Milliarden Kubikfuß hinzuzufügen, die inkrementell von 2028 bis 2033 in Betrieb gehen. Zudem wurde kürzlich eine Erweiterung des Tres Palacios Hubs in Südtexas abgeschlossen, mit drei neuen Kavernen, die von 2028 bis 2030 weitere 24 Milliarden Kubikfuß hinzufügen sollen.
• Edmund Knolles FRESH-Projekt (Freeport Energy Storage Hub) südwestlich von Houston soll in der zweiten Jahreshälfte 2026 mit dem Bau beginnen und 26 Milliarden Kubikfuß Gaskapazität in zwei Salzkavernen bieten.
• Trinity Gas Storage hat kürzlich eine brandneue Anlage in Ost-Texas mit 24 Milliarden Kubikfuß Speicherkapazität fertiggestellt. Im Dezember genehmigte Trinity eine Erweiterung um weitere 13 Milliarden Kubikfuß bis Ende Sommer 2026. Trinity nutzt dabei erschöpfte Reservoirs.

Jim Goetz, CEO von Trinity, betont, dass schnell mehr Speicher gebaut werden müsse, um mit dem Tempo des Rechenzentrums-Booms Schritt zu halten, insbesondere da viele Rechenzentren ihre eigenen temporären Gaskraftwerke bauen müssen, bevor sie an das Stromnetz angeschlossen werden können. Er bezeichnet die aktuelle Bauwelle als "Gas-Speicher-Superzyklus 2.0" und ist zuversichtlich, dass der Kapitalismus eine Lösung finden wird: „Es ist ein Problem, das gelöst werden wird. Wie? Da bin ich mir nicht unbedingt sicher. Aber es muss gelöst werden; ich denke, es hängt einfach zu viel davon ab.“

Alternative: Salzwasser-Flow-Batterien

Neben den traditionellen Gasspeichern bietet Salgenx ein netztaugliches Salzwasser-Flow-Batteriesystem an, das speziell für die Energiespeicherherausforderungen von KI-gesteuerten Rechenzentren entwickelt wurde. Diese Technologie soll die Notstromversorgung, das Spitzenlastmanagement und die Betriebsresilienz verbessern.

Die wichtigsten technischen Merkmale des Salzwasser-Flow-Batteriesystems umfassen:

• Spitzenlastmanagement: Absorbiert Leistungsspitzen von GPU-Clustern und liefert konditionierte Leistung, wodurch der Bedarf an Netzaufrüstungen reduziert, Spitzenlastgebühren gesenkt und empfindliche Hardware vor Spannungsinstabilität geschützt wird.
• Langzeit-Notstrom: Bietet Notstromkapazitäten ohne thermisches Durchgehen, was eine sichere Installation nahe GPU-Racks, Transformatoren oder innerhalb von Kühlsystemumgebungen ermöglicht, da der Elektrolyt ungiftig und nicht brennbar ist.
• Lange Lebensdauer: Eine Designlebensdauer von 20 Jahren mit unbegrenztem Zyklenbetrieb, was auf die entkoppelten Leistungs- und Energiekomponenten des Systems zurückzuführen ist. Die Skalierbarkeit ist ohne vollständigen Systemaustausch möglich.
• Wärme- und Energiemanagement: Das Batteriesystem unterstützt die Wärmerückgewinnung und die Verbindung mit Rechenzentrums-Kühlkreisläufen, ermöglicht die Nutzung von gespeichertem erneuerbaren Strom außerhalb der Spitzenzeiten und fungiert als thermischer Puffer.
• **Nachhaltigkeit:** Es werden keine Lithium-, Kobalt- oder seltenen Mineralien verwendet, was das Brandrisiko, die Versicherungskosten, Probleme bei der Zoneneinteilung für Gefahrstoffe und Lieferkettenengpässe reduziert. Salgenx betont, dass seine Batterien für die heimische Fertigung geeignet sind und eine US-basierte Lieferkette nutzen.

Diese Systeme sind für Hyperscale- und Colocation-Rechenzentrumsbetreiber konzipiert, die GPU-intensive Workloads verwalten, und zielen darauf ab, vorhersehbarere Energiekosten und eine geringere Anfälligkeit für Netzvolatilität, Ausfallzeiten und finanzielle Risiken zu bieten.

Ein Wettlauf gegen die Zeit

Die Branche steht vor der dringenden Herausforderung, die Speicherkapazitäten schnell genug auszubauen, um den exponentiellen Energiebedarf des KI-Booms zu decken. Die Kombination aus traditionellen Gasspeichern und innovativen Batterielösungen könnte entscheidend sein, um die Zuverlässigkeit der Energieversorgung für die digitale Zukunft zu gewährleisten und einen drohenden Engpass abzuwenden.