Die größte Bedrohung für den KI-Boom ist nicht der Code, sondern ein 140 Jahre altes Stück Hardware

In dem letzten Jahr, in dem ich Qualitrol geleitet habe, konnte ich eine der dringendsten Herausforderungen in unserem Energiesektor aus der ersten Reihe beobachten. Als führender Anbieter von Überwachungs- und Sicherheitslösungen für Transformatoren arbeiten wir eng mit zwei wichtigen Interessengruppen zusammen: den Herstellern, die diese wichtigen Netzkomponenten bauen, und den Führungskräften der Versorgungsunternehmen, die dafür verantwortlich sind, dass die elektrische Infrastruktur zuverlässig und widerstandsfähig bleibt.

Bei fast jedem Gespräch - ob es um die strategische Planung von Produktionssteigerungen oder die Optimierung des Netzbetriebs geht - dreht sich das Gespräch unweigerlich um den anhaltenden Transformatorenmangel. Dabei geht es immer um zwei Kernfragen:

• Wie können die Hersteller ihre Produktion erhöhen, um die steigende Nachfrage zu befriedigen?
• Wie können die Versorgungsunternehmen in der Zwischenzeit die Risiken verringern und die Zuverlässigkeit ihrer vorhandenen Anlagen maximieren?

Angesichts der aktuellen politischen Landschaft und der Marktdynamik zeichnet sich eine größere Sorge ab: Wird die inländische Produktion die Lücke jemals vollständig schließen können? Aus meinem Blickwinkel an der Schnittstelle von Produktion und Betrieb möchte ich hier eine fundierte Perspektive auf die Krise und die möglichen Wege in die Zukunft geben.

Die Daten zeichnen ein klares Bild

Es handelt sich nicht um eine vorübergehende Unterbrechung, sondern um ein tief verwurzeltes Problem in der Lieferkette mit weitreichenden Folgen.

Die Lieferzeiten für Transformatoren haben sich dramatisch verlängert und betragen oft zwei Jahre oder mehr - bei Hochspannungsanlagen sogar bis zu drei Jahre. Die Preise sind erheblich gestiegen - zwischen 45 % und 95 %, je nach Größe des Geräts - und das bei steigender Nachfrage und steigenden Kosten. Die USA sind bei etwa 80 % ihrer großen Leistungstransformatoren und 50 % der Verteilertransformatoren auf Importe angewiesen, was eine erhebliche Schwachstelle in unserer Energiesicherheit darstellt. Prognosen für das Jahr 2025 deuten auf ein Defizit von 30 % bei Leistungstransformatoren und 10 % bei Verteilertransformatoren hin, was zu Verzögerungen beim Netzausbau und zur Streichung von Projekten im ganzen Land führt.

Außerdem treiben die jüngsten Zölle - wie die erweiterten Zölle auf Transformatoren, Kupfer und andere wichtige Inputs - die Kosten in die Höhe und unterbrechen die Lieferketten. Diese Maßnahmen, die die heimische Industrie schützen sollen, verursachen stattdessen zusätzliche Kosten in Milliardenhöhe, treiben die Preise weiter in die Höhe und verlangsamen die Importe aus wichtigen Lieferländern wie Kanada, Mexiko und Asien. Sie fördern zwar das Reshoring, aber die unmittelbare Auswirkung ist die Verschärfung von Engpässen, da ausländische Einheiten ohne rasche inländische Alternativen weniger rentabel sind.

Warum dieser Mangel uns alle betrifft

Für Tech- und KI-Führungskräfte: Das explosive Wachstum von Rechenzentren kollidiert mit den Grenzen des Stromnetzes. Es wird prognostiziert, dass der Strombedarf von Rechenzentren bis 2030 um bis zu 165 % steigen wird, was bis zu 9-12 % des gesamten Stromverbrauchs in den USA ausmachen könnte. Ohne ausreichende Transformatoren für den Ausbau der Übertragungs- und Verteilungsnetze könnte dies zu Engpässen bei der Weiterentwicklung der KI und dem Aufbau der technischen Infrastruktur führen.

"Ohne ausreichende Transformatoren für den Ausbau der Übertragungs- und Verteilungsnetze könnte dies zu Engpässen bei der Weiterentwicklung der KI führen."

Für Energie- und Versorgungsfachleute: Die Modernisierung eines veralteten Netzes ist auch ohne Versorgungsengpässe schwierig genug. Transformatoren sind für die Integration erneuerbarer Energien, die Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Wetterbedingungen und die Unterstützung von Elektrifizierungstrends unerlässlich. Der Mangel stellt die routinemäßige Wartung und den Ersatz gegen den Bedarf an neuen Kapazitäten und zwingt zu schwierigen Kompromissen.

Für politische Entscheidungsträger: Unsere Abhängigkeit von Importen wurde von Gremien wie dem National Infrastructure Advisory Council als ein nationales Sicherheitsrisiko bezeichnet. Die Sicherung der heimischen Versorgungsketten ist für die Aufrechterhaltung der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit und der Energieunabhängigkeit der USA unerlässlich.

Ein ausgewogener Ansatz: Ramp Up Production and Optimize What We Have

Dieses Problem erfordert Maßnahmen an zwei Fronten:

Boost Domestic Manufacturing: Wir brauchen gezielte Anreize, um die Produktionskapazitäten in den USA zu erweitern. Die Verlagerung ist bereits im Gange, und die großen Unternehmen investieren massiv, um ihre Betriebe in die USA zu verlegen. Prolec GE beispielsweise investiert 140 Millionen Dollar in die Verdopplung der Kapazitäten für Transformatoren mittlerer Leistung in Goldsboro, North Carolina. Hitachi Energy beschleunigt seine Investitionen in den USA mit über 250 Millionen Dollar bis 2027, darunter 106 Millionen Dollar für eine Erweiterung der Transformatorenkomponenten in Alamo, Tennessee.

WEG Transformers USA hat seine Präsenz in Missouri mit Erweiterungen in Washington, MO, ausgebaut, obwohl sich die jüngsten Investitionen mehr auf die vertikale Integration in Mexiko und Brasilien zur Unterstützung der nordamerikanischen Versorgung konzentriert haben. Hyundai Electric (HD Hyundai Electric) investiert 272,3 Mio. USD, um die Produktion von Hochleistungstransformatoren um 30 % zu steigern, einschließlich Erweiterungen in seinem Werk in Montgomery, Alabama.

Diese Bemühungen sind vielversprechend, aber die Umstrukturierung erfolgt nicht in dem Tempo, das erforderlich wäre, um die Nachfrage auszugleichen. Trotz der Fortschritte ist die Abhängigkeit von Importen nach wie vor hoch, und es bestehen weiterhin Rückstände aufgrund von Faktoren wie Fachkräftemangel, Rohstoffbeschränkungen (z. B. bei kornorientiertem Elektrostahl und Kupfer), steigenden Kosten aufgrund von Zöllen, geopolitischen Spannungen und der für den Bau und die Inbetriebnahme neuer Anlagen erforderlichen Zeit. Steuergutschriften, Zuschüsse und Investitionen in kritische Materialien - in Verbindung mit der Ausbildung von Arbeitskräften - könnten dies beschleunigen.

Verbesserung der Anlagenverwaltung: Bei so langen Vorlaufzeiten können wir uns keinen Leerlauf leisten. Moderne Überwachungstechnologien - wie die von Qualitrol angebotenen, die komplette End-to-End-Lösungen einschließlich Sensoren, Analysen und Vorhersagetools bieten - ermöglichen es den Versorgungsunternehmen, die Lebensdauer von Transformatoren zu verlängern, die Ladekapazität sicher zu erhöhen und Ausfälle vorherzusagen, bevor sie auftreten. Die Technologie ist heute vorhanden, um diese Systeme im gesamten Stromnetz einzusetzen. Derzeit sind nur etwa 25 % der Transformatoren in Umspannwerken mit Online-Überwachungssystemen zur Analyse gelöster Gase (DGA) ausgestattet, so dass etwa 75 % nicht überwacht werden und für unerwartete Probleme anfällig sind.

Lösungen wie diese können die Versorgungslücke erheblich verringern, indem sie eine vorausschauende Wartung ermöglichen, die die Lebensdauer der Anlagen durch frühzeitige Erkennung von Anomalien und Trendanalysen verlängert und die Häufigkeit von Ausfällen und den unmittelbaren Bedarf an neuen Transformatoren verringert. Dies überbrückt nicht nur Engpässe durch die Optimierung der bestehenden Infrastruktur, sondern erhöht auch die Netzzuverlässigkeit durch Echtzeit-Situationsbewusstsein, proaktive Eingriffe zur Verhinderung von Ausfällen und verbessertes Lastmanagement - und unterstützt damit letztlich ein widerstandsfähigeres Stromversorgungssystem bei steigender Nachfrage. Datenanalysen in Echtzeit können die Leistung optimieren und dazu beitragen, die Versorgungslücke zu schließen, ohne die Sicherheit oder Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

Der Transformatormangel ist mehr als nur eine Hürde für die Branche - er ist ein entscheidender Faktor bei der Verwirklichung unserer energiepolitischen und technologischen Ziele. Aus meiner Erfahrung bei Qualitrol weiß ich aus erster Hand, wie eine proaktive Überwachung den Kunden geholfen hat, diese Engpässe zu überwinden, aber systemische Veränderungen sind dringend erforderlich.

Welche Strategie halten Sie für am effektivsten - ob Produktionsanreize, Tarifanpassungen oder Anlagenoptimierung?