科技日報記者 劉霞
隨著人工智能（AI）技術快速發展，數據中心數量激增，其對水資源的需求也日益攀升——主要用于冷卻系統與電力供應。據經合組織最新估算，到2027年，全球AI產業耗水量將達到66億立方米。
世界經濟論壇網站在11月20日的報告中指出，實施循環水管理策略可將數據中心的用水量降低75%，這對保護社區淡水資源至關重要。這些方案包括采用先進的液冷與閉環冷卻等技術，實現水資源優化利用。
數據中心成水資源消耗大戶
從日常社交娛樂到復雜AI運算，數據中心始終是數字世界的幕后支撐。然而其運行也伴隨著高昂的環境代價，不僅消耗大量材料與能源，更離不開珍貴的水資源。海量數據運轉產生巨大熱量，必須借助冷卻設備維持正常運行。
數據中心用水主要集中在兩方面：一是冷卻系統，包括冷水機組、冷卻塔和液冷裝置等；二是發電環節，例如蒸汽發電需要大量用水。
2023年7月，美國科羅拉多大學河濱分校和得克薩斯大學阿靈頓分?？茖W家開展的聯合研究顯示，在微軟美國數據中心訓練GPT-3模型，直接消耗了70萬升純凈水，足夠滿足2萬人單日用水需求。而且，ChatGPT每回應20—50次提問，就“喝”掉一瓶500毫升的飲用水。
數據顯示，1兆瓦規模的數據中心每年制冷需水2550萬升，相當于30萬人一天的用水量。而一個15兆瓦的中型數據中心，日耗水量更堪比三家醫院或兩座高爾夫球場的年用水量。
這一嚴峻形勢，凸顯出推行循環水管理戰略的緊迫性與巨大潛力。
智能管理結合先進技術實現大幅節水
水資源優化重在通過智能水管理系統，持續監控和調整用水量，同時采用創新且節水的冷卻方法，最大限度地減少數據中心的實際用水量，實現精準節水。
搭載實時傳感器的智能水管理系統，可依據冷卻需求動態調節供水，結合優化算法提前控制水冷流程，實現節水25%。在此基礎上，液冷與閉環冷卻等先進技術得以大顯身手。
液冷技術以冷卻液為導熱介質，直接循環帶走中央處理器、圖形處理器等核心元件產生的熱量。與傳統方式相比，這項技術可節約91%的用水，降低50%的能耗，并減少85%的空間占用。
閉環冷卻系統則通過密閉循環的冷卻介質（如水或專用液體）實現高效散熱，廣泛應用于工業制造、通信保障與數據中心等領域。
最具創新性的當屬“直達芯片冷卻”，通過冷卻液或冷板直接接觸芯片表面散熱，有效避免過熱與水資源浪費。此項技術特別適合缺水地區，可實現20%—90%的節水效益，并降低18%的用電需求。
目前，微軟已部署閉環液冷系統；開利公司正投資芯片直冷技術；藝康集團推出的3D TRASAR?技術，能實時監測冷卻液狀態，保障服務器穩定運行。
行業分析顯示，全球數據中心冷卻市場預計在2029年突破2000億美元，其中液冷技術的年復合增長率將高達39%。
補水方案打造水資源良性循環
除了節約用水，數據中心還能通過補水措施改善當地水資源狀況。水資源優化減少用水量，補水措施則側重于通過提升水資源供應和水質來恢復水源，確保當地社區獲得清潔水源。
關鍵策略包括廢水處理與再利用，將再生水用于灌溉和工業過程；補充地下水儲水庫、通過高效灌溉方式節約用水等。
采用廢水處理回用技術的數據中心，可減少50%的淡水依賴。例如亞馬遜網絡服務正在推進多項節水補水計劃，包括修復管道、收集雨水、用再生水冷卻服務器等。
在美國佐治亞州，谷歌通過回收市政廢水滿足數據中心冷卻需求，并將未蒸發的水處理后回歸自然河道。
微軟則提出2030年實現“水中和”目標，計劃通過節水、超額補水、改善供水服務及參與政策制定等多重途徑實施。其在西班牙埃布羅河流域推行的智能灌溉項目，已節約11.5萬立方米水源，惠及740公頃農田與710余戶農戶。
盡管當前循環水管理已取得顯著進展，但面對數字服務需求的持續增長，仍需更宏大的戰略布局——將系統化、數據驅動的節水方案深度融入數字基礎設施設計。這不僅是環保合規的要求，更是構建可持續數字生態的戰略必需。