数据中心一年“喝”掉2280亿加仑水

2026.07.05 08:19
2026至2027年,亚马逊、谷歌、Meta、微软、甲骨文等科技巨头拟投入超1万亿美元建设AI基础设施。受数据中心冷却及配套发电影响,美国数据中心实际用水远超披露值,间接耗水量约为直接耗水的12.4倍。目前仅Meta完整核算间接用水,凤凰城等缺水地区成新建数据中心热点,预计2031年当地数据中心用水将超城市供水20%。

2026年,仅亚马逊一家在AI基础设施上的资本支出就达到了2000亿美元。但在这轮史上最大规模的科技基建狂潮中,真正稀缺的或许不是钱,而是水。

在亚利桑那州凤凰城,美国增长最快的数据中心聚集地之一,当地水务部门正在为一个数字发愁:到2031年,数据中心将消耗这座城市超过20%的供水。而凤凰城,恰好是美国最干旱的大城市之一。

这个数字背后,是一个被科技巨头们在ESG报告中有意无意忽略的事实:它们的AI数据中心正在用掉比公开披露多出整整一个量级的水。

万亿基建的隐形账单

2026年4月至5月,亚马逊、谷歌、Meta、微软、甲骨文先后发布最新财报。摩根士丹利统计,这五家科技巨头2026年的资本开支约为8000亿美元,几乎是2025年的两倍,到2027年更有望突破1.1万亿美元。

但问题在于,这些数据中心需要的不只是芯片和电力。一台AI服务器的功率密度是传统服务器的3至5倍,这意味着它的发热量和冷却需求也成倍增长。而冷却,需要水。

根据劳伦斯伯克利国家实验室2024年发布的报告,2023年美国数据中心直接消耗了约170亿加仑(约640亿升)水用于冷却。同时,这些数据中心因消耗电力而产生的间接耗水,也就是发电厂用来冷却和产生蒸汽的水,高达2110亿加仑(约8000亿升)。间接耗水量约为直接耗水的12.4倍。

截至2026年4月,美国拥有超过4000座数据中心,占全球总量的37%。劳伦斯伯克利实验室预测,到2028年,美国数据中心的总用水量可能达到4690亿至8440亿加仑,具体取决于冷却技术和电网能源结构。

这意味着,当一座数据中心的冷却塔在“喝”水时,它背后还有11个看不见的“水龙头”。那些为它供电的火电厂和水电站,同样在大量消耗水资源。

被低估的水足迹

在信息披露问题上,科技巨头们的做法可以用一句话概括:报喜不报忧。

目前,仅有Meta一家完整核算并披露了间接用水数据。根据ScienceDirect 2025年发表的研究,Meta在2024年报告了722亿升间接耗水,对应消耗18.4太瓦时电力,合每千瓦时3.92升水。在直接用水方面,Meta 2023年全球消耗了8.13亿加仑(约31亿升),其中95%用于冷却。

相比之下,微软、谷歌、亚马逊等公司的可持续报告中,多仅报告厂区直接用水量,对间接用水讳莫如深。谷歌2024年环境报告显示,其直接用水量从2021年的43亿加仑增至61亿加仑,增幅超过40%。但如果把间接用水算进去,实际水足迹数倍于此。同行评议分析指出,通过电力供应链产生的间接耗水大约是谷歌直接用水量的三倍。

投资者的耐心正在耗尽。2026年4月,一批机构投资者公开施压亚马逊、微软和谷歌,要求更全面地披露水足迹信息。16位州检察长也对可再生能源信用额度的减排核算方式提出质疑。一场围绕如何计算科技企业真实环境影响的监管博弈正在升温。

为什么数据中心如此需要水

这要从冷却技术说起。

目前,大多数数据中心采用蒸发冷却系统:冷水通过管道流经服务器机架,吸收热量后变成蒸汽排入大气。这套系统相当于一个巨大的加湿器,需要源源不断的冷水补给。据MOST政策倡议2026年4月发布的报告,高达85%的数据中心冷却用水最终会蒸发殆尽,无法返回水源。

另一种方案是闭环冷却系统:利用风冷式冷水机组将热水降温后循环使用,水资源消耗大幅降低,但电力消耗显著上升。它没有从根本上摆脱对水的依赖,只是把直接用水变成了发电环节的间接用水。

更先进的液冷技术,包括“直达芯片冷却”,通过冷却液直接接触芯片表面散热,可实现20%至90%的节水效益。微软已经开始部署零水蒸发闭环冷却系统,每座设施每年可减少超过1.25亿升用水量。

但问题在于,这些技术目前只覆盖新建和规划中的数据中心。过去三年全球的存量设施,绝大多数仍在使用传统的蒸发冷却。

国际能源署估计,AI目前占数据中心电力需求的15%至20%,相应地也占据了同等比例的耗水份额。剩下的大部分水用于支撑流媒体、云存储、企业工作负载等传统数字服务。

缺水的沙漠,建起了最耗水的数据中心

凤凰城的故事是这场水危机的集中缩影。

亚利桑那州拥有超过150座数据中心和芯片工厂。台积电在凤凰城郊外的芯片工厂已耗资数百亿美元;微软和Meta正在这里大规模扩建AI算力设施。

根据可持续投资非营利组织Ceres的评估,凤凰城数据中心用水量预计到2031年将飙升至城市总供水的20%以上,而目前这一比例约为3%。

这座城市的年均降水量不到8英寸(约200毫米),主要水源来自科罗拉多河和地下水。而科罗拉多河本身正经历着有记录以来最严重的干旱期,联邦政府已多次强制削减沿线各州的取水配额。

2025年,Bloomberg新闻的一项分析发现,2022年以来新建的数据中心中,约三分之二位于水资源紧张地区,包括Arizona、Texas、Nevada等干旱州。

在斯坦福大学“与西部同行”项目2025年4月的报道中,凤凰城规划委员会主席Lance Saleme用了一个尖锐的比喻:数据中心就像城市的“绦虫”,它们消耗大量资源却不产生同等价值的就业或税收回报。

从碳焦虑到水焦虑

围绕AI的环保讨论,过去两年几乎全部集中在碳排放和能源消耗上。联合国大学2026年6月发布的报告指出了这个盲点:AI的环境成本绝不能仅考核碳排放,“水足迹”和“土地足迹”必须被纳入考量。

到2030年,全球数据中心的相关用水量将达到9.3万亿升,相当于撒哈拉以南非洲13亿人口一年的基本生活用水需求。而数据中心的耗电量预计在2030年达到945太瓦时,接近全球用电量的3%。

一个被忽略的重要事实是:低碳不等于低水耗。 联合国大学研究员米里亚姆·阿塞尔指出,“从碳排放来看最环保的选择,最终可能对水资源造成更严重的破坏。”例如,从煤电转向生物能源可以大幅降低碳足迹,但生物能源的发电用水量远高于化石燃料。

SpaceX在今年上市前夕的IPO文件中,罕见地将“水资源获取”列为关键风险因素,与电力供应、芯片获取并列。这一措辞的调整,折射出整个AI行业正在面对的深层焦虑:水,正在成为比芯片更稀缺的生产要素。

万亿基建的水瓶颈

回到那个1万亿美元的问题。摩根士丹利预测2027年AI资本开支将突破1.1万亿美元。

但芯片可以扩产,电力可以新建电站,唯独水,在一个给定的流域它是不可替代、不可扩容的。一座数据中心可以在沙漠里建起来,但无法在沙漠里凭空造出水。

Meta的全面披露或许暗示了科技巨头们正在感受到的压力:如果想在2030年代把数据中心的水耗控制在社会可接受范围内,仅靠现在的节水技术还远远不够。闭环冷却、液冷、水回收系统需要覆盖的不只是新数据中心,还有那些已经在运行的存量设施。

谁会赢

最大的赢家可能不是任何一家云厂商,而是提供液冷解决方案的设备和工程公司。微软、开利、艺康等已经在芯片直冷和闭环冷却技术上布局。随着水压力从“潜在风险”升级为“运营约束”,这些技术将从“加分项”变成“准入门槛”。世界经济论坛2025年11月发布的报告指出,实施循环水管理策略可将数据中心用水量降低75%。

谁最危险

凤凰城所在的亚利桑那州,以及加利福尼亚、内华达、得克萨斯等干旱区域的现有数据中心,面临的政策风险正在上升。如果地方政府开始对数据中心的用水量征税或限制配额,这些集中了全美大量算力的设施将面临运营成本骤增和实际算力降级的双重挑战。

全国范围内,数据中心的水耗仍然远低于农业或灌溉,但在具体社区,尤其是那些已经在争水的干旱城镇,几个百分点的供水占比就足以引爆政治争议。

当一座数据中心的冷却塔在沙漠深处日夜不息地吞吐蒸汽,它蒸发掉的或许不只是水,还有这个世界对于AI“轻量化”的最后一丝幻想。

作品声明:内容由AI生成