KI-Rechenzentren: Warum Strom am Netz vorbei entsteht

Wenn du hörst, dass ein neues KI-Rechenzentrum entsteht, denkst du vermutlich zuerst an Server, Chips und Daten. Inzwischen geht es aber mindestens genauso sehr um Strom. Große Anlagen mit einer installierten IT-Leistung ab 500 Kilowatt fallen seit 2024 unter eine eigene EU-Regelung zur Energie- und Nachhaltigkeitsberichterstattung. Gleichzeitig steigt der Leistungsbedarf moderner KI-Systeme deutlich. In einigen Regionen sind Netzanschlüsse knapp oder mit langen Planungszeiten verbunden. Das Ergebnis: Betreiber planen eigene Stromerzeugung direkt am Standort, teils als Microgrid, teils als weitgehend autarke Lösung.

Diese Entwicklung verändert die Logik der KI-Rechenzentren Stromversorgung. Strom entsteht dann nicht mehr ausschließlich im öffentlichen Netz und fließt zum Rechenzentrum, sondern wird vor Ort erzeugt, gespeichert und gesteuert. Das wirft Fragen auf: Wer trägt die Netzkosten? Wie transparent ist der tatsächliche Energieeinsatz? Und passt das zu europäischen Klimazielen?

Ein zentrales Motiv ist Planungssicherheit. KI-Anwendungen treiben den Strombedarf nach oben. Ein einzelner Campus kann im zweistelligen Megawattbereich liegen. Wer dafür einen neuen Hochspannungsanschluss braucht, ist auf Netzbetreiber, Genehmigungen und gegebenenfalls Netzausbau angewiesen. Das dauert. Parallel steigen die Anforderungen an Ausfallsicherheit. Schon kurze Unterbrechungen sind für viele Anwendungen nicht akzeptabel.

Technisch ist die Lösung greifbar. Moderne Wechselrichter und Batteriespeicher können ein eigenes Netz stabil halten. In der Fachliteratur werden dafür sogenannte grid-forming-Inverter beschrieben. Sie übernehmen in einem Inselnetz die Rolle, die sonst das öffentliche Stromnetz spielt: Frequenz und Spannung werden aktiv geregelt. Eine Veröffentlichung aus dem Jahr 2024 zeigt detailliert, wie solche modularen Systeme mit Batteriespeichern, Photovoltaik und weiteren Erzeugern koordiniert werden können.

Grid-forming-Konzepte ermöglichen einen stabilen Inselbetrieb, wenn Erzeuger, Speicher und Steuerung präzise aufeinander abgestimmt sind.

Hinzu kommt ein wirtschaftlicher Aspekt. Eigene Erzeugung kann Netzengpässe umgehen. Sie verlagert Investitionen von Netzinfrastruktur hin zu Kraftwerken, Speichern und Steuerungstechnik auf dem eigenen Grundstück. Ob das günstiger ist, hängt stark vom Betriebsmodell ab. Klar ist jedoch: Technisch ist Stromerzeugung ohne Netzanschluss heute machbar, wenn ausreichend Speicher und Reserveleistung eingeplant werden.

Mit der Delegierten Verordnung (EU) 2024/1364 hat die EU-Kommission eine Berichtspflicht für Rechenzentren eingeführt. Betroffen sind Anlagen mit einer installierten IT-Leistung von mindestens 500 Kilowatt. Erstmals mussten Betreiber ihre Kennzahlen bis zum 15. September 2024 melden, danach jeweils bis zum 15. Mai des Folgejahres.

Gemeldet werden unter anderem der gesamte Energieverbrauch, der Energieverbrauch der IT-Systeme, die Energie aus erneuerbaren Quellen am Standort sowie der Energieeinsatz von Notstromaggregaten. Auch Kennzahlen wie die Power Usage Effectiveness, kurz PUE, sind anzugeben. Diese Kennzahl setzt den Gesamtenergieverbrauch ins Verhältnis zur reinen IT-Leistung. Ein Wert von 1,2 bedeutet, dass für jede Kilowattstunde IT-Strom zusätzlich 0,2 Kilowattstunden für Kühlung, Stromversorgung und Infrastruktur anfallen.

Für Betreiber von Microgrids oder weitgehend autarken Anlagen heißt das: Eigene Stromerzeugung verschwindet nicht im Dunkeln. Energie aus Photovoltaik, Blockheizkraftwerken oder Generatoren muss erfasst und ausgewiesen werden. Die EU veröffentlicht aggregierte Daten auf Ebene der Mitgliedstaaten. Die zuständigen Behörden haben Zugriff auf detailliertere Angaben.

Die Verordnung erlaubt Off-Grid-Betrieb nicht ausdrücklich und verbietet ihn auch nicht. Sie setzt Transparenz. Wer dauerhaft mit fossilen Generatoren arbeitet, muss deren Energieeinsatz dokumentieren. Das schafft zumindest eine statistische Grundlage für politische Debatten über Klimawirkungen und Systemkosten.

In der Praxis gibt es drei typische Modelle. Erstens das klassische Backup. Das Rechenzentrum ist normal ans Netz angeschlossen, Diesel- oder Gasmotoren springen nur bei Ausfällen ein. Dieses Modell bleibt in Europa verbreitet.

Zweitens das hybride Modell. Hier wird ein Teil der Energie am Standort erzeugt, etwa durch Photovoltaik und Batteriespeicher. Das öffentliche Netz deckt die Grundlast oder Spitzen ab. Solche Konzepte können Netzentgelte reduzieren und Flexibilität schaffen, bleiben aber systemisch eingebunden.

Drittens der weitgehende Inselbetrieb. Ein eigenes Microgrid versorgt die Anlage dauerhaft. Batteriespeicher puffern Lastsprünge, Generatoren oder andere steuerbare Quellen sichern die Versorgung über längere Zeiträume. In der energiewirtschaftlichen Literatur wird beschrieben, wie solche Systeme Frequenz und Spannung selbst stabilisieren. Technisch anspruchsvoll sind dabei Strombegrenzung bei Fehlern, Koordination mehrerer Erzeuger und die sichere Wiederzuschaltung an ein öffentliches Netz.

Wirtschaftlich unterscheiden sich die Modelle deutlich. Dauerbetrieb mit fossilen Generatoren verursacht hohe Brennstoffkosten und Emissionen. Reine erneuerbare Versorgung erfordert große Speicher und damit hohe Anfangsinvestitionen. Hybride Lösungen verteilen Risiken, bleiben aber abhängig von Netzkapazitäten.

Wenn große Verbraucher eigene Kraftwerke bauen, verändert das die Lastverteilung im Netz. Einerseits entlastet ein Inselbetrieb lokal das öffentliche Netz. Andererseits entziehen sich solche Anlagen teilweise der gemeinsamen Finanzierung von Netzinfrastruktur. Netzentgelte verteilen sich dann auf weniger Abnehmer. Das kann die Kostenstruktur verschieben, auch wenn genaue Effekte vom jeweiligen Land und Tarif abhängen.

Für die Klimaziele kommt es auf die Energiequelle an. Die EU verlangt die getrennte Erfassung von Energie aus erneuerbaren Quellen am Standort und von Energie aus Notstromaggregaten. Diese Unterscheidung macht sichtbar, ob ein Rechenzentrum überwiegend mit erneuerbarer Eigenerzeugung arbeitet oder regelmäßig fossile Generatoren einsetzt.

In Deutschland ist ein vollständiger, dauerhafter Verzicht auf einen Netzanschluss regulatorisch kein Standardfall. Genehmigungen für Erzeugungsanlagen, Emissionsvorgaben und technische Anschlussregeln bleiben relevant, selbst wenn nur zeitweise oder gar nicht eingespeist wird. Das macht Off-Grid-Konzepte komplex.

Für die kommenden 12 bis 24 Monate zeichnet sich kein radikaler Systemwechsel ab. Wahrscheinlicher ist eine Zunahme hybrider Modelle. Betreiber kombinieren Eigenerzeugung, Speicher und Netzanschluss, um Bauzeiten zu verkürzen und Risiken zu streuen. Die KI-Rechenzentren Stromversorgung wird damit vielfältiger, aber auch regulatorisch stärker beobachtet.

KI-Rechenzentren verschieben die Debatte über Energieinfrastruktur. Eigene Stromerzeugung und Microgrids sind keine exotischen Experimente mehr, sondern konkrete Planungsoptionen. Technisch ist ein stabiler Inselbetrieb möglich, wenn Speicher, Steuerung und Reserveleistung stimmen. Politisch sorgt die EU mit klaren Berichtspflichten für Transparenz ab einer IT-Leistung von 500 Kilowatt. Entscheidend bleibt, welche Energiequellen eingesetzt werden und wie stark Rechenzentren ins öffentliche System eingebunden bleiben.