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全球水危机下,AI相关用水需求预计将在2027年达到42亿至66亿立方米,你杯子里的水正在被“吞噬”

全球水危机下,AI相关用水需求预计将在2027年达到42亿至66亿立方米,你杯子里的水正在被“吞噬”

AI正在抢走人类的水

过去两年,人工智能以前所未有的速度席卷全球,ChatGPT用户迅速突破数亿,科技公司投入数千亿美元建设AI基础设施,全球进入算力竞赛。但在技术狂飙的背后,一个被忽视的问题正在出现:支撑AI运行的过程,正在消耗大量水资源。

根据《Water Research》研究,全球AI相关用水需求预计将在2027年达到42亿至66亿立方米,规模接近部分国家全年用水量,也意味着一个“隐形水足迹”正在形成。

与此同时,全球水资源危机本身也在加剧。联合国数据显示,全球约20亿人生活在缺水环境中,而大量AI数据中心却集中建设在美国西南部、中东等水资源紧张地区,加剧了区域资源压力。

AI为什么会消耗这么多水

很多人以为AI只是软件,不会消耗现实世界的资源,但事实上,AI每一次回答问题、生成图片或视频,都需要依靠远程数据中心完成海量计算。大量GPU芯片在高速运转时会产生巨大热量,如果不能及时降温,设备就无法正常工作。因此,全球许多数据中心采用蒸发冷却技术,通过水蒸发带走热量,而这些蒸发掉的水无法回收,这构成了AI最直接的耗水来源。

更重要的是,AI消耗的不仅是冷却用水,还会间接消耗发电所需的水资源。因为无论是火电、天然气发电还是核电,都需要大量冷却水维持运行。随着AI带动数据中心用电量快速增长,其背后的“隐形耗水”也在同步增加。此外,制造AI所需的高性能芯片,同样需要大量超纯水完成清洗和生产工艺。

因此,AI的水足迹本质上来自三个环节:数据中心冷却、能源生产和芯片制造。单次提问消耗的水或许并不明显,但当全球数亿用户每天都在使用AI时,这些微小消耗累积起来,就会形成一个规模庞大的资源需求体系。这也是为什么越来越多研究机构开始关注一个问题:AI不仅在消耗算力和电力,也正在成为全球水资源的新需求者。

有哪些方法可以解决这一问题

解决AI耗水,其实就做四件事,说白了就是“少用水、换水用、少用电、少干活”。

第一是换一种降温方式。以前数据中心主要靠“水蒸发”来散热,就像把水烧热后变成水蒸气带走热量,但问题是水会直接消失。现在越来越多公司改用“封闭式液冷系统”,水或冷却液在机器里循环使用,不再大量蒸发,相当于从“一次性用水”变成“循环用水”。

第二是不再用干净的自来水。以前很多数据中心用的是饮用级淡水,现在开始改用处理过的污水、工业回用水,甚至城市再生水。简单理解就是:不再和人“抢水喝”,而是用“用过的水”。

第三是换更省电的能源。因为AI耗水很大一部分其实来自发电过程,而发电本身也需要水。所以如果用风电、太阳能这些几乎不怎么用水的能源,就能间接减少耗水。这就像换一台更省油的发动机。

第四是让AI自己少“浪费力气”。现在的趋势是让模型更聪明但更省算力,比如用小模型做简单任务,用更高效的算法减少计算次数。AI每少算一次,就少用一点电,也就间接少用一点水。

AI可持续发展催生的产业链

1.绿色数据中心与液冷产业

  这是最先会大规模爆发的方向。随着AI算力密度越来越高,传统依赖风冷和水蒸发的散热方式正在接近极限,行业开始转向液冷和闭环散热系统,比如冷板式液冷、浸没式液冷以及高效热交换设备。这类技术的核心思路是减少水的蒸发消耗,把过去“一次性用水散热”变成“循环式散热”,因此会带动一整条硬件制造、工程改造和数据中心整体解决方案产业的发展。

  2.再生水与工业水务产业

  AI数据中心对水的需求不会消失,只是会从自来水转向再生水和工业用水。比如城市污水处理回用水、工业循环水等都会成为重要来源。这会推动水务行业发生结构性变化,从传统市政供水扩展到工业级水资源运营,未来甚至可能出现专门为数据中心服务的水资源供应与管理公司,负责水的获取、处理、循环和调度,本质上是把水变成一种可持续运营的工业资源。

  3.低耗水能源与电力结构重构

  AI的耗水问题很大一部分来自发电过程,因此解决水问题必须从能源结构入手。风电和光伏几乎不需要用水,地热和小型模块化核电相比传统火电也更节水,这会推动能源投资标准发生变化。未来企业选择电力时,不仅会考虑成本和碳排放,还会开始关注“耗水量”,从而推动全球能源结构向低耗水方向调整。

  4.AI算力效率与软件优化产业

  这是最底层但影响最大的方向。只要AI计算变得更高效,就能同时减少电力消耗和散热需求,从而间接降低耗水。因此会催生大量围绕算力效率的技术,包括大模型压缩、MoE架构优化、小模型替代方案、推理加速芯片以及边缘计算部署等。未来AI竞争的核心指标可能不只是能力强弱,而是单位任务消耗多少资源。

  5.碳水双维ESG与数据治理产业

  随着AI基础设施规模扩大,企业的环境披露标准也会发生变化,从单一的碳排放扩展到水足迹管理。这会催生新的服务体系,包括AI水足迹核算工具、数据中心环境审计系统、绿色算力认证标准以及ESG数据服务公司等。更长期来看,甚至可能出现类似碳交易的机制,把用水效率纳入可量化和可交易的体系中,让“省水能力”成为一种新的市场竞争力。

总结

AI带来的不仅是算力革命,也正在引发一场深层次的资源结构重构。随着数据中心规模快速扩张,水、电与算力之间的关系被重新绑定,AI的“隐形水足迹”开始成为无法忽视的现实问题。这一变化正在倒逼整个产业链升级,从散热技术到水资源管理,从能源结构到算力优化,再到ESG评价体系,都在围绕“更低资源消耗”重新设计。换句话说,AI的发展正在把一个原本属于数字世界的技术问题,转化为现实世界的资源问题,而未来真正具有竞争力的AI体系,不仅要更强大,更要在更少的水、更少的电和更高的效率下运行。

资料来源

  • 《The Water Footprint of Artificial Intelligence》Water Research 期刊论文

  • 《Small Bottle, Big Pipe: Quantifying and Addressing the Impact of Data Centers on Public Water Systems》arXiv 论文

  • 《The Environmental Impact of AI Servers and Sustainable Solutions》arXiv 论文

  • 《Concentrated siting of AI data centers drives regional power-system stress under rising global compute demand》arXiv 论文

  • 《Energy and AI Report – Executive Summary》International Energy Agency(IEA)

  • 《Electricity Demand 2026 Report》International Energy Agency(IEA)

  • 《United Nations World Water Development Report》联合国世界水资源发展报告(UN-WWAP)

  • 《Google Environmental Report 2024–2025》Google 可持续发展报告

(本篇内容不做任何投资建议,文章内容仅供参考,数据与资料来源于上述文献以及网络

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