AIデータセンターの水使用増、大手企業が対策を表明

AI の急成長には、水問題という課題が伴っています。

米国では、データセンターが消費する水量と電力の多さに対し、世間の怒りが高まっています。これらに数十億ドルを投じているテック大手は、少なくとも水問題については解決できると主張しています。

データセンターとは、インターネットや、ますます重要度を増している人工知能（AI）を支えるコンピュータサーバーが詰め込まれた倉庫のような施設です。

これらのコンピュータは稼働中に熱を発生するため、冷却には大量の水が必要になることがあります。

コンサルティング会社 Rystad Energy によると、2025 年のデータセンターの冷却に使用された水量は世界で 2,220 億リットル（約 590 億ガロン）に達しました。

消費削減のための対策を講じなければ、この数字は 2030 年までに 6440 億リットル近くまで倍増する恐れがあると Rystad は推計しています。同社は、水使用量を抑制する措置を講じることで、増加幅を 100% 未満に抑えられるとしています。

米国の半導体メーカー Nvidia は今年 6 月に発表したレポートで、AI データセンターの設計と管理に用いる最新システム「DSX」を使えば、一部の施設では水の使用量をほぼゼロにできる可能性があると発表しました。

これは大胆な主張であり、業界はこれを実現するよう、ますます強い圧力にさらされています。

Nvidia のシステムはクローズドループ冷却方式を採用しており、液体がサーバー内部を直接流れ、チップのすぐ近くまで届きます。この際、チップの温度は 80°C（176°F）を超えることもあります。

しかし、水の使用量を減らすことには、代償が伴う可能性があります。

AI やデータセンターを専門に取材する独立研究者のアンディ・マスリー氏は、「温度制御における水の消費量とエネルギー消費量の間には、非常に明確なトレードオフ関係がある」と指摘しています。

水を節約しようとすると、通常はより多くの電力が必要になります。密閉された配管の中を循環する液体も冷却しなければならないためです。その際、空気を吹き付けて冷却する方法が一般的に用いられています。

Nvidia はこの課題に対し、サーバーへの給水温度を通常の 45°C に設定することで回避しています。

データセンターの認証機関であるユプタイム・インスティテュートによると、2024 年時点での他の密閉ループシステムの多くは、約 32°C で稼働していました。

Nvidia が温水からスタートさせることで、年間を通じて冷却された空気を送り込む必要がなくなります。

「単純なファンによる空気循環で十分な場合が多い」と、Nvidia のサステナビリティ責任者であるジョシュ・パーカー氏は述べています。ただし、状況によっては複数の方法を組み合わせる必要があることもあります。

極めて暑い気候の地域や、熱波に見舞われる期間には、依然として冷却された空気や蒸発冷却が必要になるケースもあります。

水使用への世論の高まり

マイクロソフト、Amazon Web Services（AWS）、Meta は AFP の取材に対し、いずれも閉ループ式の冷却システムを採用しており、これにより正味の水損失は発生しないと回答しています。

世界最大のクラウドコンピューティング企業であるマイクロソフトと AWS ですが、データセンター事業の拡大に伴い、2022 年から 2025 年にかけて水使用量は全体として増加しました。

しかし、両社の最新のサステナビリティ報告書によると、水使用効率はそれぞれマイクロソフトで 25%、AWS で 37% 向上しています。

企業ごとの環境・社会・ガバナンス（ESG）活動の報告方法に業界全体の基準がないため、単純な比較は難しい。

人工知能企業 xAI を買収し、主要なデータセンター運営会社となったイーロン・マスク率いるスペースX は、これまで ESG レポートを公表したことがない。

6 月、格付機関の MSCI がスペースX に最低評価を与えたのもそのためだ。

カリフォルニア大学リバーサイド校の工学教授であるシャオレイ・レン氏は、「水は一般的に電力よりも安価なため、コスト削減だけを目的として節水を推進するインセンティブが弱い」と指摘している。

「インセンティブは存在します」とレン氏は続けるが、それは主に広報上の理由によるものであり、米国各地でデータセンターへの反対運動が高まっていることが背景にあるという。

もう一つの課題は、より少ない水で稼働できる新技術へ老朽化したデータセンターをアップグレードするコストだ。

しかし、Rystad Energy でデータセンターと水素に関する研究を率いるミン・K・レ氏によると、古い施設は現在建設されている巨大なデータセンターに比べて規模も能力も小さく、そもそも必要な冷却量が少なくて済むという。

データセンターが直接使用する水量は、その環境への全体的な影響の一部に過ぎない。

電力を供給するために水を必要とするほか、チップやサーバーの製造過程でも水が使われるからだ。

米国では、この間接的な水の消費量は、データセンター自体が直接使用する量の約 2 倍に達することもある。