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2025 年,全球有 1995 个数据中心位于高度缺水的地区。

AI 正在消耗最缺水地区的资源

作者:Leonardo NicolettiMichelle MaDina Bass,2025年5月8日

每当您要求 AI 聊天机器人总结冗长的法律文件或绘制戴眼镜的卡通松鼠时,它都会向数据中心发送请求,并消耗一种日益稀缺的资源:水。

为人工智能提供动力的数据中心消耗大量的水来冷却高温服务器,并间接消耗运行这些设施所需的电力。

《彭博新闻》发现,自 2022 年以来新建或正在开发的数据中心中,约有三分之二位于已经面临高度缺水压力的地区。虽然这些设施在全国各地涌现,但仅五个州就占了高压地区新建中心的 72%。

科技巨头竞相通过新建和更大的数据中心来扩展业务以支持 AI,从而消耗更多的资源,包括水。 这只会加剧人们的担忧,即面临缺水的社区将不得不与数据中心运营商竞争以获取清洁的水。

这个问题已经存在多年。一些科技公司正在试图找到解决这个问题的方法,但又不会造成其他环境缺陷。与此同时,位于缺水地区的数据中心比例达到了历史新高。

早在 2022 年底 ChatGPT 推出之前,社区就已经抱怨数据中心每天从原本就不富裕的城市消耗数百万加仑的水。 自 ChatGPT 引发 AI 热潮以来,这个问题只会加剧。

根据《彭博新闻》对非营利研究组织世界资源研究所 (World Resources Institute) 和市场情报公司 DC Byte 数据的分析,过去三年,美国各地涌现了 160 多个新的 AI 数据中心,这些地方对稀缺的水资源竞争激烈。 这比前三年增加了 70%。

随着数据中心变得越来越普及,缺水地区的发展最为迅速

美国按年份和缺水程度划分的设施数量

1995-2025 400 800 1,200 1,600 个数据中心 ChatGPT 发布 高度至极度缺水 中度 低

来源:DC Byte、World Resources Institute 注:数据截至 2025 年第一季度。

其他国家/地区也出现了类似的趋势。 沙特阿拉伯和阿拉伯联合酋长国等干旱地区正在迎接比以往更多的数据中心,以争夺 AI 热潮的一席之地。 与此同时,根据《彭博社》的分析,与美国相比,中国和印度有更大比例的数据中心位于较干燥的地区。 这反映了它们不断增长的数据中心足迹以及气候变化导致的水资源日益短缺的问题。

专家表示,随着科技公司竞相开发新的数据中心以支持尖端的 AI 系统,它们越来越多地转向拥有充足能源资源和有利法规的州和国家。 然而,这些地方通常缺乏的是充足的供水。 结果是,数据中心威胁到当地的供水、农业和能源生产。

劳伦斯伯克利国家实验室研究战略和发展主管、斯坦福大学城市水政策项目创始主任 Newsha Ajami 表示:“这确实是一个日益严重的问题——而且它正在蔓延到各地。”

近年来,在荷兰乌拉圭智利等地,都发生了与数据中心用水有关的抗议活动,其中智利在人们走上街头后,暂时撤销了 Google 一项计划投资 2 亿美元的设施的授权。 在美国,科技公司在亚利桑那州和德克萨斯州等容易发生干旱的州开设了更多大型数据中心,加剧了人们对当地供水的担忧。

数据中心在全球缺水地区激增

在高风险缺水地区拥有最多数据中心的国家/地区的设施数量

中国 97 25 100 200 300 262 德国 166 法国 67 英国 153 印度 135 加拿大 95 澳大利亚 140 意大利 55 西班牙 117 荷兰 35 俄罗斯 92 印度尼西亚 87 沙特阿拉伯 81 泰国 73 阿联酋 60 智利 52 墨西哥 52 比利时 40 土耳其 39 南非 34

来源:DC Byte;世界资源研究所 注:数据截至 2025 年第一季度。

RMBJ Geo Inc. 位于德克萨斯州阿比林市的水文地质学家 Amy Bush 表示:“该州的每个地方都面临着这场水-能源关系危机。” OpenAI 正在阿比林建立一个大型1.2 吉瓦数据中心园区,以支持其价值 1000 亿美元的 Stargate AI 基础设施项目

水咨询公司 Fluid Advisors 的管理成员 Sharlene Leurig 表示,在为数据中心做出选址决策时,水通常是最后的考虑因素,因为与房地产和电力成本相比,水很便宜。 她说:“传统上,对于工业用户而言,水的影响远小于能源成本和可用性。”

至少有一家大型科技公司,即 Microsoft Corp.,正在重新考虑数据中心扩张的步伐,并正在撤回某些项目。 但未来几年,干旱地区的数据中心数量仍将大幅增加。 根据 DC Byte 的数据,仅在美国,到 2028 年还计划在此类地区增加至少 59 个设施,而且似乎每隔几周就会宣布更多新项目。

一个日益严重的问题

更多的 AI 意味着更多的水。 国际能源署 (IEA) 4 月份的一份报告显示,在美国,一个平均 100 兆瓦的数据中心(耗电量超过 75,000 户家庭的总和)每天也消耗约 200 万升水。 该报告称,这相当于约 6,500 户家庭的用水量。

该报告估计,全球数据中心每年消耗约 5600 亿升水,到 2030 年可能升至约 12000 亿升,因为科技公司都在寻求更大的设施,配备运行发热的高级 AI 计算芯片。

许多数据中心依赖蒸发冷却或“湿地冷却”,即暖空气通过湿垫吸入。 加州大学河滨分校电气和计算机工程副教授 Shaolei Ren 表示,数据中心通常蒸发掉它们提取的约 80% 的水,并将 20% 排放回废水处理设施。 相比之下,居民用水仅损失 10% 用于蒸发,其余 90% 被排放,Ren 说。 (Google 的一位发言人表示,该公司没有一个标准百分比,因为任何数据中心都会因位置、温度和湿度等因素而产生一些差异。)

阅读更多《彭博社》关于数据中心的报道:AI 已经对全球电力系统造成严重破坏 AI 需要大量电力,以至于它让你的电力状况更糟

数据中心的水足迹不仅仅局限于冷却。 2021 年的一篇论文发现,美国数据中心服务器中近一半完全或部分由位于缺水地区内、耗水量大的发电厂供电。 IEA 估计 60% 的数据中心用水量来自间接使用。

激增的用水需求现在威胁到科技公司的两个关键环境优先事项。 在 AI 热潮之前,美国最大的云计算公司——Amazon.com Inc.、Microsoft 和 Google——承诺在未来几年内减少其碳足迹,并在 2030 年之前实现用水正效益,这意味着它们向环境中增加的水量将超过它们使用的水量。 然而,拥有最可用的可再生能源资源来支持数据中心的地区(尤其是太阳能)有时是用水量最少的地区。 相反,在较热地区设置为减少用水的数据中心最终需要更多的电力来运行。

Google 基础设施和可持续发展全球主管 Ben Townsend 在一次采访中表示:“当水具有降低能源消耗和能源相关排放(如碳)的能力时,那么我们就必须能够讨论它可以在不同应用中发挥、应该发挥或不应该发挥的作用。”

数据中心缺水站点是什么样的

卫星图像显示了选定的高度或极度缺水地区计划和现有数据中心周围的区域

2000 英尺 500 米 科威特 984 兆瓦 德克萨斯州,美国 1,200 兆瓦 加利福尼亚州,美国 1,260 兆瓦 印度 612 兆瓦 亚利桑那州,美国 500 兆瓦 德克萨斯州,美国 255 兆瓦 西班牙 300 兆瓦 韩国 600 兆瓦 澳大利亚 290 兆瓦 墨西哥 135 兆瓦 中国 153 兆瓦 阿拉伯联合酋长国 100 兆瓦 加拿大 56 兆瓦 南非 50 兆瓦 智利 48 兆瓦 沙特阿拉伯 40 兆瓦 尼日利亚 25 兆瓦 以色列 21 兆瓦 埃及 25 兆瓦 土耳其 30 兆瓦 秘鲁 20 兆瓦 阿曼 7 兆瓦 约旦 20 兆瓦 卡塔尔 9 兆瓦

科威特 984 兆瓦 德克萨斯州,美国 1,200 兆瓦 加利福尼亚州,美国 1,260 兆瓦 印度 612 兆瓦 亚利桑那州,美国 500 兆瓦 德克萨斯州,美国 255 兆瓦 西班牙 300 兆瓦 韩国 600 兆瓦 澳大利亚 290 兆瓦 墨西哥 135 兆瓦 中国 153 兆瓦 阿拉伯联合酋长国 100 兆瓦 加拿大 56 兆瓦 南非 50 兆瓦 智利 48 兆瓦 沙特阿拉伯 40 兆瓦 尼日利亚 25 兆瓦 以色列 21 兆瓦 埃及 25 兆瓦 土耳其 30 兆瓦 秘鲁 20 兆瓦 阿曼 7 兆瓦 约旦 20 兆瓦 卡塔尔 9 兆瓦

科威特 984 兆瓦 德克萨斯州,美国 1,200 兆瓦 加利福尼亚州,美国 1,260 兆瓦 亚利桑那州,美国 500 兆瓦 韩国 600 兆瓦 印度 612 兆瓦 德克萨斯州,美国 255 兆瓦 西班牙 300 兆瓦 澳大利亚 290 兆瓦 墨西哥 135 兆瓦 中国 153 兆瓦 阿拉伯联合酋长国 100 兆瓦 加拿大 56 兆瓦 南非 50 兆瓦 智利 48 兆瓦 沙特阿拉伯 40 兆瓦 埃及 25 兆瓦 土耳其 30 兆瓦 尼日利亚 25 兆瓦 以色列 21 兆瓦 约旦 20 兆瓦 秘鲁 20 兆瓦 阿曼 7 兆瓦 卡塔尔 9 兆瓦 来源:Planet Labs、DC Byte 注:所有卫星图像均按相同比例。

寻找解决方案

科技公司以前也面临过这些相互对立的优先事项。 Microsoft 数据中心基础设施工程副总裁 Steve Solomon 表示,在数据中心的早期,公司依靠空调来冷却设备。 这些系统使用了大量的电力,导致公司寻求用水来创造更节能的冷却技术。

现在,科技公司正在尝试新的解决方案,包括数据中心和芯片设计,使其能够减少用水量。 一些公司将热芯片直接放置在使用水的冷板上,或者将芯片和服务器浸入液体中,这种过程称为浸没式冷却。 企业也在试验合成液体来冷却数据中心。 但由于某些冷却剂使用所谓的永久性化学物质,因此正逐渐从市场上淘汰,这些化学物质不会自然分解,并且会残留在动物、人和环境中。

最近,Microsoft 表示,它开发了一种数据中心设计,该设计是封闭的,因此水不会蒸发,而是在服务器和冷却器之间不断循环,而无需重新填充。 计划于 2026 年在威斯康星州和亚利桑那州的设施中首先部署该设计

OpenAI 在阿比林 Stargate 站点的开发商 Crusoe Energy Systems 也计划使用闭环冷却系统。 但是,G2 Venture Partners 的合伙人 Ben Kortlang 表示,同样,“能源方面存在权衡”。 他说,这些系统比蒸发方法更耗电。

劳伦斯伯克利国家实验室去年年底发布的一份报告显示,尽管对替代方法进行了大量研究,但 2023 年,大多数 AI 专用数据中心要么全天候使用,要么在炎热天气使用基于蒸发的冷却系统,预计到 2028 年,更多的数据中心将在整个行业中使用水蒸发。 例如,Amazon Web Services 表示,该公司广泛依赖直接蒸发冷却。

AWS 确实会根据一年中的时间采用不同的冷却方法,并使用传感器来应对不断变化的天气。 为了最大限度地减少对饮用水的影响,Amazon 的云部门使用处理过的污水来冷却其 24 个数据中心。 该公司表示,希望通过与当地公用事业公司合作,获取所需的再生水,从而在未来几年内大幅扩展这一点。

云计算公司还与当地非营利组织和官员合作,开展流域恢复、补给和其他项目,以返回水资源。

缺乏透明度

由于硅谷正在考虑解决方案,水资源倡导者表示,科技公司需要更加透明地看待这个问题。 尽管一些公司(如 Google)已开始在年度报告中提供更详细的信息,但几乎没有关于单个系统级别的数据中心用水量的信息是公开的。

在一个案例中,俄勒冈州的 The Dalles 市起诉了 Oregonian Media Group,以阻止 Google 水资源使用记录的发布,理由是该信息是商业机密。 经过 13 个月的法律诉讼后,该市同意披露这些记录。 (Google 的 Townsend 表示,该公司通过在该地点开发以前无法利用的水资源并将其中一些水返回社区以“增加每个人可用的价值”,从而为 The Dalles 可用的水资源做出了贡献。)

美国国家野生动物联合会德克萨斯海岸和水项目主任 Jennifer Walker 也表示,州政府官员需要更多信息来进行水资源规划。 但她说,当德克萨斯州水利开发委员会向数据中心发送用水调查时,收到的回复却不尽如人意。

她说:“我们刚刚经历了德克萨斯州有记录以来最热的夏天之一,而且我们已经经历了好几个这样的夏天。” “我担心任何超级耗水的行业都会进入我们的州。”

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编辑:Seth FiegermanChloe WhiteakerBrian Eckhouse,在 Rachel MetzBrody FordJeremy DiamondLeon Yin 的协助下

方法论

《彭博社》分析了世界资源研究所 WaterRiskAtlas 的“基线缺水压力”数据。 基线缺水压力分为五个类别记录:“低”、“低 - 中”、“中 - 高”、“高”、“极高”、“干旱和低用水”。 为了进行此分析,《彭博社》将“低-中”和“中-高”合并为一个类别(“中”),并将“高”、“极高”和“干旱和低用水”合并为一个类别(“高到极高”)。

《彭博社》分析了由市场情报公司 DCByte 汇编的数据中心位置和容量(包括有效设施、计划设施和在建设施)。 为了考虑可能位于具有不同风险级别的多个缺水区域边缘的数据中心,《彭博社》使用 CDKTree 算法查找每个数据中心位置 30 英里半径范围内的所有缺水区域。 对于每个数据中心,《彭博社》分配了在此搜索半径范围内找到的最大缺水评分。《彭博社》计算了属于每个缺水类别的数据中心总数。