Четверть мировых дата-центров расположены в регионах с нехваткой воды

Аннотация:

Благодаря быстрому развитию технологий искусственного интеллекта количество центров обработки данных по всему миру продолжает увеличиваться, предоставляя вычислительные мощности для чат-ботов, облачных вычислений, видеосервисов и различных онлайн-приложений. Однако

новое исследование показало, что около четверти мировых центров обработки данных расположены в районах с дисбалансом между водоснабжением и спросом. По крайней мере, один месяц в году местный спрос на воду превышает доступные водные ресурсы. Если глобальная температура продолжит повышаться в будущем, эта доля может увеличиться до одной трети.

Это исследование было опубликовано в журнале «Экологическая наука и технология», журнале Американского химического общества, а соответствующие результаты исследования были объявлены в пресс-релизе, выпущенном Американским химическим обществом 19 октября 2026 года. Исследовательская группа составила глобальную карту распределения центров обработки данных и сравнила расположение объектов с потребностями в воде местного водоснабжения, городского водоснабжения, сельскохозяйственного орошения, производства и производства электроэнергии, чтобы оценить давление воды, с которым сталкиваются существующие центры обработки данных.

Исследователи проанализировали в общей сложности 9347 действующих центров обработки данных по всему миру. Результаты показывают, что около 25% из них расположены в районах, где существует разрыв между водоснабжением и спросом в течение как минимум одного месяца каждый год, а около 6% центров обработки данных расположены в районах, испытывающих водный дефицит большую часть года.

Лоренцо Роза, ведущий автор исследования и научный сотрудник Института науки Карнеги в США, отметил, что центры обработки данных не строятся на открытых пространствах без каких-либо других потребностей, а непосредственно накладываются на водные ресурсы, от которых изначально зависят города и сельскохозяйственные угодья. Поскольку центры обработки данных увеличиваются в размерах, их потребности в воде могут еще больше усугубить существующую проблему местного водоснабжения.

Почему дата-центры требуют большого количества воды? Основная причина заключается в том, что серверы при работе выделяют много тепла. Чтобы предотвратить перегрев процессоров, памяти и другого оборудования, который может привести к снижению производительности или даже неисправности, центры обработки данных должны продолжать рассеивать тепло. На некоторых предприятиях используются градирни и системы испарительного охлаждения для отвода тепла за счет испарения воды; другие используют различные формы жидкостного или воздушного охлаждения.

Для объектов, использующих испарительное охлаждение, часть воды испаряется непосредственно в процессе отвода тепла и не может немедленно вернуться в местную систему водоснабжения. Центры обработки данных также могут сократить потребление воды за счет других методов охлаждения, но конкретные потребности зависят от плотности серверов, технологии охлаждения, климатических условий и рабочих нагрузок.

В отличие от электроэнергии, водные ресурсы, как правило, не могут быть гибко использованы через сети передачи электроэнергии на большие расстояния. Центрам обработки данных требуется водоснабжение из близлежащих рек, озер, водохранилищ или подземных водоносных горизонтов, от которых также зависят окружающие сообщества, фермы и промышленные объекты. Даже если дата-центр имеет достаточное финансирование, это не означает, что регион может обеспечить неограниченное количество дополнительной воды.

Исследовательская группа, в частности, отметила, что в прошлом потребление энергии в центрах обработки данных тщательно измерялось, поскольку потребление электроэнергии часто можно измерить и записать с помощью счетчиков электроэнергии. Напротив, статистические методы использования воды в центрах обработки данных в разных регионах не являются единообразными, а в некоторых регионах даже отсутствуют полные данные. Поэтому исследователи надеются, что, построив глобальную карту водного стресса, они смогут помочь правительствам и компаниям более четко определить водные риски, которые может принести расширение центров обработки данных.

С точки зрения глобального распределения центров обработки данных США занимают значительную долю, на их долю приходится 39% общей исследовательской статистики. Это означает, что Соединенные Штаты являются не только одной из стран с самой высокой концентрацией центров обработки данных в мире, но и важным регионом, где давление воды в центрах обработки данных может еще больше возрасти в будущем.

Исследование показало, что в США около 21% центров обработки данных расположены в районах с нехваткой воды. На востоке США расположено большое количество кластеров центров обработки данных, и во многих из этих районов в настоящее время наблюдается относительно низкий дефицит воды; однако в некоторых частях запада и юга Соединенных Штатов разрыв между водоснабжением и спросом может длиться несколько месяцев, а отдельные районы могут даже испытывать давление большую часть года.

В ситуации в Европе существуют очевидные региональные различия. Центры обработки данных в основном сосредоточены в Северной и Центральной Европе, которые, как правило, испытывают относительно меньший дефицит воды. Однако водный стресс более остр в некоторых регионах южноевропейских стран, таких как Испания, Италия и Греция, а в некоторых регионах может наблюдаться разрыв между водоснабжением и спросом более шести месяцев в году.

Канада не совсем незатронута. Исследования показывают, что около 35% центров обработки данных в Канаде сталкиваются с нехваткой воды как минимум один месяц в году. Хотя Канада в целом богата водными ресурсами, распределение водных ресурсов неравномерно. Местные условия водоснабжения в районах сосредоточения населения, промышленных объектов и дата-центров могут существенно отличаться от средних по стране.

Исследователи также проанализировали основные сектора использования воды, окружающие центры обработки данных, чтобы определить, с какими отраслями эти объекты могут конкурировать. Во всем мире около 41% центров обработки данных расположены в районах, где преобладает городское и муниципальное водопользование, и около 28% — в районах, где преобладает вода для орошения в сельском хозяйстве.

Кроме того, около 18 % площадей центров обработки данных расположены в районах, где основным спросом является производственная потребность в воде, а около 8 % пересекается с потребностью в воде энергетической отрасли. Остальные в основном заняты в таких видах деятельности, как животноводство и горнодобывающая промышленность.

Эти данные показывают, что проблемы с водными ресурсами, вызванные расширением центров обработки данных, — это не просто проблемы с промышленными водами, а комплексные проблемы, затрагивающие городское водоснабжение, сельскохозяйственное производство, энергоснабжение и экосистемы.

Когда центры обработки данных перекрывают потребности городов в воде, жители, государственные службы и коммерческая деятельность могут столкнуться с более острой конкуренцией за водные ресурсы. В районах, где преобладает сельское хозяйство, дополнительные потребности в промышленной воде могут противоречить потребностям в оросительной воде. Что касается того, приведет ли дефицит воды в конечном итоге к ограничению воды для жителей, снижению урожайности сельскохозяйственных культур или ограничению работы центров обработки данных, пока невозможно сделать однозначные выводы, основываясь только на этом исследовании.

Чтобы оценить возможные последствия изменения климата, исследователи также использовали несколько глобальных климатических моделей для анализа состояния воды в районах, где расположены существующие центры обработки данных, когда глобальная средняя температура на 3 градуса Цельсия выше, чем в 1900 году. Этот сценарий представляет возможные климатические условия примерно через 10–40 лет в будущем и не означает, что исследование предсказывает, что глобальные температуры определенно достигнут этого уровня в конкретном году.

Результаты моделирования показывают, что в соответствии с этим будущим климатическим сценарием около 33% нынешних мировых центров обработки данных могут быть расположены в районах, где спрос на воду превышает предложение. Другими словами, если климатические условия будут развиваться в направлении, указанном в исследовании, доля центров обработки данных, испытывающих дефицит воды, может увеличиться с сегодняшней четверти до одной трети.

Ожидается, что особенно пострадают Соединенные Штаты. Поскольку 39% мировых дата-центров расположены в США, значительная часть нового водного напора в будущем также будет сосредоточена в этой стране. Исследователи полагают, что этот результат подчеркивает важность выбора места для центра обработки данных: принимая решение о том, где строить, компании не только учитывают цены на землю, электроснабжение, сетевые подключения и налоговые льготы, но также должны оценить долгосрочную устойчивость местных водных ресурсов.

Следует отметить, что данное исследование анализирует риски водных ресурсов, с которыми сталкиваются дата-центры, действующие в настоящее время в различных гидрологических и климатических условиях, и не является прогнозом количества будущих дата-центров или конкретных мест строительства. Это также не доказывает, что все центры обработки данных, расположенные в районах с дефицитом воды, будут испытывать перебои с водоснабжением, а также не дает прямой количественной оценки того, какой фактический ущерб эти объекты нанесли окружающим жителям.

Исследователи подчеркнули, что разрыв между предложением и спросом на воду не обязательно заставит центры обработки данных прекратить работу, поскольку предприятия могут продолжать свою деятельность, приобретая права на воду, строя водохранилища, используя альтернативные источники воды или корректируя методы охлаждения. Однако смогут ли эти меры действительно снизить общий местный водный стресс, зависит от конкретной системы водоснабжения, нормативных правил и потребностей других водопользователей.

Исследовательская группа считает, что при долгосрочном планировании центров обработки данных необходимо уделять больше внимания местному управлению водными ресурсами и состоянию инфраструктуры. В районах с относительно достаточными водными ресурсами новым центрам обработки данных может быть проще обеспечить стабильное водоснабжение; в то время как в районах, которые уже подвержены засухе, недостаточному пополнению грунтовых вод или имеют высокий спрос на воду в сельском хозяйстве, строительство новых крупномасштабных объектов должно быть более осторожным.

Компании также могут снизить зависимость от пресной воды, внедрив эффективные системы охлаждения, увеличив скорость рециркуляции воды, используя переработанную воду, соответствующую требованиям, и корректируя операции в зависимости от сезонных условий воды. Однако на эти технические решения не существует универсального ответа, применимого ко всем центрам обработки данных. Различные климатические условия, нагрузки на серверы и конструкция инфраструктуры будут влиять на фактическую экономию воды, достигаемую различными технологиями охлаждения.

Поскольку модели искусственного интеллекта становятся все более сложными, вычислительные ресурсы, необходимые для обучения и запуска моделей, продолжают расти, а потребление энергии и воды в центрах обработки данных постепенно становится экологической проблемой, которую нельзя игнорировать в условиях расширения технологической отрасли. Хотя сами услуги искусственного интеллекта предоставляются в цифровой форме, серверы, охлаждающее оборудование и системы электропитания, лежащие в их основе, полагаются на реальные природные ресурсы.

Это исследование не утверждает, что развитие искусственного интеллекта неизбежно приведет к глобальной нехватке воды, но указывает, что географическое расположение центров обработки данных повлияет на их экологические издержки. Если центры обработки данных одинакового размера будут построены в районах с достаточными водными ресурсами и в районах с длительной нехваткой воды, потенциальное давление на местное общество может быть совершенно разным.

Исследователи полагают, что в будущем при выборе места для центров обработки данных и управлении ими необходимо учитывать ограничения водных ресурсов при принятии долгосрочных решений, а не сосредотачиваться исключительно на вычислительной мощности, ценах на электроэнергию и задержках в сети. Только приняв во внимание потребности в воде местных жителей, сельского хозяйства, промышленности и экосистем, мы сможем более точно судить о том, является ли расширение центров обработки данных устойчивым в долгосрочной перспективе.

Поскольку число центров обработки данных по всему миру продолжает расти, управление водными ресурсами может постепенно стать ключевым фактором в построении инфраструктуры искусственного интеллекта. Глобальные различия в распределении, выявленные в ходе исследования, означают, что будущая конкуренция за центры обработки данных будет не только конкуренцией за вычислительную мощность, чипы и электричество, но также будет все больше зависеть от состояния воды и возможностей местного управления.