AI-stroom onder druk: Envision kiest voor Mongolië, Musk voor de ruimte

De snel groeiende AI-sector loopt steeds vaker tegen dezelfde praktische grens aan: waar komt alle benodigde elektriciteit vandaan? Envision Group kiest in Ulanqab, in de Chinese regio Binnen-Mongolië, voor een aardse oplossing. De Galaxy Campus is gestart met een eerste fase van 120 MW en moet uiteindelijk kunnen opschalen tot meer dan 2 GW, met rechtstreeks aangesloten hernieuwbare energie. 13

SpaceX kiest een veel radicalere route. Het bedrijf heeft een plan ingediend voor een netwerk van maximaal 1 miljoen satellieten op zonne-energie die als datacenters in een lage baan om de aarde moeten functioneren. Dat netwerk bestaat nog niet. 1819

Daarmee is Envision een interessant tegenvoorbeeld voor de gedachte dat AI-rekenkracht uiteindelijk van de aarde moet verdwijnen om stroomtekorten op te lossen. Het Chinese project bewijst niet dat datacenters op aarde altijd goedkoper of betrouwbaarder zullen zijn. Het laat wel zien dat een andere locatie op aarde soms een realistischer antwoord kan zijn dan een compleet nieuw infrastructuursysteem in de ruimte.

Twee manieren om het stroomprobleem van AI aan te pakken

Envisions aanpak is geografisch. Het bedrijf bouwt de rekeninfrastructuur niet in een gebied waar het elektriciteitsnet al zwaar belast is, maar in een regio met veel wind en zon, relatief koele omstandigheden en beschikbare grond. De Galaxy Campus combineert hernieuwbare opwekking, transmissie-infrastructuur, energieopslag en intelligent energiebeheer. 36

SpaceX kiest voor een architecturale oplossing. Volgens de aanvraag bij de Amerikaanse Federal Communications Commission (FCC), de telecomtoezichthouder in de Verenigde Staten, zouden satellieten in een lage baan om de aarde samen een gekoppeld systeem van datacenters vormen. De onderneming stelt dat de satellieten vrijwel voortdurend toegang tot zonlicht kunnen hebben en daardoor minder afhankelijk zijn van aardse elektriciteitsnetten. 1820

Kort gezegd:

• Envision brengt de servers naar de elektriciteit.
• SpaceX brengt de servers én het energiesysteem van de aarde weg.

Beide plannen leunen op energie uit zon en wind, maar de technische en financiële risico’s lopen sterk uiteen.

De projecten naast elkaar

Aspect	Envision Galaxy Campus	Orbitaal datacenter van SpaceX
Locatie	Ulanqab in Binnen-Mongolië, op aarde en dicht bij wind- en zonne-energie. 1	Een lage baan om de aarde, via een voorgestelde satellietconstellatie. 1819
Status	De eerste fase van 120 MW is in gebruik genomen; de capaciteit van meer dan 2 GW is een geplande uitbreiding. 13	Nog in de voorstel- en goedkeuringsfase. Grootschalige inzet moet nog worden gerealiseerd. 1820
Schaal	Ontworpen voor maximaal 2 GW aan vermogen en tot 1 miljoen AI-versnellers wanneer het complex volledig is uitgebouwd. 23	SpaceX heeft toestemming gevraagd voor maximaal 1 miljoen satellieten. De aanvraag legt niet vast dat ze allemaal worden gelanceerd en geeft geen voltooide reken capaciteit aan. 1819
Energiebron	Wind en zon op land, aangevuld met opslag en systemen voor energiebeheer. 36	Zonnepanelen in een baan om de aarde, waar in geschikte banen vrijwel voortdurend zonlicht beschikbaar kan zijn. 1920
Koeling	Bekende koelsystemen voor datacenters op aarde; het koele klimaat kan de koelvraag beperken. 27	Warmte moet via radiatoren worden uitgestraald, want een vacuüm voert geen warmte af door luchtstroming. 4546
Onderhoud	Servers, gebouwen en energieapparatuur zijn op aarde bereikbaar voor reparatie en vervanging.	Reparaties en vervanging van onderdelen zouden moeilijke en dure ruimteoperaties vereisen. 4647
Planning	De eerste fase draait al. 13	Musk zegt dat de eerste AI-satellieten in het vierde kwartaal van 2027 kunnen worden gelanceerd en in 2028 een “aanzienlijke schaal” kunnen bereiken. 17

Waarom Envision Musks uitgangspunt ter discussie stelt

De kracht van Envisions voorbeeld zit vooral in de praktische uitvoerbaarheid. Het project laat zien dat een tekort aan netcapaciteit niet per se moet worden opgelost door computers de planeet af te sturen. Je kunt de locatie van de rekenkracht veranderen en die direct koppelen aan beschikbare energiebronnen.

Een hernieuwbare AI-campus kan bovendien voortbouwen op bestaande technologie: standaardservers, conventionele netwerken, opslagsystemen, transmissieapparatuur en onderhoud op locatie. Envision gebruikt dat model inmiddels op een eerste schaal, ook al is de volledige capaciteit van het complex nog niet gebouwd. 13

Dat onderscheid is belangrijk. Voor veel AI-ontwikkelaars is het probleem niet dat er wereldwijd geen energie bestaat. De uitdaging is om op de juiste plek voldoende vermogen te krijgen en een nieuw datacenter op tijd op het elektriciteitsnet aan te sluiten. Envision probeert die flessenhals te vermijden door energieopwekking en rekeninfrastructuur in één project te integreren. 36

SpaceX wil de aansluiting op aardse elektriciteitsnetten volledig omzeilen. Daarvoor ontstaat echter een nieuwe keten van afhankelijkheden: lanceerfrequentie, satellietproductie, verbindingen tussen satellieten, warmteafvoer, bescherming tegen straling en de uiteindelijke vervanging van verouderde hardware.

Betrouwbaarheid: wisselende wind en zon tegenover complexiteit in de ruimte

Hernieuwbare energie betekent niet automatisch dat Envision dag en nacht over exact dezelfde hoeveelheid vermogen beschikt. De productie van wind- en zonne-energie varieert. De betrouwbaarheid van de campus hangt daarom af van de prestaties en omvang van de opslag- en energiebeheersystemen. De beschikbare informatie maakt niet duidelijk hoeveel gegarandeerd vermogen 24 uur per dag beschikbaar is, welke back-upvoorzieningen bestaan of hoe de locatie bij storingen presteert. 36

Zonne-energie in een baan om de aarde kan een constantere toevoer opleveren, maar onafgebroken zonlicht lost niet alle betrouwbaarheidsproblemen op. Hardware in de ruimte moet bestand zijn tegen straling, via een gedistribueerd netwerk communiceren en functioneren zonder het soort fysiek onderhoud dat op aarde normaal is. Deskundigen noemen koeling, lanceerlogistiek, de zware omstandigheden en de snelle ontwikkeling van AI-chips als openstaande problemen voor datacenters in een baan om de aarde. 464748

Vooral koeling werkt intuïtief anders dan veel mensen verwachten. De ruimte is koud, maar een vacuüm voert warmte niet af via lucht. Een datacenter op aarde kan warmte afvoeren met lucht, water of andere koelinstallaties. Een satelliet moet afvalwarmte als infraroodstraling naar de ruimte uitstralen. 4546

Kosten: een aardse efficiëntiewinst tegenover een speculatieve belofte

Het economische voordeel van Envision kan uit verschillende onderdelen bestaan: veel lokale hernieuwbare energie, minder afhankelijkheid van een overbelast net en mogelijk lagere koelbehoeften in een koele regio. De beschikbare bronnen geven echter geen geverifieerde totaalprijs per kilowattuur of per eenheid AI-rekenkracht voor de campus.

Het economische verhaal van SpaceX staat of valt nog sterker met toekomstige lanceerkosten. Volgens een analyse van het Europees Parlement vormen de economie en vooral de kosten om vracht in een baan om de aarde te brengen de belangrijkste barrière voor ruimtegebaseerde datacenters. De huidige herbruikbare lanceerkosten liggen nog in de orde van enkele duizenden euro’s per kilogram. 43

Een niet-peer-reviewed analyse laat zien hoe gevoelig de berekening is voor aannames. Bij een veronderstelde lanceerprijs van 200 dollar per kilogram zou 1 GW aan AI-rekenkracht in een lage baan om de aarde volgens die analyse 10.000 ton aan satellieten kunnen vereisen, ongeveer 50 Starship V3-lanceringen en alleen al 2 miljard dollar aan lanceerkosten. Dit zijn modelaannames, geen gerealiseerde prijzen van SpaceX en geen volledige raming van de projectkosten. 44

Voor geen van beide modellen staat de totale levensduurprijs al vast. Bij Envision blijven onder meer deze factoren onzeker:

• de prijs van AI-versnellers en servers;
• de opslagduur en kosten van vervanging;
• transmissie- en netwerkkosten;
• de benuttingsgraad van de reken capaciteit; en
• de uiteindelijke prijs van de geleverde hernieuwbare elektriciteit.

Bij SpaceX komen daar nog veel meer variabelen bij: het gewicht van de satellieten, lanceerfrequentie, zonnepanelen, radiatoren, stralingsbescherming, communicatie, storingen, verzekering, vervangingslanceringen en het risico dat AI-chips verouderen voordat de satellieten kunnen worden aangepast. Analisten waarschuwen specifiek dat een ontwerp dat eenmaal in een baan om de aarde is gebracht moeilijk kan meegroeien met de snelle ontwikkeling van chips. 4647

De planning bevoordeelt Envision — voorlopig

De eerste fase van 120 MW van Envisions campus draait al. De geplande uitbreiding naar 2 GW is echter nog niet voltooid. 13 Het project toont dus aan dat deze manier van bouwen kan worden uitgerold, maar nog niet hoe de volledig uitgebouwde campus technisch en economisch zal presteren.

De planning van SpaceX is voorwaardelijker. Musk heeft gezegd dat de eerste AI-satellieten eind 2027 kunnen worden gelanceerd en in 2028 een aanzienlijke schaal kunnen bereiken. 17 Daarvoor zijn onder meer goedkeuringen, productiecapaciteit, lanceergereedheid en een zeer frequent én goedkoop lanceerprogramma nodig.

De vergelijking is daardoor voorlopig die tussen een aardse infrastructuur met een operationele eerste fase en een ambitieuze ruimtearchitectuur waarvan de belangrijkste voordelen nog moeten worden bewezen.

Wat Binnen-Mongolië zegt over de Chinese computerstrategie

De Galaxy Campus past in een breder patroon: AI-infrastructuur wordt geconcentreerd in gebieden met veel energie, ruimte en gunstige koelomstandigheden. Volgens berichtgeving groeien Ulanqab en Binnen-Mongolië uit tot centra voor AI- en groene computerprojecten; ook andere technologiebedrijven zijn er actief of overwegen er faciliteiten. 1037

Deze strategie maakt van energiegeografie een concurrentievoordeel. Grote clusters worden gebouwd waar hernieuwbare energie beschikbaar is, waarna de reken capaciteit wordt verbonden met gebruikers en vraagcentra elders.

De bronnen ondersteunen de conclusie dat Binnen-Mongolië een belangrijke locatie voor AI-infrastructuur is. Ze zijn niet voldoende om Envisions precieze rol in de nationale computerstrategie van China te kwantificeren of bredere beleidsresultaten uitsluitend aan de Galaxy Campus toe te schrijven.

De grootste onbekende: toekomstige vraag

De economie van beide modellen hangt af van de manier waarop AI de komende jaren wordt gebruikt. Training en inferentie stellen verschillende eisen aan infrastructuur. Efficiëntere modellen kunnen de benodigde rekenkracht voor een bepaalde taak verminderen, terwijl de benuttingsgraad bepaalt hoeveel capaciteit daadwerkelijk inkomsten oplevert.

Snelle verbeteringen in hardware zorgen voor een extra spanningsveld. Een datacenter op aarde kan servers doorgaans vervangen via bestaande toeleveringsketens. Een systeem in een baan om de aarde moet hardware mogelijk veel langer aan boord houden en kan daardoor worden ingehaald door goedkopere en krachtigere nieuwe chips. 46

Een nominale capaciteit van 2 GW op aarde of een voorgestelde constellatie van 1 miljoen satellieten zegt daarom op zichzelf weinig over welk model uiteindelijk goedkopere of betrouwbaardere AI-rekenkracht levert. Daarvoor zijn gegevens nodig over kosten over de hele levensduur, benuttingsgraad, uptime, netwerkprestaties en de economie van hardwarevernieuwing.

Conclusie

Envision weerlegt niet dat AI-rekenkracht op termijn in een baan om de aarde kan worden uitgevoerd. Het zet wél vraagtekens bij de sterkere bewering dat stroombeperkingen op aarde geen schaalbare oplossing overlaten.

Het model uit Binnen-Mongolië is relatief vertrouwd: breng de reken capaciteit naar hernieuwbare energie, combineer die met opslag en slim energiebeheer en gebruik infrastructuur die op aarde kan worden onderhouden en vernieuwd. Het model van SpaceX kan op termijn voordeel halen uit vrijwel voortdurend zonlicht en onafhankelijkheid van aardse netaansluitingen. Maar eerst moeten lanceerkosten, warmteafvoer, stralingsbescherming, netwerkverbindingen en hardwarevervanging op grote schaal economisch haalbaar blijken.

Voor nu staat Envision voor een al gedeeltelijk uitgerolde aardse oplossing voor het stroomprobleem van AI. SpaceX vertegenwoordigt een potentieel zeer grote, maar ook zeer risicovolle gok op de vraag of computers in een baan om de aarde sneller goedkoper kunnen worden dan de praktische alternatieven op aarde.