科技日报记者 刘霞
随着人工智能（AI）技术快速发展，数据中心数量激增，其对水资源的需求也日益攀升——主要用于冷却系统与电力供应。据经合组织最新估算，到2027年，全球AI产业耗水量将达到66亿立方米。
世界经济论坛网站在11月20日的报告中指出，实施循环水管理策略可将数据中心的用水量降低75%，这对保护社区淡水资源至关重要。这些方案包括采用先进的液冷与闭环冷却等技术，实现水资源优化利用。
数据中心成水资源消耗大户
从日常社交娱乐到复杂AI运算，数据中心始终是数字世界的幕后支撑。然而其运行也伴随着高昂的环境代价，不仅消耗大量材料与能源，更离不开珍贵的水资源。海量数据运转产生巨大热量，必须借助冷却设备维持正常运行。
数据中心用水主要集中在两方面：一是冷却系统，包括冷水机组、冷却塔和液冷装置等；二是发电环节，例如蒸汽发电需要大量用水。
2023年7月，美国科罗拉多大学河滨分校和得克萨斯大学阿灵顿分校科学家开展的联合研究显示，在微软美国数据中心训练GPT-3模型，直接消耗了70万升纯净水，足够满足2万人单日用水需求。而且，ChatGPT每回应20—50次提问，就“喝”掉一瓶500毫升的饮用水。
数据显示，1兆瓦规模的数据中心每年制冷需水2550万升，相当于30万人一天的用水量。而一个15兆瓦的中型数据中心，日耗水量更堪比三家医院或两座高尔夫球场的年用水量。
这一严峻形势，凸显出推行循环水管理战略的紧迫性与巨大潜力。
智能管理结合先进技术实现大幅节水
水资源优化重在通过智能水管理系统，持续监控和调整用水量，同时采用创新且节水的冷却方法，最大限度地减少数据中心的实际用水量，实现精准节水。
搭载实时传感器的智能水管理系统，可依据冷却需求动态调节供水，结合优化算法提前控制水冷流程，实现节水25%。在此基础上，液冷与闭环冷却等先进技术得以大显身手。
液冷技术以冷却液为导热介质，直接循环带走中央处理器、图形处理器等核心元件产生的热量。与传统方式相比，这项技术可节约91%的用水，降低50%的能耗，并减少85%的空间占用。
闭环冷却系统则通过密闭循环的冷却介质（如水或专用液体）实现高效散热，广泛应用于工业制造、通信保障与数据中心等领域。
最具创新性的当属“直达芯片冷却”，通过冷却液或冷板直接接触芯片表面散热，有效避免过热与水资源浪费。此项技术特别适合缺水地区，可实现20%—90%的节水效益，并降低18%的用电需求。
目前，微软已部署闭环液冷系统；开利公司正投资芯片直冷技术；艺康集团推出的3D TRASAR™技术，能实时监测冷却液状态，保障服务器稳定运行。
行业分析显示，全球数据中心冷却市场预计在2029年突破2000亿美元，其中液冷技术的年复合增长率将高达39%。
补水方案打造水资源良性循环
除了节约用水，数据中心还能通过补水措施改善当地水资源状况。水资源优化减少用水量，补水措施则侧重于通过提升水资源供应和水质来恢复水源，确保当地社区获得清洁水源。
关键策略包括废水处理与再利用，将再生水用于灌溉和工业过程；补充地下水储水库、通过高效灌溉方式节约用水等。
采用废水处理回用技术的数据中心，可减少50%的淡水依赖。例如亚马逊网络服务正在推进多项节水补水计划，包括修复管道、收集雨水、用再生水冷却服务器等。
在美国佐治亚州，谷歌通过回收市政废水满足数据中心冷却需求，并将未蒸发的水处理后回归自然河道。
微软则提出2030年实现“水中和”目标，计划通过节水、超额补水、改善供水服务及参与政策制定等多重途径实施。其在西班牙埃布罗河流域推行的智能灌溉项目，已节约11.5万立方米水源，惠及740公顷农田与710余户农户。
尽管当前循环水管理已取得显著进展，但面对数字服务需求的持续增长，仍需更宏大的战略布局——将系统化、数据驱动的节水方案深度融入数字基础设施设计。这不仅是环保合规的要求，更是构建可持续数字生态的战略必需。
