В 2023 году дата-центры США напрямую израсходовали 17,4 миллиарда галлонов воды, а к 2028 году эта цифра может вырасти до 73 миллиардов
В 2025 году мировой расход воды на питание дата-центров достиг почти триллиона галлонов, причём на долю искусственного разума приходится 200 миллиардов
К 2030 году доля ИИ в водопотреблении вырастет до 600 миллиардов галлонов — это больше, чем требуется 500 миллионам жителей Африки
Главная причина роста — не охлаждение, а выработка электричества; при этом тепловыделение новых чипов Nvidia уже доходит до 2300 Вт
Дата-центры поглощают огромные объёмы ресурсов — и нередко в ущерб местным жителям. О воде спорят давно, особенно противники строительства таких объектов, но до недавнего времени реальные масштабы оставались туманными.
Источник изображения — %source%
Сколько воды на самом деле «выпивают» дата-центры
Точно подсчитать расход воды дата-центром непросто. Многое зависит от конкретного оборудования, способа охлаждения и устройства местной электросети. По данным организации MostPolicyInitiative, только за 2023 год дата-центры США напрямую израсходовали 17,4 миллиарда галлонов воды. И это ещё до запуска большинства современных гигаваттных площадок. К 2028 году прямой расход может вырасти ещё на 73 миллиарда галлонов по мере ввода новых объектов.
Ключевое слово здесь — «прямой». В отчёте Университета ООН об экологической цене энергии для ИИ, вышедшем в начале года, говорится: в 2025 году на выработку электричества для мировых дата-центров уйдёт почти триллион галлонов воды. На ИИ-нагрузки приходится около 20%, то есть 200 миллиардов галлонов — это примерно 300 000 олимпийских бассейнов. Ожидается, что к 2030 году доля вырастет до 40%, или 400 миллиардов галлонов, а общий объём достигнет 600 миллиардов галлонов. При этом мировой спрос на электроэнергию для ИИ превысит потребности всей Нигерии, а воды хватило бы, чтобы обеспечить 500 миллионов человек в странах Африки южнее Сахары.
Много это или мало на фоне других отраслей
Как же эти 200 миллиардов галлонов (и цифра растёт) смотрятся рядом с другими секторами экономики?
На фоне сельского хозяйства это пока капля в море: в 2024 году аграрии США израсходовали 26,4 триллиона галлонов (данные USDA). Зато ИИ уже приближается к показателям мировой нефтепереработки. ОПЕК в 2024 году добывала около 86 миллионов баррелей нефти в сутки; при грубой оценке 0,4 барреля воды на баррель сырья это около 550 миллиардов галлонов в год.
То есть отрасли, потребляющие куда больше воды, чем все дата-центры вместе взятые, существуют. Но расход у ЦОДов растёт стремительно, и причина — не столько охлаждение, сколько энергопотребление и производство оборудования.
Почему охлаждение — не главная проблема
По мере того как отношение к дата-центрам ухудшается, а сопротивление их стройке растёт, вопрос воды становится для застройщиков критическим. А для местных жителей, уже сталкивающихся с засухами, нехваткой и загрязнением воды, угроза куда более ощутима.
Основной приём застройщиков — улучшать охлаждение. Переход от испарительных систем к замкнутым контурам с прямым жидкостным охлаждением чипов резко снижает расход воды непосредственно при охлаждении.
Глава Microsoft Сатья Наделла даже заявил, что охлаждение новейших ИИ-площадок компании настолько эффективно, что «может работать вообще без воды», и сравнил годовой расход таких мега-ЦОДов с небольшим рестораном.
Если объяснять на языке сборщиков домашних ПК: Наделла говорит про аналог системы жидкостного охлаждения (СЖО) для процессора, а не про банальное испарение горячей воды. По прямому расходу воды это намного экономнее.
Замкнутые контуры — действительно важный шаг. Вместе с более экзотическими идеями — безвентиляторными жидкостными кулерами, иммерсионным охлаждением, а в перспективе даже подводным и орбитальным размещением — будущие ЦОДы могут тратить на охлаждение совсем немного воды.
Но узкое место — не охлаждение, а энергия для работы. И тут парадокс: замкнутые системы потребляют больше электричества, чем испарительные. А чем выше энергопотребление, тем больше косвенный расход воды на выработку этой энергии.
Аппетиты новых видеочипов
По оценке Xylem, к 2050 году подавляющая часть косвенного водопотребления ЦОДов придётся именно на генерацию электричества. А судя по последним поколениям видеоускорителей, энергозатраты будут колоссальными.
У корпоративного ускорителя Nvidia A100 (поколение Ampere) тепловыделение составляло 300–400 Вт. У H200 (поколение Hopper) — уже до 700 Вт. Blackwell GB200 доходит до 1200 Вт. А следующее поколение Vera Rubin — до 2300 Вт на чип.
Если собрать такие ускорители в полные стойки, энергопотребление становится запредельным. Обычные стойки потребляли 10–15 кВт, а новейшие GB300 NVL72 — свыше 150 кВт каждая. Стойки Vera Rubin, возможно, будут чуть экономичнее в пересчёте, но каждая способна потреблять более 230 кВт.
Раньше дата-центры на такую плотность энергопотребления попросту не рассчитывали. Одно только обеспечение их электричеством превращается в гигантскую задачу — и требует огромных объёмов воды.
Справедливости ради, многие другие отрасли потребляют куда больше энергии (а значит, и косвенно — воды) на свои нужды. Производство стали и чугуна, химия и нефтепродукты, цемент и стекло — каждая из этих отраслей расходует в разы больше энергии, чем все ЦОДы вместе.
Чем питать дата-центры будущего
Краткосрочное решение для гиперскейлеров — мобильные метановые газотурбинные установки (порой их ставят с нарушением закона). Воды они требуют немного, зато бьют по экологии высокими выбросами углерода.
Долгосрочный ответ — и на энергию, и на косвенный расход воды — это, скорее всего, сочетание возобновляемой энергетики, атома и повторного использования воды.
Как это выглядит на практике, показывает экзафлопсный Switch Tahoe Reno в США: площадка на 650 МВт, построенная в 2017 году и работающая на 100% солнечной энергии. В Португалии частично запущенный SINES DC Start Campus на 1,2 ГВт использует 100% возобновляемой энергии и морскую воду для охлаждения, компенсируя своё водопотребление. И хотя многие новые проекты гораздо крупнее, на фоне постоянного удешевления солнечных панелей вполне реально строить эффективные и прибыльные ЦОДы, не выкачивая столько воды.
Второй путь — атомная энергия. Новые компактные реакторы вводятся в строй быстрее и легче масштабируются. Обсуждается даже переоборудование списанных авианосцев и подлодок с бортовыми реакторами под питание дата-центров.
Застройщики это понимают — потому и спешат застолбить доступ к ключевому сырью вроде урана.
Так что энергоснабжение дата-центров будущего, особенно ИИ-площадок, почти наверняка будет строиться на связке возобновляемых источников и расположенных рядом атомных станций.
История с мобильными метановыми турбинами показала: застройщики хватаются за то, что доступно здесь и сейчас. Возможно, помимо мораториев и приостановок строительства, протестующим стоило бы добиваться, чтобы при возведении ЦОДа застройщика обязывали вкладываться в местную водную инфраструктуру и в решения на возобновляемой энергии — в качестве компенсации за растущие аппетиты.
