世界のデータセンターの 4 分の 1 は水不足の地域にあります

要約:

人工知能テクノロジーの急速な発展に伴い、世界中のデータセンターの数は増加し続けており、チャットボット、クラウド コンピューティング、ビデオ サービス、さまざまなオンライン アプリケーションにコンピューティング能力を提供しています。しかし、

新しい調査によると、世界のデータセンターの約 4 分の 1 が水の供給と需要の不均衡が生じている地域に位置していることが判明しました。毎年少なくとも 1 か月間、地域の水需要が利用可能な水資源を上回ります。将来的に地球の気温が上昇し続ければ、この割合はさらに 3 分の 1 に増加する可能性があります。

この研究は、米国化学会のジャーナルである Environmental Science and Technology に掲載され、関連する研究結果は、2026 年 10 月 19 日に米国化学会が発行したプレスリリースを通じて発表されました。研究チームは、世界規模のデータセンター分布マップを作成し、施設の位置と地域の給水、都市用水、農業用水、製造業および発電の水需要を比較して、既存のデータセンターが直面する水圧を評価しました。

研究者らは、世界中で稼働している合計 9,347 のデータセンターを分析しました。その結果、データセンターの約 25% は水の供給と需要の間に毎年少なくとも 1 か月以上のギャップがある地域に立地しており、データセンターの約 6% は年間のほとんどの間水ストレスに直面している地域に立地していることがわかりました。

この研究の筆頭著者で米国カーネギー科学研究所の研究員であるロレンツォ・ローザ氏は、データセンターは他に必要のない空き地に建設されるのではなく、都市や農地がもともと依存している水資源に直接重ねて設置されると指摘した。データセンターの規模が拡大するにつれて、その水の需要により、既存の地域の水供給圧力がさらに悪化する可能性があります。

データセンターにはなぜ大量の水が必要なのでしょうか?主な理由は、サーバーが実行中に大量の熱を発生することです。プロセッサ、メモリ、その他のハードウェアが過熱してパフォーマンスが低下したり、誤動作する可能性があるのを防ぐために、データセンターは熱を放散し続ける必要があります。一部の施設では、水の蒸発によって熱を除去するために冷却塔と蒸発冷却システムを使用しています。他のものは、異なる形式の液体冷却または空冷技術を使用します。

蒸発冷却を使用する施設の場合、水の一部は放熱プロセス中に直接蒸発するため、すぐに地元の給水システムに戻すことができません。データセンターでは、他の冷却方法によって水の使用量を削減することもできますが、具体的なニーズはサーバーの密度、冷却技術、気候条件、および運用負荷によって異なります。

電力とは異なり、水資源は一般に長距離送電ネットワークを通じて柔軟に配備できません。データセンターには近くの川、湖、貯水池、地下帯水層からの水の供給が必要で、周囲の地域社会、農場、産業施設もそれに依存しています。たとえデータセンターに十分な資金があるとしても、それはその地域が無制限に水を追加供給できるという意味ではありません。

研究チームは特に、電力使用量は電力メーターを通じて測定および記録できることが多いため、データセンターのエネルギー消費量が過去に頻繁に測定されてきたことを指摘しました。対照的に、さまざまな地域のデータセンターの水使用量に関する統計手法は均一ではなく、完全なデータが存在しない地域もあります。したがって研究者らは、世界的な水ストレスマップを構築することで、政府や企業がデータセンターの拡張がもたらす可能性のある水リスクをより明確に特定できるようにしたいと考えている。

世界のデータセンター分布に関しては、米国がかなりの割合を占めており、調査統計全体の 39% を占めています。これは、米国が世界で最もデータセンターが集中している国の一つであるだけでなく、データセンターの水圧が将来的にさらに増加する可能性がある重要な地域でもあることを意味します。

調査によると、米国ではデータ センターの約 21% が水不足の地域に設置されています。米国東部には多数のデータセンター クラスターがあり、これらの地域の多くは現在水ストレスが比較的低いです。ただし、米国西部と南部の一部では、水の供給量と需要量の差が数カ月間続く可能性があり、個々の地域では年間のほとんどの間、水の供給圧力に直面する可能性さえあります。

ヨーロッパの状況には明らかな地域差があります。データセンターは主に北ヨーロッパと中央ヨーロッパに集中しており、これらの地域では一般に水ストレスが比較的少ないです。しかし、スペイン、イタリア、ギリシャなどの南ヨーロッパ諸国の一部の地域では水ストレスがより深刻で、一部の地域では水の供給と需要の間に毎年6か月以上のギャップが生じる可能性があります。

カナダもまったく影響を受けないわけではありません。調査によると、カナダのデータセンターの約 35% が毎年少なくとも 1 か月間水不足に直面しています。カナダは一般に水資源が豊富ですが、水資源の分布は均一ではありません。人口、産業施設、データセンターが集中する地域では、地域の水道事情が全国平均と大きく異なる場合があります。

研究者らはまた、データセンター周辺の水使用量トップ部門を分析して、これらの施設がどの業界と競合する可能性があるかを判断しました。世界的には、データセンターの約 41% が都市および自治体の水利用が主な地域にあり、約 28% が農業用水が主な地域にあります。

さらに、データセンターエリアの約 18% は製造用水需要が主な需要である地域に位置しており、約 8% は発電産業の水需要と重複しています。残りは主に畜産や鉱山などの活動に携わっています。

これらのデータは、データセンターの拡張によって引き起こされる水資源の問題が単なる工業用水の問題ではなく、都市の水供給、農業生産、エネルギー供給、生態系を含む包括的な課題であることを示しています。

データセンターが都市部の水需要と重なると、住民、公共サービス、商業活動は水資源をめぐるより激しい競争に直面する可能性があります。農業が優勢な地域では、工業用水の追加需要が灌漑用水と競合する可能性があります。水ストレスが最終的に住民の水制限、作物収量の減少、またはデータセンターの運用の制限につながるかどうかについては、この調査のみに基づいて確かな結論を引き出すことはまだ不可能です。

気候変動の考えられる影響を評価するために、研究者らはまた、複数の地球規模気候モデルを使用して、地球の平均気温が 1900 年より 3 ℃上昇した場合の既存のデータセンターが位置する地域の水の状態を分析しました。このシナリオは、将来約 10 ～ 40 年に起こり得る気候条件を表しており、この研究が地球の気温が特定の年に確実にこのレベルに達すると予測していることを意味するものではありません。

モデルの結果は、この将来の気候シナリオの下では、世界の現在のデータセンターの約 33% が水の需要が供給を上回る地域に位置する可能性があることを示しています。言い換えれば、気候条件が研究で設定された方向に進展した場合、水ストレスに直面しているデータセンターの割合は現在の 4 分の 1 から 3 分の 1 に増加する可能性があります。

米国は特に影響を受けると予想されています。世界のデータセンターの 39% が米国にあるため、将来の新たな水圧のかなりの部分もこの国に集中することになります。研究者らは、この結果がデータセンターの立地選択の重要性を浮き彫りにしていると考えている。つまり、企業はどこに建設するかを決定する際、地価、電力供給、ネットワーク接続、税制上の優遇措置を考慮するだけでなく、地元の水資源の長期的な持続可能性も評価する必要がある。

この調査は、さまざまな水文学的および気候的条件下で現在稼働しているデータセンターが直面する水資源リスクを分析したものであり、将来のデータセンターの数や特定の建設場所を予測するものではないことに注意してください。また、水不足地域にあるすべてのデータセンターで断水が発生することを証明するものではなく、これらの施設が周囲の住民に実際にどの程度の被害を与えているかを直接定量化するものでもありません。

研究者らは、企業は水利権の購入、貯水施設の建設、代替水源の使用、冷却方法の調整などによって事業を維持できる可能性があるため、水の需要と供給のギャップによって必ずしもデータセンターの稼働停止が強制されるわけではないと強調しました。ただし、これらの対策が実際に地域全体の水ストレスを軽減できるかどうかは、特定の給水システム、規制規則、および他の水利用者のニーズによって異なります。

研究チームは、データセンターの長期計画では、地域の水管理とインフラストラクチャの状況にさらに注意を払う必要があると考えています。比較的水資源が豊富な地域では、新しいデータセンターが安定した水の供給を得ることが容易になる可能性があります。一方、すでに干ばつの傾向があり、地下水の涵養が不十分であったり、農業用水の需要が高い地域では、新たな大規模施設の建設にはより慎重になる必要がある。

企業は、効率的な冷却システムを採用し、水のリサイクル率を高め、要件を満たすリサイクル水を使用し、季節の水の状態に基づいて運用を調整することによって、真水への依存を減らすこともできます。ただし、これらの技術ソリューションに対して、すべてのデータセンターに適用できる万能の答えはありません。さまざまな気候条件、サーバーの負荷、インフラストラクチャの設計は、さまざまな冷却技術によって達成される実際の節水に影響を与えます。

人工知能モデルがますます複雑になるにつれて、モデルのトレーニングと実行に必要なコンピューティング リソースは増加し続けており、データ センターのエネルギーと水の消費は、テクノロジー産業の拡大において無視できない環境問題になりつつあります。 AI サービス自体はデジタル形式で提供されますが、それらを支えるサーバー、冷却装置、電力システムはすべて現実世界の天然資源に依存しています。

この研究は、人工知能の発展が必然的に世界的な水不足につながるとは主張していませんが、データセンターの地理的位置が環境コストに影響を与えることを指摘しています。水資源が豊富な地域と長期的に水不足が続く地域に同じ規模のデータセンターを建設した場合、地域社会に与える潜在的な圧力は全く異なる可能性があります。

研究者らは、将来のデータセンターのサイト選択とガバナンスでは、コンピューティング能力、エネルギー価格、ネットワーク遅延のみに焦点を当てるのではなく、水資源の制約を長期的な決定に組み込む必要があると考えています。地域住民、農業、産業、生態系の水需要を考慮することによってのみ、データセンターの拡張が長期的に持続可能であるかどうかをより正確に判断できます。

世界中のデータセンターの数が増え続けるにつれて、水管理は徐々に人工知能インフラストラクチャの構築における重要な要素になる可能性があります。この研究で明らかになった世界的な分布の違いは、将来のデータセンターの競争がコンピューティングパワー、チップ、電力をめぐる競争だけでなく、水の状況や地方の統治能力にもますます影響を受けることを意味している。