沙漠风暴：数据中心能否满足它们对水的无尽渴求？

12月16日讯——人工智能应用的爆发式增长，引发了新建数据中心的建设热潮，美国尤为突出。据估算，今年全球投入运营的数据中心总数达6111座，到2030 年还将有逾2000座新增数据中心建成投用。

人们对这一趋势给电网带来的影响关注度极高，但对于这种无序扩张将消耗掉一种更为稀缺的资源——淡水，却讨论甚少。

中型数据中心平均每天用于制冷的水量为1.4 百万升，根据Verisk Maplecroft的预计，随着气候变暖，这种需求会持续增长。

NatureFinance近期一份报告指出：“当下全球淡水需求预计在本世纪末将较供应量高出 40%，而数据中心恰恰在此时成为了淡水超级消耗大户。”更值得警惕的是，45%的这些数据中心位于水资源供应存在高风险的河流流域。

亚利桑那州凤凰城是这个问题明显的一个城市。这个城市是美国大都市区域增长最快的城市之一，同时也是一个数据中心爆炸式增长的枢纽，根据Kirsten James报道，有超过150个数据中心设备在运行或者计划阶段。Kirsten James是一位关于数据中心对区域水资源缺乏的影响的最新报告主要作者。

非营利倡导组织Ceres的高级水资源项目总监James在采访中表示，自今年5月数据采集以来，报告中涉及的数据中心数量已从124家激增至152家。“虽然并非所有项目都百分百会建成，但都已纳入规划建设流程，” 她说道，“这足以说明行业发展速度之快。”

根据Ceres报道，持续的干旱，从科罗拉多河流过度地取用水资源，以及从地下水取用，导致凤凰城成为一个“极度缺水的地区”。如果所有的现在规划的数据中心都投用，那么这个城市水资源缺乏程度将每年递增32%。

今年早些时候，鸟瞰图显示Powell湖水位严重偏低，该湖是位于亚利桑那州科罗拉多河的一个蓄水水库

那么，为何数据中心会青睐这一地区？James表示：“数据中心选址会综合考量诸多因素。” 菲尼克斯湿度较低，可降低设备腐蚀风险；能源成本（相较于邻近的加州等地区）更低；同时拥有税收优惠与友好的监管环境。此外，除极端高温外，该地区自然灾害风险较低，更重要的是，这里铺设着连接得克萨斯州与南加州的主干光纤线路。

这些拥有并运行大型数据中心的公司-被称为超算中心的公司，像Microsoft, Meta和Google.还有一些提供“租赁”服务，现在，CyrusOne和Iron Mountain-声称他们意识到运行给他们带来的影响，也在寻求方案减轻这种影响。

数据中心用水主要用于调节空气湿度和服务器冷却，而越来越多企业正着手探索低耗水或零耗水技术方案。Microsoft公布了一项全新的数据中心设计方案，可实现冷却环节完全零用水，并表示 “位于亚利桑那州菲尼克斯和威斯康星州芒特普莱森特的新项目，将于2026年试点采用零耗水蒸发冷却设计”。

Edged，是这个地区另外一种算力基础设施的提供者，会在他们凤凰城项目会用到一种无水冷却系统。

与此同时，Beale基础设施公司将他们拟建的位于亚利桑那州图森附近的项目蓝色数据中心切换成了全回风空调冷却系统。在此之前，本地社区爆发了一次前所未有的强烈抗议，抗议该设施会消耗掉大量的水和电资源。

根据CyrusOne的可持续发展经理Renee LaManna介绍，“（亚利桑那州）所有新建数据中心都采用我们最新的可持续标准，其中包括先进的闭环冷却系统。该系统可对液体进行持续循环复用，无蒸发损耗，在首次注液后几乎实现零耗水，这对亚利桑那的沙漠气候至关重要。”

这个公司“也追求LEED绿色建筑认证，在可行的情况下实施节能高效设计”，LaManna说。

在美国亚利桑那州凤凰城都会区的Scottsdale，一名建筑工人在酷热天气中喝着凉水。路透社/ Carlos Barria

但这存在权衡取舍：无水冷却系统往往能耗更高。Ceres 报告指出：“由于运行需要更多能源，风冷系统对数据中心的冷却效果通常不如水冷系统，进而导致能源消耗增加。”

而这就引出了一个显而易见却被刻意回避的问题：间接耗水——尤其是为数据中心供电所消耗的水资源。报告显示，尽管相关讨论较少，但间接用水是数据中心相关取水量的最大来源，占总耗水量的75%之多。

总耗水量会因数据中心所用电能的发电类型而有所不同。例如，水电、燃煤电厂的水耗强度通常远高于天然气电厂，而太阳能与风电设施的水足迹则很小。

劳伦斯伯克利国立实验室在报告中指出，电力行业的去碳化“会必然影响未来间接用水消耗和数据中心电耗产生的温室气体排放。”

因此，数据中心公司是否在采取措施来应对间接用水的影响？

《自然金融》报告作者之一Konstantina Koulouri表示：“谈及间接耗水，相关数据本应由电力供应商提供给数据中心运营商，但这一环节往往并未落实。”她指出，电力企业没有任何动力去披露这类信息。

在一般情况下，这是数据中心关于间接和直接用水信息披露不足，她表示，这是《自然金融》正在解决的问题。

由可再生能源供电的数据中心的间接用水量将低于使用化石燃料能源的数据中心。路透社/ Bing Guan

这个研究实验室是自然相关财务披露工作组的知识合作伙伴，他们在制定特定领域导则，展示科技行业的披露指标。

数据中心及半导体企业将被纳入这份指引文件，其草案定于1月发布。“该指引的部分内容，是向行业提出需披露的指标，我们认为这些指标对金融领域相关人士而言至关重要、具有实质意义。”Koulouri解释道。

Ceres指出，想要全面评估数据中心的水资源风险，投资者还必须了解支撑其运营的数百万半导体在制造过程中所消耗的大量水资源。目前，一家普通半导体工厂的耗水量相当于3.3万户美国家庭的用水量。

回到亚利桑那州，一些负责审批数据中心建设规划许可的市政当局，似乎也在努力跟上自身政策的步伐。根据Ceres报道，数据中心在凤凰城2021年水资源计划中甚至没有被提到。

凤凰城当局拒绝了本杂志的采访，但是指出近几年这些议题已经被议会采纳。一个是城市大用水用户条例，2024年3月实施，授权用水量大于250,000加仑每天的项目必须提交水资源保护计划，对于用水量超过500,000加仑每天的项目必须将他们部分水资源需求用回收水或减少用水替代。

亚利桑那州的另外一个小城市Chandler，在2015年执行了一项政策，限制数据中心每千平方英尺占地面积每日用水量不超过 115 加仑。超出该限额的用水需求，必须通过外部水源解决。

但这是否已是“杯水车薪，为时已晚”？非营利性研究机构西方资源倡导者组织的城市节能政策经理Lindsay Rogers表示：“情况确实有些仓促混乱。大家都在拼命研究，如何才能最好地应对这些新提案。但我认为，现在还未到为时太晚的地步…根据这些大型项目所处的审核阶段，市县政府仍有一些工具和机会可以影响它们的用水量。”

对于Rogers而言，减少间接用水量为这些超大型企业提供了投资可再生能源和自建发电设施的机会：“我们希望看到该领域涌现出更多行业引领者。这些企业是全球规模最大、资源最雄厚的公司之一，完全有技术实力找到解决方案。”