データセンターはサーバーを冷却するために水を吸い上げます。重要なインフラが環境に影響を与えます

2023年、人類は史上最も暑い夏を迎えた。国連のグテーレス事務総長は「地球温暖化の時代は終わり、地球沸騰の時代が到来した」と危機感を表明した。気候変動による人類生存の脅威は差し迫った危機となっている。脱炭素化に向けた取り組みとともに、デジタル化の進展に伴う「水問題」への対応という新たな課題も浮上している。背景には、世界中で急速に拡大するデータセンター建設がある。

デジタル データは、教育から医療まで、あらゆる現代サービスの基盤です。生成型人工知能が勢いを増すにつれ、デジタル サービスの需要は今後も増加し続けるでしょう。このデジタル時代の中核となる重要なインフラストラクチャは、サーバーやネットワーク機器を収容するために特別に建設された大規模な建物であるデータ センターです。

一般的なデータセンターには、インターネットなどの外部ネットワークに接続するための高速回線、冷却設備、大容量電源など、サーバー設置​​に必要な設備がすべて整っています。建物は耐震・免震構造で、入退出はIDカードや生体認証などの厳重なセキュリティ対策で保護されています。火災時には水の代わりに窒素や二酸化炭素を使用するなど、これらの対策によりサーバーを被害から守ります。

膨大な計算能力を必要とする生成型AIの開発競争が世界中で激化する中、データセンターは特にハイテク企業にとって巨大な産業となっている。米国では、Amazon、Google、Meta、Microsoftなどの企業が各地にデータセンターを構築している。

政府補助金の半導体工場同様、建設ラッシュが続いており、自動車工場など他の製造業に代わる雇用の創出への期待が高まっている。データセンターの建設は雇用を生むため、米政権は今年の大統領選の激戦区で経済効果をアピールするほか、激化するAI関連産業の国際競争で優位に立つためにも活用したい考えだ。

日本でも同様に、データセンターの建設や用地確保の動きが活発化しています。これまでは、高圧電源の確保が容易であることや需要地に近いことから、首都圏の商業・工業地域にデータセンターが建設されることがほとんどでした。

しかし、情報セキュリティ、防災、電力セキュリティの観点から、データセンターが東京近郊に集中している現状は国家的リスクと言わざるを得ず、より大容量のデータを効率的に処理できるハイパースケールデータセンターを中心に、関西圏への建設が拡大している。

例えばシャープは６月、２００９年に完成した当時世界最大規模かつ最先端の液晶パネル工場だった堺工場の跡地計画を発表した。液晶テレビ「アクオス」で世界市場を席巻してきたシャープは９月末までに同工場を閉鎖し、その跡地をデータセンターとして活用する。ソフトバンクやＫＤＤＩなどがこの計画に参画するとみられる。

都市の強靭化に向けた災害時のバックアップ機能の確保や、政府の地方分権政策などにより、データセンター建設の対象地域も地方都市へと拡大している。

千葉県印西市にはグーグルやエクイニクスなど大手企業がデータセンターを建設している。印西市長は「物流施設に比べるとデータセンターは固定資産税がかなり高い」と話す。建物だけでなくサーバーなどIT機器も固定資産税の対象になる。準工業地帯など開発しやすい土地が豊富であることも後押しした。

アサ合同会社は2023年に広島県三原市に27万平方メートル超、和歌山市に37万平方メートルの土地を確保した。グーグルは公式発表していないが、市当局によるとアサ合同会社はグーグルグループの企業で、両敷地にデータセンターを建設する予定だという。

大量の計算を必要とする生成 AI は、大量の電力を消費し、プログラムをトレーニングするための十分なデータを提供する大規模なサーバー ファームを必要とします。これを担うデータ センターには、堅牢な冷却システムが不可欠です。通常、サーバー ルームの空調は 18 ℃ ～ 27 ℃ に設定されています。サーバーは熱を発し、外気温の影響も受けるため、効率的な冷却方法として蒸発冷却システムを使用するケースが多くあります。このシステムには大量の水が必要です。

カリフォルニア大学などの研究者は、平均的なデータセンターでは、1キロワット時の電力使用量に対して1ガロンの水が必要であると推定しています。また、機器の腐食や細菌の増殖を防ぐために、データセンターではきれいな真水を使用することが不可欠です。海水や汚れた水は受け入れられません。Googleの持続可能性データによると、約20のデータセンターが2022年に合計約52億ガロンの水を消費しました。これは1日あたり1,400万ガロンに相当します。米国環境保護庁は、これは約175,000人のアメリカ人の消費量に相当すると推定しています。

OpenAI の生成 AI GPT-3 のトレーニング全体には、米国の一般的な家庭の数百年分の電力に相当する時間と、70 万リットルの冷却水が必要だったと推定されています。また、GPT-3 が 20 ～ 50 の質問をするたびに、さらに 500 ミリリットルの水を「飲みます」。さらに、新しいモデルが登場するたびに、必要な水の量は増加します。

世界経済フォーラムによると、米国ではすでに4,400万人が不安定な給水システムを利用している。スタンフォード大学は、2071年までに米国の204の淡水盆地の約半分が毎月の水需要を満たせなくなり、多くの地域で給水量が3分の1も減少する可能性があると予測している。

データセンターの拡張競争は熾烈で、環境に最も良い選択が常になされるのか疑問視する声もある。昨年ウルグアイでは、同国の主要産業である紙パルプに比べてはるかに少ない水しか使わないデータセンターの建設にグーグルが猛反対に遭った。今後も建設が増え、水需要は増え続け、水不足が深刻化する恐れがある。日本でも、高齢化や医療ニーズの高まりといった喫緊の課題解決にAIが役立つと期待されている。日本企業が生産性を高め、付加価値の高い製品を生み出すには、データやシステムの安全かつ安定した運用基盤となるデータセンターが欠かせない。

「カーボンニュートラル」という概念は、世界各国の政府や産業界が2050年までに温室効果ガスの排出をゼロにする目標を掲げたことで、広く知られるようになりました。しかし、取水量や排水量など、企業活動による水資源への影響を究極的にゼロにする「ウォーターニュートラル」という概念は、あまり認知されていません。今後、この概念は国際的なビジネスや政策の議論において、ますます重要な役割を果たすことになるでしょう。AI開発と環境保全には、AIの水消費量を削減し、環境に配慮した開発を推進することが求められます。また、関係者には透明性を確保するために情報を公開する責任があります。

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