当社が最近発表した調査によると、世界のデータセンターの25%は、年間少なくとも1ヶ月間水不足に見舞われる地域に設置されており、温暖化が進む世界ではその割合がさらに増加する可能性があります。しかし、水不足のリスクを軽減する方法は存在します。
AIサーバーが消費する電力のほぼ全ては熱として放出される。そして、その余剰熱を除去する最も安価な方法は、データセンター内と、データセンターに電力を供給する発電所の両方で水を蒸発させることである。
で 研究発表 環境科学技術私たちは世界中の9,347のデータセンターを対象に、再生可能な水の供給量と消費量の月ごとの差をマッピングしました。これらのデータセンターのうち4分の1は、すでに年間少なくとも1か月間水不足に見舞われる地域に位置しています。そして、気候変動が進むにつれて、2040年代には3分の1にまでその割合が増加する可能性があります。
数字はすでに深刻な状況を示している。調査対象となったデータセンターのうち約15%は、年間5ヶ月以上水不足に見舞われる地域にあり、6%は9ヶ月以上水不足に見舞われる地域にある。水不足の期間が重要なのだ。特に乾燥した月の影響は貯水によって軽減できるが、5ヶ月以上も水不足が続く場合は、地下水や河川の流量を減らす必要がある。データセンターは24時間稼働しており、干ばつの最中に簡単に停止することはできない。
水の使用に関するこうした懸念は、データセンター拡張に対する広範な反発の一部になりつつある。米国では、総額約1300億ドル相当の75の主要データセンタープロジェクトが 組織的な地元住民の反対により阻止または遅延 2026年の最初の3か月間、多くの場合、水と電力の問題が原因で遅延した。韓国では、今年許可された33のプロジェクトのうち17が地域住民の反対により遅延したと報告されている。 世界経済フォーラムの報告書。
世界経済フォーラム（WEF）の報告書によると、世界のデータセンターへの投資額は2030年までに7兆ドルに達する可能性がある。そのため、水資源に関連する立地選定の決定が極めて重要となる。
データセンター整備において最も進んでいる国が、この問題を如実に示している。世界のデータセンターの39％は米国に集中しており、そのうち5分の1強は、年間少なくとも1ヶ月間水不足が発生する地域に位置している。さらに、約14％は5ヶ月以上水不足が発生する地域に設置されている。
データセンターが誰と水を共有しているかという点も、同様に注目すべき点です。世界的に見ると、41%は都市が主な水利用者である流域に位置し、28%は農業が主な水利用者である地域に位置しています。これは、データセンターと近隣の家庭、農家、そして生態系との間で、希少な水がどのように配分されているかという重要な問題を提起します。
世界規模では小規模、地域規模では大規模
世界規模で見ると、データセンターの相対的な水消費量はまだ小さい。2030年までに、データセンターの直接消費量は 年間約12億立方メートル しかし、これは世界の消費量のわずか約0.1％に過ぎず、灌漑農業の消費量の約800分の1に過ぎない。
しかし、水不足は地域的なものであり、世界的なものではない。データセンターは、近隣の都市や農場と同様に、特定の流域で乾季にも水を使い続けている。
地域への影響は、施設のメーターが示すよりも大きい場合もある。 推定される水消費量の72％は敷地外で発生している。データセンター全体の水使用量は、以下の3つの要素に分けられます。
敷地内冷房設備。 蒸発冷却は通常、1メガワット時あたりのコンピューティングで1～3立方メートルの水を消費し、これは暑い時期に最も多くなります。しかし、その割合はわずかです。 データセンターのバリューチェーン全体で消費される水量の28%。
力。 データセンターのバリューチェーンにおける水消費量の約半分は発電に使われている。. 国際エネルギー機関のプロジェクト データセンターの電力需要は2024年から2030年の間に2倍以上に増加し、945テラワット時（現在の日本の電力消費量とほぼ同量）に達すると予測されている。この追加電力の大部分は、冷却に水を必要とする火力発電所から供給されることになる。 以前の研究では調査の結果、世界の石炭火力発電容量の43％が、年間少なくとも1ヶ月間は水不足に悩まされる地域に既に立地していることが分かりました。
チップス。 高度な半導体を製造するには、大量の超純水が必要となる。 工場1つで、アメリカの3万3000世帯分に相当する量の水が消費される可能性がある。。 また： 既存の工場の40％、そして現在計画中の工場の40％以上これらは、今後数十年間で高い、あるいは極めて高い水不足に直面すると予測される流域に位置している。
これは、敷地内での水使用量が少ないと報告している施設であっても、電力やチップの製造を通じて、逼迫した水源から大量の水を消費している可能性があることを意味する。
圧力を分散させるソリューション
水害リスクを軽減する主な方法は4つある。しかし、いずれもリスクを完全に排除するのではなく、別の場所に圧力を移す傾向がある。
水資源が豊富な盆地に位置する。 水が豊富な場所に施設を設置するのが最も効果的な解決策だが、そうした場所では送電網の容量やインターネットハブへの光ファイバー接続、近隣の顧客が不足している可能性がある。
廃水の再利用。 処理済みの廃水は、冷却用水として飲料水の代替として利用できる。しかし、再利用は流域規模の解決策ではない。地域でリサイクルされた水は、そうでなければ下流の他の利用者や生態系に流れ込んでしまうからだ。
脱塩海水と 石油・ガス産業などからの塩分を含んだ廃水 処理して真水の代わりにデータセンターの冷却に使用できる。しかし 海水淡水化には多くのエネルギーが必要ですまた、処理後に残る濃縮塩水は、環境に害を与えないように処分しなければならない。
乾式冷却またはハイブリッド冷却。 空気を利用した閉鎖型システムは、現場での水使用量を大幅に削減できる。しかし、これらのシステムには電力が必要であり、その電力が熱エネルギーである場合、水の需要は上流へと逆流する。
施設指標から流域の意思決定まで
データセンターが長期的に存続可能となるのは、周辺のエネルギーおよび水供給システムがそれを支えることができ、かつ地域社会がそれを信頼する場合に限られる。
それを実践するには、水が不足しすぎて水消費量の多い冷房ができない時期を判断する共通の方法が必要です。すでにこの方向に向かっている企業もあります。日本のNECは河川流域レベルでサイトをスクリーニングしています。 世界経済フォーラムの報告書によると冷却技術を選択する前に、地表水、地下水、干ばつの履歴を評価し、発電に使用される水の量を算出する。
フレームワークを用いることで、各流域の年間需要（地域生態系への需要を含む）が再生可能な水供給量を上回る月数をランク付けすることができ、各段階ごとにルールを設定することも可能です。データセンターとその水源となる発電所で消費される水はまとめてカウントされるため、単に負荷を電力網に転嫁するだけのドライ冷却は節水とはみなされません。チップ製造に使用される水は、特定の流域に特定するのが難しいため、段階分けではなく報告方式で対応できます。
水の消費量と取水量は、3つの範囲すべてにおいて毎月報告されるべきである。非飲料水は優先的に使用されるべきであり、同一流域内の水は消費地の上流で補充されるべきであり、流域を共有する都市、農家、公益事業体と、用地選定前に協議されるべきである。
これらの原則を早期に採用する開発業者は、許認可をめぐる争いに巻き込まれる可能性が低く、事業継続のための許可を維持できる可能性が高い。 世界経済フォーラムの報告書は、 持続可能性と回復力に関する対策によって、遅延やキャンセルが減少するため、2030年までに計画されているデータセンター投資が最大1兆ドルに達する可能性がある。
データセンターの電力需要は2030年までに2倍以上に増加すると予測されており、AIの運用に必要な容量の多くはまだ構築されていません。新しい施設はそれぞれ、今後数十年にわたって同じ河川や帯水層から水を取り込むことになります。都市、農場、発電所の間で限られた水資源をいかに最適に分配するかという決定として立地を適切に扱うならば、 そして データセンターに関しては、現在水不足地域にあるデータセンターの4分の1が、3分の1になる必要はない。
