Wie schwierig ist es überhaupt, ein weltweit riesiges Rechenzentrum zu bauen?
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Redaktionelle Anmerkung: Ein riesiger Rechenzentrumskomplex zwingt die Ingenieure, die alten Branchenregeln vollständig zu brechen. Dieser Artikel ist eine Übersetzung und wir hoffen, dass er Ihnen Anregungen gibt.
Die Nachfrage der Menschen nach intelligenteren (was heute größeren) KI-Modellen ist unersättlich. Zusammen mit der allgemeinen Verbreitung der bestehenden KI-Technologien hat der Bau von Rechenzentren weltweit einen exponentiellen Wachstumsschub erlebt. Sowohl die Anzahl der Projekte als auch die Bauumfänge haben Rekordwerte erreicht. Der am meisten beachtete ist das Hyperion-Rechenzentrum von Meta, das im Juni 2025 in Louisiana, USA, angekündigt wurde. Seine Gesamtstromversorgungskapazität beträgt beachtliche 5 Gigawatt. Mark Zuckerberg, CEO von Meta, sagte, dass die Fläche von Hyperion fast so groß wie die Hälfte von Manhattan sein wird. Die Stromversorgungskapazität der ersten Phase des Projekts beträgt 2 Gigawatt, und die Fertigstellung ist für 2030 geplant.
Obwohl die gigantische Größe von 5 Gigawatt in der Branche unübertroffen ist, gibt es derzeit weltweit bereits mehrere Dutzend ähnliche riesige Projekte, die parallel vorangetrieben werden. Michael Guckes, Chefökonom der Bau- und Datenplattform ConstructConnect, enthüllte: Bis Juli 2025 hatten die globalen Investitionen in Rechenzentren die Marke von 27 Milliarden US-Dollar überschritten. Der Jahresumsatz wird problemlos über 60 Milliarden US-Dollar liegen, und das Hyperion-Projekt allein macht ein Viertel der Gesamtinvestitionen aus.
Für die Ingenieure, die für die Umsetzung dieser Projekte verantwortlich sind, stellen die gegenwärtigen Herausforderungen eine nie dagewesene Herausforderung dar. Spitzen-Technologiekonzerne setzen enorme Mittel in die drei Kerntechnologien Rechenleistung, Kühlung und Netzwerk ein, um eine Supergrößen-Infrastruktur zu schaffen, die vor fünf Jahren noch undenkbar war.
Aber hinter dem rasanten Bau verbergen sich viele Gefahren. Der Bau großer Rechenzentren erfordert einen großen Zustrom von temporären Arbeitskräften, was direkt zu Lärmbelästigung, Verkehrsstaus und Umweltverschmutzung führt und auch oft die lokalen Strompreise in die Höhe treibt. Darüber hinaus verbrauchen KI-Rechenzentren rund um die Uhr extrem viel Strom, und der Umweltdruck bleibt auch nach der Fertigstellung erheblich. Neueste Studien zeigen, dass allein in den USA solche Rechenzentren jährlich Tausende von Tonnen an Kohlendioxid-Äquivalenten emittieren können.
Trotz der häufigen Probleme setzen Spitzen-KI-Unternehmen und Ingenieure weiterhin mit Hochdruck den Bau von riesigen Rechenzentren voran. Welche Hindernisse müssen also tatsächlich überwunden werden, um ein beispielloses Superrechenzentrum zu bauen?
KI ändert vollständig die Baustandards
Traditionelle Rechenzentren bestehen aus einem Stahlbetonfundament und einer Stahlskelettkonstruktion, auf die Betonwände gegossen werden. Es reicht aus, ein stabiles Gebäudegehäuse zu errichten. Meta hat sogar riesige temporäre Zelte errichtet, um schnelle und einfache Rechenzentren zu realisieren.
Aber die gigantische Größe von Spitzen-KI-Rechenzentren hat unzählige neue Probleme hervorgebracht. Robert Haley, Vizepräsident der Bauberatungsfirma Jacobs, sagte: Das größte Problem verbirgt sich unter der Erde. Lockeres, korrosionsanfälliges und quellbares Bodenmaterial kann die Bauzeit verzögern, und es müssen hohe Kosten für die Verstärkung und Umgestaltung aufgewendet werden.
Amanda Carter, leitende Fachkraft der Ingenieur-Designfirma Stantec, fügte hinzu, dass die Wärmeleitfähigkeit des Bodens ebenfalls von entscheidender Bedeutung ist, da die meisten Stromversorgungsanlagen unter der Erde vergraben sind. Wenn der Boden schlecht wärmeleitend ist, kann die von den Geräten erzeugte Wärme nicht abgeleitet werden, was leicht zu Störungen führt. Vor dem Bau müssen Ingenieure oft Hunderte von Bodenproben sammeln und wiederholt testen.
Rechenleistungshardware: Die Serverracks sind so schwer wie schwere Geräte. Heutzutage verwenden KI-Rechenzentren allgemein integrierte Serverrack-Systeme, wie beispielsweise das NVIDIA GB200 NVL72-Gesamtserverrack. Ein einzelnes Rack integriert 72 Grafikkarten (GPU), 36 Prozessoren (CPU) und hat ein maximaler Grafikspeicher von bis zu 13,4 TB. Das Rack ist 2,2 Meter hoch und wiegt über 1,5 Tonnen. Dies erfordert, dass das Rechenzentrum die Betondecke verdicken und die Stahlbewehrung verstärken muss, weit über den Standards für normale Gebäude hinaus. Ein einzelnes GB200-Rack verbraucht maximal 120 Kilowatt Strom. Wenn Hyperion mit vollem Leistungsvermögen von 5 Gigawatt betrieben wird, können im Park über 41.000 Serverracks installiert werden, und die Gesamtzahl der Rechenleistungschips wird über 3 Millionen überschreiten. In Zukunft werden die neue Generation von GPUs noch höhere Leistung und Energieverbrauch haben, und die endgültige Anzahl der installierten Geräte wird etwas geringer sein, aber der Energieverbrauchsdruck wird nur größer werden.
Kapitalinvestition: Milliarden in die Infrastruktur stecken. Laut Statistiken beliefen sich die globalen Investitionen in Rechenzentren in den ersten sieben Monaten von 2025 auf fast 27 Milliarden US-Dollar, und das Jahresvolumen wird voraussichtlich nahe an 60 Milliarden US-Dollar herankommen. Nur das Hyperion-Projekt von Meta kostet bereits 10 Milliarden US-Dollar. Der Bau von Rechenzentren ist heute zu einem Kernbestandteil der Bauindustrie geworden. Angesichts des rückläufigen Bedarfs an Wohnungsbau und öffentlicher Infrastruktur stellte der dritte Quartalsbericht von ConstructConnect 2025 klar: Wenn nicht neue Rechenzentrumsprojekte mit 110 Milliarden US-Dollar in die Infrastruktur investiert hätten, wäre der Niedergang der Bauindustrie viel gravierender gewesen.
Das ausreichende Kapital lässt die Unternehmen vollständig auf die traditionellen kostensparenden Konzepte verzichten. Vor der KI-Boomzeit strebten Rechenzentren vor allem niedrige Kosten und einfache Bauweise an; heute geht es nur um Geschwindigkeit und Größe. Große vorgefertigte Betonwände und -decken werden allgemein eingesetzt: Einige Decken können eine Spannweite von bis zu 23 Metern haben, und die maximale Belastbarkeit pro Quadratmeter beträgt bis zu 3.000 Kilogramm, mehr als doppelt so viel wie die Obergrenze der nationalen Norm für allgemeine Industriegebäude. Viele Bauteile müssen individuell angefertigt werden, was in der Vergangenheit keine wirtschaftliche Sinn gemacht hätte.
Die Bauzeit wird auch stark verkürzt: Ein leitender Angestellter der Rechenleistungsinfrastrukturfirma Cruo enthüllte, dass die Bauzeit, die früher 30 bis 36 Monate betrug, heute bereits in nur 12 Monaten abgeschlossen werden kann. Unter der hohen Druck der schnellen Fertigstellung steigt die Schwierigkeit der Personalmobilisierung und Materialbeschaffung sprunghaft.
Hyperion ist in der ländlichen Gemeinde Richland Parish in Louisiana angesiedelt, wo nur 20.000 Einwohner leben. Während der Bauzeit strömen jedoch mindestens 5.000 Zeitarbeiter ein. Die gut bezahlten Jobs bringen den umliegenden Gaststätten und kleinen Geschäften kurzfristig Mehrumsatz, aber auch Anwohnerbeschwerden: Verkehrsstaus, Baulärm, Staubverschmutzung und die Lichtverschmutzung durch rund um die Uhr gehende Bauarbeiten verschärfen die Konflikte ständig. Gleichzeitig kann der Bau die Grundwasserschicht beschädigen und die Abwasserableitung beeinträchtigen, und die Wasserqualität einiger Anwohner, die auf Brunnenwasser angewiesen sind, leidet. Einige US-Städte haben bereits direkte Verbote erlassen, um die Errichtung neuer Rechenzentren zu verhindern.
Strombedarf: Meistens "Eigenstromversorgung"
Strom ist das größte Problem für KI-Rechenzentren und auch der Kern der umweltpolitischen Kontroversen. Traditionelle Rechenzentren werden vorzugsweise in der Nähe von Stromversorgungszentren mit stabiler Stromversorgung und schneller Reaktionszeit errichtet. Elektrizitätsunternehmen in Virginia, USA, bauen neue saubere Energiekraftwerke, um den Strombedarf der Parks zu decken.
Aber der Stromverbrauch von Spitzen-KI-Rechenzentren hat die Kapazität des herkömmlichen Stromnetzes längst überschritten. Daten des Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien zeigen: Im Jahr 2014 belief der durchschnittliche Gesamtstromverbrauch aller Rechenzentren in den USA nur auf 8 Gigawatt; heute kann ein Spitzen-KI-Park bis zu 1 Gigawatt Strom verbrauchen, und Hyperion sogar 5 Gigawatt.
Abe Ramanan, Leiter eines Projekts einer sauberen Energieeinrichtung, gestand: Rechenzentren sind das größte Kopfschmerzproblem für alle Elektrizitätsunternehmen. Um den plötzlich auftretenden hohen Strombedarf zu bewältigen, müssen viele alte und schmutzige Notstromkraftwerke auf Basis fossiler Brennstoffe, die eigentlich ausgemustert werden sollten, nun wieder in Betrieb genommen werden.
Um die Stromversorgung von Hyperion zu gewährleisten, hat Meta direkt mit dem Elektrizitätsunternehmen Entergy in Louisiana zusammengearbeitet und drei Gasturbinenkraftwerke gebaut: Zwei davon sind in der Nähe des Parks errichtet, und eines ist im Südosten des Staates angeordnet. Entergy sagte, dass Meta die gesamten Baukosten der Kraftwerke trägt und die Strompreise für normale Haushalte nicht erhöhen wird. Aber eine Untersuchung der Bloomberg zeigte, dass in den meisten Gebieten, in denen Rechenzentren errichtet werden, die Strompreise steigen. Das Meta-Beispiel ist tatsächlich eine Ausnahme.
Der Kohlenstoffemissionsdruck ist enorm. Eine Studie in der Zeitschrift "Nature" im Jahr 2025 prognostiziert: Bis 2030 werden die Rechenzentren in den USA allein jährlich 24 bis 44 Millionen Tonnen an Kohlendioxid-Äquivalenten emittieren. Abgesehen von den Emissionen bei der Herstellung von Betonbaustoffen stammen die meisten Verschmutzungen aus dem extrem hohen Stromverbrauch der KI-Server. Die drei neuen Gasturbinenkraftwerke von Hyperion werden im gesamten Lebenszyklus jährlich zwischen 4 und 10 Millionen Tonnen an Kohlendioxid emittieren, was vergleichbar mit den gesamten Jahresemissionen des Landes Lettland ist.
Rechenzentren werden normalerweise mit Beton als Hauptbauwerk errichtet, und Stahl wird als Gerüst verwendet, um die Betonaußenwände zu verstärken und zu stützen. Das Fundament besteht normalerweise aus Ortbeton, während die Wände und Decken meist aus vorgefertigten Betonplatten bestehen, deren maximale Spannweite bis zu 23 Metern betragen kann. Die Decken haben eine verstärkte T-förmige Struktur ähnlich wie Stahlträger, und die Dicke kann bis zu 1,2 Metern betragen. Große Rechenzentren verwenden oft Hunderte solcher Betonplatten. Die amerikanische Zementgesellschaft schätzt, dass in den nächsten drei Jahren diese große Bauboom 1 Million Tonnen Zement verbrauchen wird. Aber dieser Verbrauch macht immer noch einen sehr kleinen Anteil in der gesamten Zementindustrie aus - im Jahr 2024 belief die Gesamtproduktion von Zement in den USA auf etwa 103 Millionen Tonnen.
Die Gesamtleistung dieser Kraftwerke kann bis zu 2,26 Gigawatt betragen. Sie verwenden alle kombinierte Gasturbinen, die die Abwärme aus den Abgasen wiederverwerten können. Diese Technologie kann die Wärmeeffizienz auf über 60 % erhöhen, so dass mehr Brennstoff in nutzbare Elektrizität umgewandelt werden kann. Im Vergleich dazu emittieren einfache Gasturbinen die Abgase direkt, und ihre Wärmeeffizienz liegt nur bei etwa 40 %.
Selbst wenn effiziente Anlagen verwendet werden, wird die jährliche Kohlenstoffemission der Kraftwerke für Hyperion im gesamten Lebenszyklus zwischen 4 und 10 Millionen Tonnen an Kohlendioxid betragen, je nach der Häufigkeit der Inbetriebnahme der Anlagen und den tatsächlichen Energieeffizienzstandards nach der Fertigstellung. Im schlimmsten Fall entspricht dies der Abgasemission von über 2 Millionen Privatwagen im Jahr.
Glücklicherweise verwendet Meta nicht alle seine Rechenzentren diese Stromversorgungsart. Das Unternehmen hat angekündigt, dass das große Rechenzentrumsprojekt Prometheus in Ohio, das für Ende 2026 in Betrieb genommen werden soll, ganzheitlich mit Kernenergie versorgt werden wird. Aber andere Technologiekonzerne wählen aus Gründen der schnellen Fertigstellung von Rechenzentren Stromversorgungslösungen mit niedrigerer Energieeffizienz.
Das extremste Beispiel ist das xAI-Gigant II-Rechenzentrum in Memphis: Das Unternehmen hat direkt mehrere Dutzend temporäre Gasturbinen-Generatoren herangeschafft, um diesen Vorortspark mit Strom zu versorgen. Das neue Rechenzentrum "Stargate" von OpenAI in Abilene, Texas (voraussichtlich im zweiten Halbjahr 2026 in Betrieb genommen), ist ebenfalls mit Gasturbinen mit einer maximalen Gesamtleistung von 300 Megawatt ausgestattet. Beide verwenden einfache Gasturbinenanlagen, deren Energieeffizienz weit hinter der der kombinierten Gasturbinenkraftwerke liegt, die Entergy für Hyperion gebaut hat.
Derzeit besteht ein Mangel an Gasturbinen, und die Wartezeit für