数据中心不仅耗电还耗水,睿咨得能源预测2030年数据中心用水量增至三倍
当前全球数据中心规模大幅扩张,这类设施运行所需的水资源规模也受到广泛关注。睿咨得能源(Rystad Energy)估算,如果不落实节水措施,到2030年全球数据中心年耗水量或将攀升至6440亿升。不过,通过主动采取减耗举措,用水需求可降至3880亿升。以上分别代表数据中心算力扩容背景下的最坏与最优情景,算力增长主要由日常生活中人工智能应用普及所驱动。
预测数据中心的水资源影响绝非易事,耗水水平随冷却技术、气候条件,以及统计口径是取水量还是实际耗水量的不同而存在巨大差异。睿咨得能源测算显示,2025年数据中心用于冷却的直接耗水量为2220亿升;在风险基准情景下,到2030年该数值几乎将增至三倍,接近6440亿升。在中等节水情景下,采用更高水资源利用效率方案可将耗水降至5430亿升;在强力节水情景下,则可低至3880亿升。上述数值仅统计冷却环节的直接耗水;电力供给环节隐含的间接水足迹虽不易被察觉,却进一步增加了问题的复杂程度。
——技术路线差异
数据中心用水主要用于带走计算设备产生的热量,但耗水量会因冷却技术与地理位置不同而显著分化。人工智能服务器发热量远高于普通服务器,不过AI崛起并不意味着用水量会同比增长。机架级液冷技术能够降低机房整体散热系统的热负荷,提升干式冷却的应用比例。例如英伟达维拉·鲁宾(Vera Rubin)平台所采用的相关技术,就有助于控制用水量;但节水潜力高度依赖气候条件,干式冷却在寒冷地区效果通常更佳。
除现场耗水量外,水资源使用效率(WUE)是一项值得关注的指标,为行业通用指标,代表每单位IT设备能耗对应的用水量,也可计入数据中心所用电力在发电环节消耗的水资源。部分冷却技术能够降低现场用水,但会消耗更多电力。举例而言,干式冷却每1千瓦时IT负载可节约约2.15升水,但需要额外消耗0.30‑0.74千瓦时电力。间接水足迹相对于直接耗水而言规模不容小觑,但其占比取决于供电侧的用水强度。以美国为例,数据中心的间接耗水量可以达到直接耗水量的两倍以上。因此,数据中心的整体水足迹,既取决于现场冷却系统,也取决于其所消耗电力的用水强度。
——运营商层面加剧差异
绝大多数地区尚未出台强制性的水资源使用效率标准,即便处于同一气候带,不同运营商的设计方案也千差万别。全球范围内,亚马逊云科技(AWS)披露2025年现场直接WUE均值为0.12升/千瓦时;Meta2024年为0.19升/千瓦时;微软2025财年为0.27升/千瓦时;Digital Realty(数字现实)2025年为0.59升/千瓦时;Equinix(易昆尼克斯)2025年为0.91升/千瓦时。谷歌披露的数据显示其用水强度明显更高,但该公司并未发布官方WUE数值。
上述数值不能简单当作优劣排名,原因在于各企业对租赁机房与托管机房的统计口径不同,且业务布局的区域组合存在差异。底层计算逻辑也有所区别:亚马逊云科技与Meta采用的现场WUE口径为取水量除以IT算力,而非耗水量。亚马逊云科技2025年各区域WUE差异悬殊:斯德哥尔摩为0.02升/千瓦时,雅加达高达2.85升/千瓦时,同一运营商统计框架下数值相差超百倍,充分体现地理位置与冷却架构对该指标的巨大影响。
亚马逊云科技、谷歌、微软、Meta等超大规模云服务商均已承诺提升水资源可持续利用水平,四家企业均设定2030年实现水正向(water positive)目标,即补还给当地流域的水量要超过自身消耗的水量。企业正在推进淡水修复、用水效率提升项目,部分项目覆盖农业等领域。但相关举措因地点、流域不同而参差不齐,资源投入往往优先投向水资源高度紧张区域,因此对各地水资源的实际影响也各不相同。
—— 监管逐步落地,但以披露为主,强制约束仍不足
针对WUE的监管规则陆续出台,但大多止步于信息披露要求,尚未落地硬性性能强制标准。欧盟委员会拟推出《数据中心能效一揽子方案》,计划引入标签体系与性能标准;新加坡《绿色数据中心发展路线图》目标控制在2立方米/兆瓦时,折合2升/千瓦时。美国各州监管政策差异巨大,例如得克萨斯州近期暂停审批新建数据中心,等待对数据中心相关税收减免、电力、用水、冷却使用情况开展审计。
随着数据中心用水需求持续增长,水资源紧张将成为监管层面越来越重要的考量因素,不少新建需求本身就落在水资源供给本就受限的区域。预计到2030年,全球34%的数据中心直接耗水将发生在水资源高度及极度紧张地区。若强制推行低耗水冷却技术,可将这些区域耗水量降低45%,凸显技术标准在缺水地区的巨大作用。全球受影响最突出的区域包括印度贾姆纳加尔、塔纳,以及美国得克萨斯州里夫斯县,这些地区数据中心耗水规模与当地水资源承压水平形成尖锐矛盾。


