AIデータセンターが1000万人分の水を消費。持続するカギは立地にあり

AIの水使用は、電力よりも対策が進んでいないんですよね。

AIの急成長は、さまざまな形で世界を変えつつあります。この新しい産業が私たちの生活や働き方に革命をもたらすなか、科学者はAIによる環境への影響を定量化するための研究を進めています。

AIデータセンターのハンパない水消費量

AIの水資源消費量と二酸化炭素排出量に関する予測を見ると、すでに厳しい状況です。

学術誌Nature Sustainabilityに掲載された新たな研究結果（オープンアクセス）によると、2024年から2030年の間に、アメリカ国内で稼働するAIサーバー群から排出される温室効果ガスは、二酸化炭素換算で年間2400万～4400万トンに達する可能性があります。これは、自動車500万～1000万台分の二酸化炭素排出量に相当するのだとか。

さらに研究チームは、AIが年間約7億3100万～11億2500万立方mの水を消費すると予測しています。これは、600万～1000万人のアメリカ人が、年間に家庭で消費する水の量に相当します。

コーネル大学のエネルギーシステム工学教授で、研究の主執筆者であるFengqi You氏は、米Gizmodoへのメールで、AIが環境に与える影響は｢驚くほど大規模です｣と述べています。

改善策はある

今回の研究結果は、AIの急速な成長が環境に与える重大な影響を浮き彫りにする一方、業界の持続可能性を高める効果的な方法も示唆しているといいます。

You氏は、

施設の立地改善、クリーンエネルギーの調達、効率的な冷却によって、こうした環境への影響を約70〜85％も削減できます。つまり、AIの環境負荷は確かに大きいですが、協調的な取り組みによって管理可能な範囲ということです。

と述べています。

AIの環境負荷を定量化する

全米でAIデータセンターが急増するなか、地域社会はすでにその影響を感じています。

電気料金の急騰、大気汚染、電力網への負荷の増大といった問題が住民を直撃しており、その影響は低所得地域や非白人地域で最も深刻です。

しかし、その影響はローカル地域にとどまりません。研究チームは、分析を通じてアメリカのAI産業が地球規模の気候変動や国内の水不足にどれほど寄与しているかも明らかにしました。

広範にわたる影響を定量化するために、チームはAIによる電力需要の予測値を、各州の電力網の炭素排出量と水使用の特性に関連付けて分析したといいます。その後、算出した基本的な影響のシナリオと、立地選定、電力網の脱炭素化、先進的な冷却技術などの対策を用いてデータセンターの影響を軽減する緩和シナリオを比較しました。

データセンターを持続可能にするカギは立地

今回の研究結果は、データセンターの立地がAIの環境負荷に最も大きく影響する要素のひとつであることを示しています。

州によって、再生可能エネルギーのポテンシャルや水資源の豊富さ、気候条件、電力網の炭素強度（発電1kWhあたりの排出量の多さ）、既存するデータセンターの集積度は大きく異なります。そのため、同じAIの処理作業であっても、データセンターをどこで稼働させるかによって、排出量や水の使用量に2倍～5倍の差が生じるといいます。

研究によると、現在多くのデータセンター群がカリフォルニア、ネバダ、アリゾナなど水不足が深刻な州に建設されています。また、バージニアのように既にデータセンターの拠点となっている州では、新規建設が地域のインフラや資源への負荷をさらに悪化させる可能性があります。

このような理由から、研究チームは水ストレスが低く、再生可能エネルギー資源が豊富な地域にデータセンターを建設するよう提案しています。

二酸化炭素排出量と水の使用量の削減に最適な立地場所として、風力発電が盛んな｢風力ベルト｣と呼ばれるテキサス、モンタナ、ネブラスカ、サウスダコタの各州と、中西部を挙げています。また、ニューヨーク州は原発・水力・再エネを組み合わせたクリーンな電力構成が特徴的なのだそう。

研究は、AIの環境負荷を軽減するには、より効率的な冷却技術の導入と電力網の脱炭素化も必要であると指摘しています。

You氏は以下のように結論づけています。

AIインフラが持続可能な解決策の一部になれるかどうかは、立地、電力源、冷却技術の3つの要素の組み合わせで決まります。AIは仮想的に見えるかもしれませんが、電力網、水、冷却といった非常に現実的なシステム上で稼働しています。その環境負荷は、どこに建設し、どのように電力を供給し、どう冷却するかに左右されるのです。

州や自治体、地域社会がデータセンターの電力消費と水使用の問題でルールをつくろうという動きを見せているなかで、今回の研究がテキサスをお勧めの州に挙げていることにちょっとびっくりしました。地下水脈の水位が下がりまくって地盤沈下まで起こってるんですけど…。