データセンターは鉱物と金属を基盤としており、AI技術の急速な拡大に伴い、必要な資材量も増加しています。
開催予定の世界経済フォーラム年次総会がダボスで責任あるイノベーションの拡大に焦点を当てるなか、本稿では、鉱物・金属のサプライチェーンへの圧力が強まっていること、そして多くの産業が依然として資材に関するリスクを十分に把握できていないことを取り上げます。
レジリエンスの構築には、バリューチェーン全体での連携した取り組みが必要です。透明性の向上、基準の整合、計画策定が求められます。
データセンターに対する世界的な需要は加速しています。2030年までに、容量は100 GWを超える可能性があり、現在の稼働容量のほぼ倍に達すると見込まれます。また、より多くの電力、冷却設備、特殊機器を必要とするAI最適化施設への急速な移行が進んでいます。新たに追加されるメガワットごとに数十トンの金属や鉱物が組み込まれ、デジタル分野の拡大は複雑な世界の供給システムと結びついています。
こうした資材基盤と、それに伴うリスクを理解することが、いま不可欠です。
各データセンターを支える基盤
各メガワット（MW）には約60～75トンの鉱物が使われ、その大半はサーバーではなく電力・冷却システムに含まれています。
規模を示す事例を紹介します。
マイクロソフトのシカゴ拠点（80 MW）では、約2,100トンの銅が使用されました。敷地内および近隣の電力接続を含めると26トン/MWで、「施設のみ」では約12トン/MWです。
大規模なハイパースケール・キャンパスでは、約75,000 m2の施設に1万トンの鉄鋼が必要となり、建築設計や冗長性によっては、約1.7 million m2に迫る複数棟の施設で20万トンを超える場合もあります。
AI専用施設の割合が現在の約25%から2035年までに60%超へ高まるにつれて、ラック密度の上昇、より大規模な電力基盤、強化された冷却設備により、資材使用量も増加します。
拡大する施設群は、一つひとつが鉱業から加工、製造、最終製品、さらにその背後にある電力システムに至る鉱物サプライチェーン全体と結びついています。資材への依存は、構造的なリスク要因となります。
鉱物への依存がリスクになるとき
鉱物への依存は、調達圧力、納期の長い機器の遅延、システム全体に及ぶ供給集中リスクという3つの経路で表れます。
データセンターのバリューチェーンに携わる経営幹部との協議を踏まえると、これらが特に重要なリスクとして浮かび上がりました。地政学・貿易、インフラ、市場、エネルギー、人材、サステナビリティ、テクノロジーにまたがるためです。
資材の調達と価格をめぐる圧力
サーバー、ネットワーク、冷却、電力システムに必要な重要鉱物の調達は、予測がますます難しくなっています。
半導体や光トランシーバーに不可欠なガリウムとゲルマニウムは、25～30%の価格急騰を経験しました。これは、2023～2024年の輸出規制を受けたもので、地政学的な決定が部品供給に波及する様子を示しています。銅とアルミニウムの価格も、市場の変動、関税、鉱石品位の低下を受けて大きく変動し続けており、機器価格やサプライヤーの供給能力に影響しています。
こうした変動は総支出に占める割合こそ大きくないものの、入手可能性、納期、設計上の選択を左右します。
納期の長い機器の遅延
複数の重要部品は、サプライチェーンが ボトルネックに直面する鉱物に依存しています。方向性電磁鋼板（GOES）の生産量が限られているため、変圧器の生産が制約されており、発電機や開閉装置でも同様のボトルネックが生じています。
新施設への送電に不可欠な大型電力変圧器は、現在、調達に2～3年を要します。2020年以前は数週間でした。予備発電機も、納入までに1～2年かかることがよくあります。労働力不足や許認可手続きの長期化も遅れに拍車をかけています。
データホールは建設が完了していても、数か月間稼働できないことがあります。送電網への接続機器の納入が遅れているためであり、上流工程のボトルネックが稼働準備を妨げることを浮き彫りにしています。
データセンター機器メーカーによると、出荷前の機器試験にも相当量の電力が必要だといいます。
バリューチェーン全体に広がる複合的な圧力
データセンターの建設と送電網への接続需要が拡大するにつれ、限られた種類の金属に需要が集中します。
推計によると、データセンターと隣接する電力インフラに関連して、銅が430万トンを超える量で2035年までに必要となる可能性があります。業界の見通しは、2035年までに銅が25～30%不足すると警告しています。施設と送電網の需要が同時に増えるなかで、長期的なリスクが浮き彫りになっています。また、資源とエネルギー、サステナビリティ、事業継続の社会的許可、リサイクルも、将来の供給可能性を左右します。
資材への依存は、納期、機器の入手可能性、長期的なレジリエンスを構造的に左右する要因となっています。
連携した取り組みによるレジリエンスの強化
データセンターが世界の金属消費に占める割合は小さいため、事業者だけで状況を左右することはできません。鉱山会社、精錬会社、メーカー、公益事業者、金融機関、政策立案者による幅広い取り組みに貢献する必要があります。レジリエンスは、エコシステム全体での連携、計画、柔軟性の向上にかかっています。
一貫した対応は、バリューチェーンのさまざまな担い手が貢献できる、相互に補完し合う5つの能力に基づきます。
1. 可視性
可視性とは、データセンターの各サブシステムで鉱物がどのように使われているか、また供給動向がどう変化しているかについて、共通認識を築くことです。
例えば、電力、冷却、IT機器、送電網接続機器に必要な資材を早期に把握することや、鉱業・精錬など上流工程の監視を強化することが挙げられます。
2. 正当性と信頼
正当性と信頼とは、中立的なプラットフォームが事業者、メーカー、公益事業者、政策立案者を集め、共通の状況認識を形成できることを指します。
例えば、業界フォーラムや官民対話は、納期の長い部品や新たなボトルネックに関する期待のすり合わせに役立ちます。
3. 影響力
影響力とは、相互運用可能な基準や枠組みを形成し、認定の遅れを減らすとともに、調達先の選択肢を広げることです。
例えば、地域レベルで試験要件を調和させ、仕様を標準化し、再生材含有率の基準を定める取り組みは、調達を効率化し、柔軟性を高めます。
4. 実行能力
実行能力とは、選択肢を増やし、備えを強化することで、知見を実際の成果につなげる力です。
具体的な取り組みとして、納期の長い機器の早期調達、サプライヤーの複数社認定、銅とアルミニウムの代替を可能にする設計上の選択が挙げられます。循環型の取り組みも実行能力を強化します。マイクロソフトとウエスタンデジタルのパイロット事業は、高価値部品（希土類磁石を含む）を対象とした回収により、投入資材を多様化し、リスクを低減できることを示しています。
5. テクノロジーによる支援
テクノロジーによる支援は、混乱が起きる前にボトルネックを予測し、シナリオを検証するためのツールを提供します。
可視性と将来を見据えた計画の改善に向けて、トレーサビリティのパイロット事業、予測分析、システム全体のモデリングツールが、複数の分野で試験されています。
これらの能力を組み合わせることで、鉱物システムの変動に耐えながら長期的な需要に応じて拡大できる、よりレジリエントなデジタルインフラの基盤が築かれます。
デジタル経済の拡大に伴い、それを支える資材基盤はかつてないほど重要になっています。データセンターの信頼性は、供給の集中、需要の増加、長いリードタイムを特徴とする鉱物システムにますます左右されます。可視性と柔軟性を高め、連携して取り組むことは、21世紀が求めるペースでデジタルインフラを拡大するうえで不可欠です。
報告書を読む 『鉱物からメガワットへ：EV、データセンター、電力網のレジリエンス構築』 で、さらに詳しくご覧ください。
