資料中心用水:AI為什麼喝水?WUE又怎麼衡量?

AI為什麼喝水?資料中心的蒸發式冷卻原理是什麼?

資料中心多採冷卻塔散熱,將水噴灑於塔內表面加速熱交換,水蒸發後須持續補充CITE:E1。美國國會研究處(CRS)在其報告中指出,冷卻塔透過把水噴灑到塔內表面來加速熱交換,而水正是因蒸發散熱才必須不斷補充CITE:E1。這個「蒸發—補水」的循環,是資料中心直接耗水的根本原因。

用水效率(WUE)這項指標怎麼衡量?

Microsoft指出,WUE以資料中心用水量相對於耗電量計算,單位為公升/度CITE:E2。Microsoft說明,WUE用來監測資料中心營運是否有效率、是否永續,計算方式是把用水量除以耗電量,結果以公升/度(L/kWh)呈現CITE:E2。這項指標讓不同資料中心的用水表現可以互相對照。

資料中心用水的真實規模有多大?

國際能源署估計,資料中心用水約60%為間接、40%為直接,合計約當6,500戶家庭用水量CITE:E7。根據CRS報告轉引的IEA估計,資料中心用水中約60%屬於發電端的間接用水,約40%為廠內直接用水,兩者加總約等同於6,500戶家庭的用水量CITE:E7。這代表資料中心的用水足跡不只發生在機房內,也延伸到供電端。

Microsoft的用水效率實績如何對標?

Microsoft表示,其資料中心上一財年平均WUE為0.30公升/度CITE:E3。Microsoft在2024年12月9日的公開說明中提到,上一財年(對應FY2024)旗下資料中心的平均WUE為0.30公升/度CITE:E3。這個數字可作為衡量後續冷卻技術改善成效的基準點。

資料中心用水如何在地方引發衝突?

美國奧勒岡州一座城市發現,近30%城市用水量可歸因於Google資料中心,五年增為三倍CITE:E5。CRS報告指出,資料中心冷卻用水常直接取自地方自來水系統,奧勒岡州一座城市便發現,該市近30%的用水量可歸因於Google的資料中心,且這項用水量在五年間增加為三倍CITE:E5。這顯示資料中心用水已在特定地區形成與居民共用同一水源的實際壓力。

Microsoft晶片級冷卻如何達成冷卻零用水?

Microsoft自2024年8月推出新一代資料中心設計,改採晶片級冷卻,冷卻過程零用水、無水蒸發CITE:E6。Microsoft表示,這項設計能提供精準溫控且不需要水分蒸發,每年每座資料中心可避免使用逾1.25億公升水;不過廁所、廚房等行政用途仍會用水CITE:E6。這是目前揭露的具體技術改善方案,但屬於新設計的單一資料中心數據。

科技大廠對用水設下什麼長期目標?

Google訂出目標,要在2030年前讓旗下資料中心與辦公室的平均補水量超過消耗量CITE:E4。Google表示,目標是在2030年前,平均而言旗下資料中心與辦公室補注的淡水量要多於實際消耗量CITE:E4。這是一項面向未來的方向性承諾,尚屬長期目標階段。

關鍵數字一覽

這代表什麼

蒸發式冷卻本身即耗水的技術特性CITE:E1,與Microsoft目前0.30公升/度的艦隊平均值CITE:E3並列來看,顯示現有資料中心仍普遍依賴補水運作。晶片級冷卻雖可讓單一新設計資料中心做到冷卻零用水、每年省下逾1.25億公升水CITE:E6,但這是單一設計的數字,尚未看到反映在艦隊整體平均值上。與此同時,奧勒岡州近30%用水占比、五年增為三倍的案例CITE:E5顯示地方水資源壓力已是現在進行式,而Google 2030年補水目標CITE:E4與IEA估計約當6,500戶家庭的用水規模CITE:E7之間,仍是一個尚待後續數據驗證的落差。