水ストレスはすでに世界的な課題となっており、成長するAI経済からの需要がその圧力をさらに強めています。
データセンターや半導体メーカーは、地域社会全体よりも多くの水を消費する場合があります。
適切に管理されれば、AIが私たちの水システムに求める需要への対応は、より高い水の安全保障への移行を促す契機となり得ます。
GPU、データセンター、そしてAIを動かすために使われる追加の一メガワットの電力はいずれも、信頼できる水の供給に依存しています。十分な水がなければ、AI革命は成長するどころか衰退してしまいます。しかし、AI時代に向けて水の供給を再考する必要性の中にこそ、機会があります。
世界銀行によると、水が不足する地域に暮らす人は40億人に上ります。2030年までに、世界の需要は持続可能な供給を最大40%上回ると予測されており、16億人が安全な飲料水を利用できなくなる見込みです。AIによる水需要は急速に拡大しており、既に十分な水が行き渡っていないと感じている産業と地域社会の間で、新たな緊張を生み出しています。
歴史は繰り返すとよく言われますが、水に関しては慎重ながらも楽観的な見方ができる根拠があります。19世紀の紡織工場から現代の電化に至るまで、あらゆる産業革命は水と排水システムの限界を試してきました。私たちの先人たちは、時に危機的状況に直面した後、これらの課題をチャンスへと転換させてきました。今日の私たちのインフラ（下水処理場から水力発電ダムに至るまで）は、経済成長の需要と包括的な成長・人間開発の必要性を両立させた、過去の「水の移行」の成果です。
今、AI革命は再び私たちに水の在り方を見直すことを迫っています。適切に管理されなければ、これは人々と進歩の間のゼロサムの争いになりかねません。しかし適切に管理すれば、AI革命をより大きなものへの契機とすることができます。すなわち、より高い水の安全保障への移行です。
データセンターはどれくらいの水を消費するのでしょうか？
水は、AIのスーパーサイクルのバリューチェーン全体を支える基盤です。データセンターは、AIによる水消費の中で最も目に見えやすい存在であることが多いです。効率的な冷却を行っていても、単一のハイパースケール・データセンター（約130メガワット）は年間1億7,100万リットルの水を使用することがあります。しかし、あまり目立たないものの、AI関連の半導体製造や発電は、データセンターよりもさらに多くの水を消費しています。これら3つの分野を合わせると、水需要が急速に増加している「AI経済」を形成しています。
現在、AI経済は年間23立方キロメートルの水を消費しています。2050年までに、この量は2倍以上（129%増）に増えて54立方キロメートル超（約14兆米ガロン）に達すると予測されています。これはGlobal Water IntelligenceとXylemによる新たな調査によるものです。言い換えれば、AI経済が稼働し続けるためには、世界は年間31立方キロメートルの追加の水を確保する必要があります。これは、地球上のすべての人に年間3,820リットルの淡水を追加で供給できる量に相当します。
AIの成長と水の供給能力の両立
問題はAIが水を必要とすることだけではなく、その需要が発生する場所と時期にあります。世界のデータセンターの約40%は、水ストレスが高いまたは極めて高い地域に集中しており、夏季には需要がピークに達しますが、その時期には地域社会や農家がすでに水不足に直面しています。
半導体製造事業者も同様の課題に直面しています。世界の半導体工場のほぼ3分の1がすでに水ストレスの高い地域に立地しています。さらに、超純水1リットルを製造するために、最大4リットルの淡水が消費されます。半導体の回路の複雑化に伴い、この分野の水需要は、リチウムや銅などの水集約型材料を考慮に入れる前の段階でも、2050年までに600%以上増加すると見込まれます。
とはいえ、AI経済の水消費量は、過去の重工業と比べれば集約度は低いものです。しかし、新たな要因も作用しています。AI経済は資源が限られた場所で水需要を生み出していること、気象の極端な変動によって水循環が不安定になり水をめぐる競争が激化していること、そして数十年にわたる投資不足により水インフラがすでに困難に直面していることです。
AI経済を水害から守る3つの方法
AIの成長が地域の水の供給能力を上回るペースで進めば、「デジタル・ダストボウル（砂嵐地帯）」を生み出す危険があります。しかし、今日正しい判断を下せば、数十年にわたる水の安全保障を確保できる可能性があります。そうした判断には、再生可能エネルギーへの投資の継続（化石燃料の代替手段よりもはるかに少ない水しか使わない）や、水利用効率を大幅に向上させる最先端の冷却システムの導入が含まれます。
しかし、AI経済を完全に水害から守るためには、次の3つの不可欠な転換を含む水の移行が必要です。
1. 漏水を止める
老朽化した世界のインフラネットワークにおける水の損失を減らすことは、私たちができる最も効率的な投資の一つです。世界銀行によると、世界の公益事業者は、浄水場から最終利用者に至るまでに、年間実に32兆リットルもの水を失っています。デジタルセンサー、AIによる監視、予知保全を導入すれば、低コストで無収水を大幅に削減できます。これらのソリューションはAI経済にとって有益であるだけでなく、水の処理に必要なエネルギーや薬品の使用量を減らすため、公益事業者の強靭性を高め、環境にも恩恵をもたらします。
2. 水を再利用する
水循環の輪を閉じることも重要です。淡水の多くは一度使用されたのち排出されています。世界では、再利用のために処理されているのは10%未満です。しかし、先進的な濾過や膜から生物学的処理や消毒に至るまで、地域社会、半導体製造事業者、データセンターにおいて、安全かつ大規模に水を再利用する技術は既に存在しています。AIのバリューチェーンにおいては、工場やデータセンターを閉鎖循環型の水システムとして設計し、排水を再生処理して産業と地域社会の双方に供給し、高品質の再生水を持続可能性の後付けではなく戦略的資産として扱うことができます。
3. 異なるパートナーシップを構築する
新たなタイプのパートナーシップは、この水の移行を推進する助けとなります。水は非常に地域性の高い資源であり、利害関係者によってその管理の在り方に対する見解は異なります。これは課題であると同時に強みにもなり得ます。ある利用者にとっての排水が、適切に管理されれば別の利用者にとっての中核的な水資源となり得るからです。協働的なパートナーシップを通じて、AIスーパーサイクルへの資本投資の一部が地域の水資源とインフラの質を高め、より高い水の安全保障を可能にする可能性があります。
私たちの選択はシンプルです。この有限な資源を管理するために、競争するか協力するかのいずれかです。
適切に管理すれば、AIスーパーサイクルは、何を築いたかだけでなく、水について改めて考え直すことを迫り、より良い方向へと導いたことで記憶されるでしょう。現在、水は新たな経済を可能にする要因であると同時に、潜在的なボトルネックでもあります。AIのバリューチェーンに水の安全保障を組み込むリーダーが、今後一世紀の成長の形を決めることになるでしょう。そうしないリーダーは、厳しい制約と地域社会の反発に直面することになります。前進の道は明確です。大規模な協働的行動と技術革新によって、地域社会と産業の双方にとっての水の安全保障を高めることができるのです。
