• AIのエネルギー需要は広く知られているが、その膨大かつ増大するウォーターフットプリントはほとんど目に触れることがない。
• 専門家は、乾燥した気候におけるAIの成長のリスクを軽減し、将来性を確保するために、早期の計画立案と水のスマートな設計を促している。

ガディ・ジュダ

リヤド：人工知能は驚くべき新しい可能性を切り開いたが、その洗練されたデジタルな表面の下には、見過ごされてきた環境コストがある： 水である。

AIのエネルギー需要をめぐる議論が見出しを飾る一方で、その膨大かつ増大する水のフットプリントは、ほとんど視界に入らないままだ。この盲点は、深刻な結果をもたらす可能性があると専門家は警告している。

EYでデータとAIを担当するシニアコンサルタントのサラー・アル・カフラウィ氏はアラブニュースにこう語った： 「AIの使用中や学習中にどれだけの水が消費されるかを評価する普遍的なアプローチはない」

大まかな水の使用量を公表しているハイテク企業もあるが、電子商取引から航空業界まで、ほとんどの企業は水の消費量に気づいていない。アル・カフラウィ氏は、「多くの企業は、自社のウォーターフットプリントを認識していません」と述べた。

入手可能なデータでさえ、現実を10倍以上過小評価している可能性が高い。増大する水不足に直面する世界において、AIの喉の渇きは、イノベーション、透明性、よりスマートなシステムを必要とする静かな危機である。

AIの水使用量は複雑だ。サーバーの冷却のような直接的な使用量と、サーバーを動かす電力に関連する間接的な使用量の両方が含まれる。

「AIは、オーバーヒートを防ぐための冷却システムの稼働や電力とともに、トレーニングや評価のための膨大なデータを必要とする」とアル・カフラウィ氏は言う。

その電力は多くの場合、水を大量に消費する電源から供給される。例えば、石炭火力発電所や原子力発電所は、蒸気の生産と冷却のために「毎日何百万ガロンもの水」を消費している。

一方、データセンターはサーバーの過熱を防ぐために大量の水を使用している。

「データセンターでは、サーバーから発生する熱を放散させるために水冷塔を使用することが多い」

これは悪循環につながる： AIは電力を必要とし、電力は熱を発生させ、その熱を冷却するためにさらに水が必要になる。

「発電と冷却システムに必要な水の組み合わせは、AIのウォーターフットプリントが、すぐにわかる範囲をはるかに超えることを意味する」とアル・カフラウィ氏は言う。

水が不足し、AIのインフラが急成長しているサウジアラビアでは、このバランスの管理がますます急務になっている。

サウジアラビア国王大学化学工学部助教授のアブドルラ・アル・シェフリ氏は、世界のデータセンターのほとんどが、その希少性にもかかわらず、飲料水に依存していると述べた。

「水の純度はシステムの寿命に直接影響する。実際、再生水は腐食や微生物汚染のリスクがあるが、飲料水以外の水源を安全に再利用する取り組みが広まっている」

現在、王国のほとんどのデータセンターはハイブリッド冷却システムを採用している。

「サウジアラビアのデータセンターは、空冷式と水冷式のチラーを組み合わせた高効率の機械式冷却システムに依存しています」と、マイクロソフト社の気候適応ガイドラインとサウジ・テレコム社の2023年サステナビリティ・レポートを引き合いに出して、アル・シェフリ氏は言う。

このような効率的なシステムであっても、大きな犠牲を伴う。アル・シェフリ氏によると、サウジアラビアで稼動している300MWのデータセンターの冷却インフラは、1キロワット時あたり2.3～2.8リットルの水を消費するという。

「年間を通じてフル稼働している現在の容量で見ると、年間使用水量は670万立方メートルに近づく」と彼は警告する。

そして、これはほんの始まりに過ぎない。アル・シェフリ氏は、5年以内に発電能力は4倍以上の1,300MWになり、総水使用量は70万世帯のニーズと同等になると予測した。

「これらの数字は、冷却のための直接的な水使用量のみを示しています」と彼は付け加えた。化石燃料を使用したエネルギー生産に関連する間接的なコストは、依然としてさらに大きい。

しかし、それには投資とビジョンが必要だ。

「データセンターの冷却における水使用量を削減するために、複数のソリューションが登場しているが、投資家は、集中的な設備投資とコストのかかる改修を躊躇しがちだ」と彼は述べる。

最も有望なアイデアは、従来の冷却基準を見直すことである。マイクロソフトとグーグルは、いわゆる 「高温データセンター 」を試験的に導入した。

動作温度を摂氏21度から摂氏35度まで上げることで、システムは水よりも空気に頼ることができる。

その他の技術では、熱を再利用することに重点を置いている。「吸収式冷凍機は、廃熱の最大40％を回収し、冷却に再利用することができます」とアル・シェフリ氏は言い、現在サーバーの熱を利用して6,000戸の住宅を暖めるスイスのインフォマニアック社のような世界的な例を挙げた。

エネルギーミックスも考慮しなければならない。「AI用電源のためにエネルギー源を多様化することは、単純なスワップではない。資源の利用可能性、データセンターへの近さ、水のフットプリントにかかっている」

調査によると、太陽光と風力は最も水効率が高い。これとは対照的に、再生可能な選択肢として広く推進されているバイオマスは、「天然ガスの最大100倍の水を消費する可能性がある」とアル・シェフリ氏は言う。

世界的な水ソリューション企業であるエコラボのサウジアラビア代表アブドゥラー・アル・オタイビ氏は、この点を強調した。

「水を移動させ、加熱し、冷却し、業務用に適した状態に処理するためにはエネルギーが必要です」とAl-Otaibi氏はアラブニュースに語った。水とエネルギーは、科学者が 「ウォーター・エネルギー・ネクサス 」と呼ぶように、相互に関連し合っている。

「データセンターでは、水は2つの役割を果たしている。水はインフラを直接冷却し、ハイパフォーマンス・コンピューティングに電力を供給するために間接的に消費される」

この相互依存関係の管理を怠ることは危険である。「特にサウジアラビアのように水が乏しく、デジタルインフラが急速に拡大している地域では」。

アル・オタイビ氏は、より良いデータとAIツールは、企業が水とエネルギーのフットプリントを理解し、削減するのに役立つと述べた。「適切なデータと技術によって、企業は水の使用をより可視化し、より管理しやすくすることができる」という。

エコラボの監査は、大幅な改善が可能であることを示している。エコラボのツールは、信頼性を向上させながら、水使用量を44パーセント、エネルギー使用量を22パーセント、排出量を12パーセント削減するのに役立っている。

「水効率は、稼働時間と持続可能性の目標を同時にサポートする、ビジネスイネーブラーになり得るのです」と、アル・オタイビ氏は言う。

湾岸諸国ではAIインフラが急速に拡大しており、アル・オタイビ氏は関係者に対し、特に設計段階で今すぐ行動を起こすよう促した。「重要なのは早期開始であり、スマートな水戦略は建設前から始まっている。

同氏は、グローバルなデータセンター事業者であるデジタル・リアルティとのエコラボのパートナーシップを引き合いに出し、AIを活用したシステムによって水の使用量を最大15％削減し、年間1億2600万ガロンの飲料水の取水を防ぐことができると述べた。

水が貴重であり、テクノロジーへの意欲が旺盛なサウジアラビアにとって、このような効率化はスマートであるだけでなく、必要不可欠である。