Gasturbinen: Die explodierende KI-Stromnachfrage in den USA dient als Katalysator
In letzter Zeit sprechen viele Menschen über die KI-Rechenleistung, aber nur wenige graben tiefer in die unteren Ebenen der Industriekette: Hinter dem Boom der Rechenleistung wird die Stromversorgungslücke zum größten einschränkenden Faktor, während die bislang eher wenig beachtete Branche der Gasturbinen leise einen historischen Nachfrageboom erlebt.
Nachdem ich diese Woche an einer tiefgehenden Branchen-Telefonkonferenz teilgenommen habe, habe ich das langfristige Logikmodell besser verstanden, dass die KI-Rechenleistung die Modernisierung der Strominfrastruktur erzwingt und dadurch Chancen für Gasturbinen schafft.
Die Engpässe auf der Angebotsseite von Gasturbinen sind starrer als erwartet, und die Substitutionsmöglichkeiten für inländische Hersteller sind größer als angenommen.
Zuerst zum wichtigsten Katalysator: KI-Rechenzentren belasten das US-amerikanische Stromnetz bis an seine Grenzen, sodass die Eigenstromversorgung von einer Option zu einer Pflicht wird.
Die Wurzel dieses Nachfragebooms ist ganz einfach: Der Stromverbrauch von Rechenchips steigt zu schnell an.
Nach Berechnungen, von 2025 bis 2028 wird der Stromverbrauch von Rechenchips in US-Rechenzentren von 4,9 GW auf 55 GW sprunghaft ansteigen, zusammen mit dem Stromverbrauch von Kühlsystemen verdoppelt sich der Gesamtstromverbrauch direkt.
Die entsprechende Nachfrage nach Gasturbinen wird von 4,5 GW auf 57,5 GW ansteigen, mit Wachstumsraten von 200 %, 125 % und 86 % in drei aufeinanderfolgenden Jahren.
Dieser Zuwachs ist extrem beeindruckend.
Die IEA schätzt, dass der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren im Jahr 2030 etwa 945 Terawattstunden betragen wird, was etwa 3 % des weltweiten Gesamtstromverbrauchs im Jahr 2030 entspricht und mehr als das Doppelte des Wertes von 2024 ist, während der Stromverbrauch von Rechenzentren im Jahr 2024 etwa 1,5 % der weltweiten Stromnachfrage ausmachte.
Es wird erwartet, dass der Stromverbrauch von Rechenzentren von 2024 bis 2030 jährlich um etwa 15 % wächst. Diese Wachstumsrate ist mehr als viermal so hoch wie die gesamte Wachstumsrate des Stromverbrauchs aller anderen Branchen zusammengenommen.
Noch besorgniserregender ist die Veränderung des Anteils am gesamten Stromverbrauch.
Im letzten Jahr machte der Stromverbrauch von US-amerikanischen KI-Rechenzentren nur 2 % des gesamten gesellschaftlichen Stromverbrauchs aus, in diesem Jahr ist er bereits auf 6 % angestiegen, und im nächsten Jahr wird er voraussichtlich etwa 12 % erreichen.
Außerdem sind die Rechenzentren in den USA sehr konzentriert verteilt, sodass der Anteil am Stromverbrauch in den nordöstlichen Regionen wie Virginia und Pennsylvania noch beeindruckender ausfallen wird.
Aber das US-amerikanische Stromnetz selbst ist schon lange stark veraltet: Mehr als 70 % der Übertragungsleitungen sind seit mehr als 25 Jahren in Betrieb, die meisten Kraftwerke sind ebenfalls jahrzehntealt und arbeiten ständig nahe ihrer Leistungsgrenze, sie können diesen plötzlichen Zuwachs an Nachfrage überhaupt nicht bewältigen.
Erst ab 2022, als die Investitionen in KI begannen zu steigen, stiegen auch die Investitionen in das Stromnetz an.
Daher ist die Umorientierung der US-Strompolitik derzeit sehr eindeutig.
Trump hat in diesem Jahr zweimal von Technologiegiganten wie Amazon, Google und Microsoft verlangt, eine Verpflichtungserklärung zu unterzeichnen, wonach sie selbst Kraftwerke bauen dürfen, ohne mehr Ressourcen des öffentlichen Stromnetzes zu beanspruchen und die Strompreise für die Bevölkerung in die Höhe zu treiben.
Amazon ist bereits vorangegangen: Für seine großen in Texas geplanten Rechenzentren hat es direkt Gaskraftwerke mit einer Leistung von mehr als 7 GW vorgesehen, die als unabhängiges Stromversorgungssystem betrieben werden und nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden.
In Zukunft wird dieser Trend nur noch verbreiteter werden, sodass die Eigenstromversorgung auf Nutzerseite zur Standardausstattung neu gebauter Rechenzentren wird.
Viele Leute fragen sich: Es gibt so viele verschiedene Technologielinien für die Stromerzeugung, warum muss es unbedingt die Gasturbine sein?
Tatsächlich war die gasbetriebene Stromerzeugung in den USA in den letzten 20 Jahren die wichtigste Stromerzeugungsart, ihr Anteil stieg im Jahr 2024 auf 45 % an und wird in Zukunft stetig auf über 50 % steigen.
Im Anwendungsfall der Eigenstromversorgung für Rechenzentren sind die Vorteile von Gasturbinen fast maßgeschneidert: stabile Stromerzeugung, schnelle Startgeschwindigkeit, keine zusätzliche Speicheranforderung und niedrige Gesamtbetriebskosten über den gesamten Lebenszyklus.
Insbesondere für Rechenzentren, die extrem hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung stellen, ist die Hauptrolle von Gasturbinen kaum zu ersetzen.
Derzeit sind die Bestellungen für Gasturbinen bei führenden ausländischen Herstellern bereits seit langem sehr hoch.
Der globale Markt für Gasturbinen ist stark konzentriert: Die drei Giganten GEV, Siemens und Mitsubishi halten mehr als 80 % des Marktanteils, zusammen mit Ansaldo, Baker Hughes und Doosan Energy machen diese sechs Unternehmen zusammen mehr als 95 % des Marktes aus.
Im ersten Halbjahr dieses Jahres lag die Wachstumsrate der neu unterzeichneten Bestellungen bei diesen drei führenden Herstellern jeweils über 50 %, aber die Lieferungen können mit der Nachfrage überhaupt nicht Schritt halten.
Beispielsweise sind die Bestellungen von GEV bereits bis ins Jahr 2031 vorgemerkt, und die vorliegenden Bestellungen reichen für eine Produktion von fünfeinhalb Jahren.
Alle Hauptgerätehersteller fordern eine Kapazitätserweiterung an, aber die tatsächliche Wachstumsrate der Lieferungen ist sehr begrenzt, und die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage wird stetig größer.
Einer der am stärksten einschränkenden Punkte sind die Turbinenschaufeln, was auch der Kern der Angebotsstarrheit in dieser Branche ist.
Viele Leute glauben, dass die Hauptgerätehersteller das Problem durch eine Kapazitätserweiterung lösen können, aber das ist nicht der Fall.
Von den drei Hauptkomponenten der Gasturbinen haben die Schaufeln den höchsten Wertanteil von 35 % – davon machen Turbinenschaufeln 25 % und Verdichterschaufeln 10 % aus.
Noch wichtiger ist, dass die Temperaturbeständigkeit der Turbinenschaufeln direkt die Leistung der gesamten Maschine bestimmt. Bei einer Erhöhung der Einlasstemperatur um 40 ℃ steigt die Effizienz der gesamten Maschine um 1,5 % und die Leistung um 10 %.
Man kann sagen, dass die Obergrenze der Produktionskapazität von Schaufeln die Obergrenze der Produktionskapazität der gesamten Gasturbinenbranche ist.
Aber die Kapazitätserweiterung in diesem Bereich ist viel schwieriger als erwartet. Es handelt sich um eine Branche, die gleichermaßen kapital-, technologie- und arbeitsintensiv ist: Die Ausrüstung ist teuer, die Anforderungen an erfahrene Fachkräfte sind extrem hoch, und die Branche ist nicht standardisiert, es gibt Tausende von Modellen. Die Entwicklungszeit für jedes neue Modell beträgt mehr als ein Jahr, und für völlig neue Schaufeln von schweren Gasturbinen dauert es sogar drei bis fünf Jahre, bis sie serienreif sind.
Die beiden führenden globalen Hersteller von Turbinenschaufeln sind PCC und Howmet, die zusammen mehr als 50 % des weltweiten Marktanteils halten.
Aber die Kapazitätserweiterung bei beiden Unternehmen ist außerordentlich konservativ. Die letzte Kapazitätserweiterung von PCC war im Jahr 2015, also vor fast 12 Jahren, und während der Pandemie wurde die Belegschaft stark reduziert. Auch Howmet hat keine aggressiven Kapazitätspläne vorgelegt: Das Ziel ist, den Umsatz des Gasturbinengeschäfts bis 2029 zu verdoppeln, was hauptsächlich durch Preiserhöhungen und nicht durch eine Mengenausweitung erreicht werden soll.
Das bedeutet, egal wie viele Bestellungen die Hauptgerätehersteller unterzeichnen, ohne ausreichende Lieferung von Schaufeln können sie die Gasturbinen nicht ausliefern.
Dieser Engpass ist kurzfristig überhaupt nicht zu beseitigen, und das ist auch der Kern dafür, warum der aktuelle Hochkonjunkturzyklus der Gasturbinenbranche so lange andauern kann.
Aber dadurch haben auch inländische Hersteller große Chancen erhalten, und inzwischen haben sich eindeutige führende Unternehmen herausgebildet. In dieser Industriekette verdienen zwei Kernrichtungen besondere Aufmerksamkeit:
Die erste ist der Bereich der Kernkomponenten, zum Beispiel Jiangsu Yingliu Co., Ltd., der absolute Marktführer für Schaufeln von Gasturbinen und Flugtriebwerken im Inland.
Das Unternehmen begann bereits 2014 mit der Entwicklung von Schaufeln für Gasturbinen und Flugtriebwerken und hat insgesamt 2 Milliarden Yuan in den Aufbau von Produktionslinien investiert. Es ist eines der wenigen inländischen Hersteller, die in die Lieferketten der führenden ausländischen Hauptgerätehersteller aufgenommen wurden.
Derzeit befindet sich das Unternehmen an einem wichtigen Punkt der beschleunigten Erhöhung der Produktionskapazität: Von Mai bis Juli dieses Jahres wurden drei große Öfen nacheinander in Betrieb genommen, die zwischen August und Oktober jeweils in Produktion gehen. Ab dem dritten Quartal wird die Wachstumsrate des Umsatzes deutlich steigen, und es wird erwartet, dass die Wachstumsrate im zweiten Halbjahr über 40 % erreichen wird.
Noch mehr Potenzial bietet die Erweiterung des Kundenstamms. Die Zusammenarbeit mit Siemens ist von der Entwicklungsphase allmählich in die Serienproduktion übergegangen, sodass die Liefermenge an Siemens in 2 bis 3 Jahren voraussichtlich um das Zehnfache steigen wird. Die Zusammenarbeit mit GEV und Ansaldo schreitet ebenfalls schnell voran: Die Bestellungen von Ansaldo haben sich in diesem Jahr direkt verzehnfacht, und die langfristige Vereinbarung mit Baker Hughes läuft sogar bis ins Jahr 2031.
Nach den Plänen wird das Unternehmen voraussichtlich im Jahr 2028 einen Umsatz von 5 Milliarden Yuan erzielen und im Jahr 2030 die Marke von 10 Milliarden Yuan anstreben.
Die zweite Richtung ist der Bereich der Hauptgeräteintegration, zum Beispiel Jereh Co., Ltd., der führende inländische Integrator von Gasturbinen.
Das Unternehmen ist seit fast 20 Jahren auf dem nordamerikanischen Markt tätig, kennt die lokalen Umweltschutzrichtlinien, Stromgesetze und Produktzertifizierungssysteme sehr gut und hat eine starke Fähigkeit, Aufträge zu erhalten. Von Oktober letzten Jahres bis heute hat es insgesamt Aufträge im Wert von 3,1 Milliarden US-Dollar im Bereich von Rechenzentren erhalten, was ein sehr schnelles Wachstum bedeutet.
Das größte Highlight ist das Joint Venture mit FTI, dem weltweit führenden Anbieter von Wartungsdienstleistungen für Flugtriebwerke, das das Geschäft mit flugzeugabgeleiteten Gasturbinen betreibt: Ausgediente Flugtriebwerke werden zu Gasturbinen umgebaut, was niedrige Kosten und schnelle Lieferungen ermöglicht und perfekt auf die Anforderungen der Eigenstromversorgung von Rechenzentren abgestimmt ist. Das Joint Venture hat gerade einen großen Fünfjahresauftrag im Wert von 1,465 Milliarden US-Dollar erhalten, wobei die Produkte bis November nächsten Jahres schrittweise ausgeliefert werden.
In Zukunft werden solche Großaufträge im Wert von mehreren hundert Millionen US-Dollar höchstwahrscheinlich nach und nach realisiert, sodass die Leistung im nächsten Jahr wahrscheinlich noch nach oben korrigiert werden kann.
Darüber hinaus werden Hauptgerätehersteller wie Shanghai Electric und Dongfang Electric sowie relevante Unternehmen in Teilbereichen wie Schmiedeteile, Gehäuse und Abhitzekessel in unterschiedlichem Maße von diesem Branchenhoch profitieren.
Zusammengefasst betrachtet ist der aktuelle Boom der Gasturbinenbranche im Wesentlichen die Folge davon, dass die Nachfrage nach KI-Rechenleistung sich schichtweise entlang der Industriekette ausbreitet und schließlich die unterste Ebene der Strominfrastruktur erreicht.
Im Gegensatz zu vielen Branchen, die nur auf Konzepten basieren, ist die Nachfrage hier real, die Angebotsengpässe sind ebenfalls real, und der Hochkonjunkturzyklus wird sehr lang andauern – die Bestellungen der führenden Hersteller sind bereits bis ins Jahr 2031 vorgemerkt, es handelt sich nicht um einen Boom, der nach ein oder zwei Jahren vorbei ist.
Derzeit ist das Verständnis des Marktes für diesen Sektor noch unzureichend. Viele Menschen haben noch das starre Bild von „traditionellen Energieanlagen“ im Kopf und haben nicht erkannt, dass KI die Nachfragekurve dieser Branche vollständig umgestaltet hat.