Rechenzentren auf hoher See Rechenleistung aus Wellen

Der globale Siegeszug der künstlichen Intelligenz fordert seinen Preis. Der Strom- und Wasserbedarf von KI-Rechenzentren wächst schneller als die Infrastruktur an Land ausgebaut werden können. Lösungen auf hoher See könnten eine Alternative werden.

Panthalassa, ursprünglich der Name des gewaltigen Urozeans, der einst den Superkontinent Pangaea umgab, gilt als Urpazifik. Heute steht der Name für ein US-Startup, das die Energie des Ozeans nutzen will, um Rechenzentren auf hoher See mit Strom zu versorgen und zu kühlen. Statt die Energie zum Rechenzentrum zu transportieren, soll die Rechenleistung dorthin wandern, wo Energie bislang weitgehend ungenutzt vorhanden ist. Mitten im Ozean sollen autonome Plattformen aus der Bewegung der Wellen elektrische Energie gewinnen und damit direkt integrierte KI-Hardware versorgen.

Auf seiner Website spricht Panthalassa von „planetary-scale energy“ und einer Energieplattform für Rechenleistung und weitere Anwendungen. Hinter dieser zunächst groß klingenden Ankündigung steckt ein interessantes technisches Konzept. Wellenenergiewandler, Leistungserzeugung, Kühlung und Rechentechnik werden zu einem weitgehend autarken System zusammengeführt. Einen Netzanschluss oder ein Seekabel zum Festland soll ein solcher Knoten nicht benötigen.

Warum ausgerechnet mitten im Ozean?

Weder Wellenenergie noch Unterwasser-Rechenzentren sind eine neue Idee, was Projekte wie WEDUSEA oder Microsoft Natick zeigt. Seit Jahrzehnten werden unterschiedliche Verfahren entwickelt, um die mechanische Bewegung des Meeres in elektrische Energie umzuwandeln. Das grundsätzliches Problem ist allerdings, dass sich hohe Wellenenergiedichten häufig weit entfernt von den Orten mit elektrische Energie befinden.

Bei konventionellen Offshore-Kraftwerken muss die erzeugte elektrische Leistung deshalb gesammelt, transformiert und über Seekabel an Land übertragen werden. Mit zunehmender Entfernung steigen Aufwand und Kosten dieser Infrastruktur. Panthalassa dreht diese Logik um. Die erzeugte Energie soll gar nicht erst an Land transportiert werden. Stattdessen befindet sich die elektrische Last direkt auf der schwimmenden Plattform. Das Unternehmen will zunächst KI-Rechenhardware integrieren und die Ergebnisse der Berechnungen über Kommunikationsverbindungen übertragen. Elektrische Energie wird damit nicht mehr über viele Kilometer transportiert. Stattdessen verlassen vergleichsweise kleine Datenmengen die Plattform.

Eine Kugel und ein langes Rohr

Wie Panthalassas Ansatz grundsätzlich funktioniert, zeigt der Versuchsträger Ocean-2. Das System besitzt einen großen schwimmenden Körper an der Wasseroberfläche und eine lange, vertikal ins Meer ragende Struktur. Die Wellen versetzen den Schwimmkörper in eine periodische Auf- und Abbewegung. Diese mechanische Bewegung wird innerhalb des Systems auf ein hydraulisches Power-Take-off-System übertragen. Wasser beziehungsweise Hydraulikdruck übernimmt damit die Funktion eines mechanischen Übertragungsgliedes. Die Strömung treibt Turbinen beziehungsweise Generatoren an, welche die mechanische Energie schließlich in elektrische Energie umwandeln.

Das Prinzip ähnelt damit weniger einem Windrad auf dem Wasser als einem schwimmenden Wasserkraftwerk: Die Bewegung der Plattform gegenüber der Wassermasse wird genutzt, um einen kontrollierten Fluidstrom durch das Energieumwandlungssystem zu erzeugen. Ocean-2 diente Panthalassa dabei vor allem dazu, das Konzept unter realen Bedingungen zu erproben. Berichte über den Demonstrator nennen eine annähernd zehn Meter große Kugel und eine rund 60 Meter lange Unterwasserstruktur. Bei Tests wurden Spitzenleistungen von bis zu 50 kW angegeben.

Aus unregelmäßigen Wellen muss nutzbarer Strom werden

Für die Leistungselektronik beginnt an dieser Stelle ein interessantes Problem. Eine Meereswelle stellt keine konstante Energiequelle dar. Wellenhöhe, Periode und Richtung ändern sich, außerdem überlagern sich unterschiedliche Wellenzüge. Entsprechend schwanken Drehzahl, Drehmoment und Leistung des Generators. Ein Rechensystem benötigt dagegen eine definierte und stabile elektrische Versorgung.

Zwischen mechanischer Energiegewinnung und den Versorgungsschienen der Prozessoren ist deshalb eine elektrische Energiekette notwendig, die stark schwankende Eingangsleistung beherrscht. Generatorregelung, Gleichrichtung, DC-Zwischenkreis, Energiespeicherung und DC/DC-Wandlung müssen gemeinsam dafür sorgen, dass die empfindliche Rechenhardware von den kurzfristigen Schwankungen der Wellen entkoppelt wird.

Wie Panthalassa diese Leistungselektronik im Detail realisiert, legt das Unternehmen bislang nicht offen. Aus Systemsicht liegt hier jedoch eine der entscheidenden technischen Aufgaben: Energiequelle und Verbraucher besitzen vollkommen unterschiedliche dynamische Eigenschaften. Hinzu kommt, dass Rechenlasten selbst stark schwanken können. Die Leistungsregelung muss deshalb nicht nur die Wellenbewegung auf der Eingangsseite, sondern auch Lastsprünge auf der Ausgangsseite beherrschen.

Der Computer wird Teil des Kraftwerks

Genau an diesem Punkt wird die Kombination mit KI-Rechenhardware interessant. Ein klassisches Stromnetz verlangt, dass Erzeugung und Verbrauch kontinuierlich ausgeglichen werden. Bei einem autarken Rechenknoten lässt sich dagegen theoretisch auch die Last beeinflussen.

Steht viel Energie zur Verfügung, kann zusätzliche Rechenleistung aktiviert werden. Sinkt das Energieangebot, könnten weniger zeitkritische Rechenaufgaben reduziert oder verschoben werden. Der Rechencluster würde damit nicht mehr nur als Verbraucher betrachtet, sondern könnte Bestandteil des Energiemanagements werden.

Panthalassa selbst beschreibt Ocean-3 als Plattform für KI-Inferenz. Die 2026 angekündigte Series-B-Finanzierung soll unter anderem dazu dienen, diese nächste Generation der Systeme aufzubauen und einzusetzen. Damit verschiebt sich eine klassische Funktion: Normalerweise wird die Stromversorgung so dimensioniert, dass sie der Rechenlast folgt. Bei einem energieautarken Offshore-Rechenzentrum könnte zusätzlich die Rechenlast der verfügbaren Energie folgen.

Meerwasser zur Kühlung

Auch thermisch besitzt der Standort einen offensichtlichen Vorteil. Hochleistungsprozessoren wandeln einen großen Teil ihrer aufgenommenen elektrischen Energie letztlich in Wärme um. Diese Wärme muss kontinuierlich abgeführt werden. An Land kommen dafür aufwendige Luft- oder Flüssigkeitskühlsysteme zum Einsatz. Auf hoher See befindet sich dagegen eine enorme thermische Senke unmittelbar um das System herum.

Panthalassa plant deshalb hermetisch abgeschlossene Recheneinheiten, deren Verlustwärme letztlich an das umgebende Meerwasser übertragen wird. Dadurch entfällt zwar keineswegs die gesamte Kühltechnik – Wärme muss weiterhin vom Halbleiter über Heatspreader, Kühlkreisläufe und Wärmetauscher transportiert werden –, die Rückkühlung kann jedoch wesentlich anders ausgelegt werden als bei einem konventionellen Rechenzentrum. Gleichzeitig muss verhindert werden, dass Meerwasser mit der Elektronik in Kontakt kommt. Dichtungen, Wärmetauscher und Gehäuse werden damit zu sicherheitskritischen Komponenten.

Der Ozean ist gleichzeitig Energiequelle und Gegner

Was thermisch attraktiv erscheint, stellt mechanisch und materialtechnisch eine extreme Umgebung dar. Salzwasser fördert Korrosion, Organismen besiedeln Oberflächen und Leitungen, und jede Durchführung durch einen druck- oder wasserdichten Behälter stellt eine potenzielle Schwachstelle dar. Dazu kommen zyklische mechanische Belastungen durch Millionen von Wellenbewegungen. Gerade bei einer Anlage, deren Funktionsprinzip auf permanenter Bewegung beruht, werden Ermüdungsfestigkeit und Lebensdauer zentral.

Noch schwieriger ist die Wartung. Ein defektes Netzteil in einem Rechenzentrum an Land lässt sich vergleichsweise einfach ersetzen. Befindet sich das System dagegen hunderte Kilometer von der Küste entfernt, kann bereits ein kleiner Fehler einen kostspieligen Einsatz auf See notwendig machen. Panthalassas Wirtschaftlichkeit hängt deshalb nicht allein vom Wirkungsgrad der Energieumwandlung ab. Entscheidend wird sein, wie lange die Systeme ohne menschlichen Eingriff funktionieren können.

Kein Stromkabel

Vollständig von Land unabhängig sind die Plattformen allerdings nicht. Die berechneten Daten müssen übertragen und neue Aufgaben an das Rechensystem geschickt werden. Dafür setzt das Konzept auf Satellitenkommunikation. Berichten zufolge soll unter anderem Starlink eingesetzt werden.

Das beschränkt zugleich die möglichen Anwendungen. Eine Satellitenverbindung kann hinsichtlich Bandbreite und Latenz nicht ohne Weiteres eine lokale Glasfaseranbindung eines Hyperscale-Rechenzentrums ersetzen. Entscheidend ist deshalb das Verhältnis zwischen zu übertragender Datenmenge und erforderlicher Rechenleistung.

Eine Aufgabe, bei der wenige Eingangsdaten sehr viel Rechenarbeit auslösen und anschließend nur ein kleines Ergebnis übertragen werden muss, eignet sich deutlich besser als eine Anwendung, die kontinuierlich enorme Datenmengen mit dem Festland austauscht. Die Wahl der Workloads wird damit ebenso wichtig wie die Auslegung des Generators.

Ocean-3 soll aus dem Experiment ein Produkt machen

Panthalassa arbeitet bereits seit mehreren Jahren an der Technologie. Mit Ocean-2 wurde ein größerer Demonstrator im Pazifik erprobt. Die nächste Entwicklungsstufe Ocean-3 soll nun die Energieplattform mit Rechenhardware verbinden und den Schritt in Richtung kommerzieller Systeme vorbereiten. Das Unternehmen kündigte 2026 eine Series-B-Finanzierung über 140 Millionen US-Dollar an. Die Runde wurde von Peter Thiel angeführt; beteiligt sind unter anderem John Doerr, Time Ventures, SciFi Ventures, Hanwha Group, Fortescue Ventures und Super Micro Computer. Das Kapital soll unter anderem eine Pilotfertigung nahe Portland im US-Bundesstaat Oregon sowie die ersten Ocean-3-Systeme finanzieren.

Bemerkenswert ist dabei auch die Zusammensetzung des Teams. Panthalassa nennt Mitarbeiter mit Erfahrungen unter anderem bei Spacex, Blue Origin, Boeing, Apple, Google, Tesla, NASA, Los Alamos und Unternehmen aus Schiffbau und Offshore-Technik.

Für ein System, das Energieerzeugung, Schiffbau, Leistungselektronik, Hochleistungsrechner, Satellitenkommunikation und autonome Offshore-Technik miteinander verbindet, ist diese Mischung durchaus nachvollziehbar.

Die entscheidende Rechnung steht noch aus

Ob Panthalassas Konzept tatsächlich mit konventionellen Rechenzentren konkurrieren kann, lässt sich aus den bislang veröffentlichten Informationen noch nicht beurteilen. Die entscheidende Größe ist nicht die maximale Leistung eines einzelnen Wellenenergiewandlers, sondern die über Jahre zuverlässig bereitgestellte Rechenleistung im Verhältnis zu Investitions- und Betriebskosten. Dazu gehören Energieausbeute und Umwandlungswirkungsgrad ebenso wie Fertigungskosten, Lebensdauer, Verfügbarkeit, Wartung, Satellitenkommunikation und der Austausch ausgefallener Hardware. (mr)

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