我们近期发表的研究表明，全球25%的数据中心位于每年至少有一个月缺水的地区——随着全球变暖，这一比例可能会上升。但我们有办法降低缺水风险。
人工智能服务器消耗的几乎所有电能最终都会转化为热量。而去除这些多余热量的最经济方法是蒸发水——无论是在数据中心还是为其供电的发电厂中都是如此。
在 发表的研究 环境科学与技术我们绘制了全球9347个数据中心的分布图，并分析了可再生水资源供应量与消耗量之间的月度缺口。结果显示，其中四分之一的数据中心位于每年至少有一个月缺水的地区。随着气候变化，到2040年代，这一比例可能上升到三分之一。
数据已经触目惊心。在我们研究的数据中心中，约有15%位于每年缺水时间长达五个月或以上的地区；6%位于缺水时间长达九个月或以上的地区。持续时间至关重要。虽然储备水可以减轻某个特别干旱月份的影响，但如果缺水持续五个月或更久，通常意味着需要抽取地下水和河流流量。数据中心全天候运转——它们不可能在干旱期间停止运行。
此类关于用水的担忧正迅速成为反对数据中心扩张的更广泛浪潮的一部分。在美国，75个大型数据中心项目，总价值约1300亿美元， 在有组织的当地反对声中，行动受阻或延误。 2026年前三个月，项目审批往往因水电问题而延误。据报道，在韩国，今年获批的33个项目中，有17个因社区反对而延期。 世界经济论坛的一份报告。
世界经济论坛的报告显示，到2030年，全球数据中心投资额可能达到7万亿美元。这使得与水资源相关的选址决策至关重要。
在数据中心建设方面进展最快的国家恰恰说明了这个问题。美国拥有全球39%的数据中心，其中略多于五分之一的数据中心位于每年至少有一个月缺水的地区。约14%的数据中心则位于缺水时间长达五个月或更久的地区。
同样引人注目的是数据中心与哪些用户共享水资源。在全球范围内，41%的数据中心位于以城市用水为主的流域，28%位于以农业用水为主的地区。这引发了一个重要问题：如何在数据中心与周边居民、农民和生态系统之间分配有限的水资源？
全球规模小，本地规模大
从全球范围来看，数据中心的相对用水量仍然很小。预计到2030年，其直接用水量将达到 每年约12亿立方米 ——仍然只占全球消费量的约 0.1%，约占灌溉农业消费量的 1/800。
但缺水是局部性的，而非全球性的。数据中心在特定流域的旱季仍然会抽取水源，附近的城市和农场也同样如此。
局部影响也可能比设施计量显示的更大； 据估计，72%的用水量发生在厂外。数据中心的整体用水量可分为三个部分：
现场冷却。 蒸发冷却通常每兆瓦时计算消耗1到3立方米的水，在炎热的月份消耗量最大。然而，它仅占总能耗的一小部分。 数据中心价值链中 28% 的用水量来自水资源消耗。。
力量。 数据中心价值链中大约一半的用水量用于发电。。 这 国际能源署项目 2024年至2030年间，数据中心的电力需求将增长一倍以上，达到945太瓦时（与日本目前的用电量大致相当）。新增电力大部分将来自需要水冷却的火力发电厂。 在早期的研究中我们发现，全球 43% 的燃煤发电产能已经位于每年至少有一个月遭受缺水困扰的地区。
薯片。 制造先进半导体需要大量的超纯水—— 一个工厂的用水量可能相当于33000个美国家庭的用水量。。 还： 现有晶圆厂的40%，以及目前计划建造的晶圆厂的40%以上。这些水利设施位于预计在未来几十年将面临高或极高水资源压力的流域。
这意味着，即使某个设施报告称其现场用水量很低，但它的电力和芯片生产仍然可能大量消耗压力较大的水库资源。
转移压力的解决方案
降低水患风险主要有四种方法。然而，每种方法都倾向于将压力转移到其他地方，而不是彻底消除压力：
选址于水资源丰富的盆地。 在水资源丰富的地区建设设施是最有效的解决方案，尽管这些地方可能缺乏电网容量、连接到互联网枢纽的光纤连接或附近的客户。
废水再利用。 处理后的废水可以替代饮用水用于冷却。但废水再利用并非流域层面的解决方案；原本在当地循环利用的水也会向下游流入其他用户和生态系统。
海水淡化海水和 来自石油和天然气等行业的含盐废水 可以对其进行处理，并用于冷却数据中心，代替淡水。 海水淡化需要消耗大量能源。并且必须妥善处理其遗留的浓缩盐水，以免对环境造成危害。
干式或混合式冷却。 空气基闭环系统可以大幅减少现场用水量。但它们需要电力——如果电力来自热能，那么用水需求就会转移到上游。
从设施指标到流域决策
只有当周围的能源和水系统能够支持数据中心，并且所在社区信任数据中心时，数据中心才能长期生存下去。
要将这一点付诸实践，就需要一种通用的方法来判断何时水资源过于匮乏，无法进行耗水量巨大的冷却系统。一些公司已经在朝着这个方向努力——例如，日本的NEC公司在流域层面筛选选址。 根据世界经济论坛的报告在选择冷却技术之前，该公司会评估地表水、地下水和干旱历史，并计算发电所用的水量。
可以建立一个框架，根据各流域一年中用水需求（包括当地生态系统用水）超过可再生水供应的月份数来对其进行排名，并为每个等级设定规则。数据中心及其供电电厂的用水量可以合并计算，因此仅仅将负荷转移到电网的干式冷却方式不计入节水量。芯片制造用水难以追溯到单一流域，因此可以单独报告，而无需分级。
应按月报告所有三个范围内的用水量和取水量。应优先考虑非饮用水，同一流域内的水源应在上游进行补充，并且在选址前应咨询流域内的城市、农民和公用事业机构。
尽早采纳这些原则的开发商可能会面临更少的许可纠纷，并保住他们的经营许可证。 世界经济论坛的报告估计 可持续性和韧性措施有助于到 2030 年释放高达 1 万亿美元的数据中心投资计划，因为可以减少延误和取消。
到2030年，数据中心的电力需求预计将增长一倍以上，而运行人工智能所需的大部分容量尚未建成。每个新建设施都将在未来几十年内依赖相同的河流和含水层。如果我们能将选址视为如何在城市、农场和发电厂之间最佳分配有限水资源的决策，那么情况就会有所不同。 和 数据中心，目前所有数据中心中有四分之一位于缺水地区，但这种情况不必变成三分之一。
