6月3日、国連大学 水・環境・健康研究所（UNU Institute for Water, Environment and Health）は、「AIエネルギー消費の環境コスト：カーボン、水、土地のフットプリント」と題する報告書を発表し、人工知能（AI）の利用増加によりデータセンターの水・エネルギー消費と汚染が4年以内に倍増すると警告した。同報告書は、2030年までに世界のデータセンターの電力需要が945テラワット時に達し、これに伴う水消費は13億人の人々の年間の基礎的な生活用水ニーズに相当し、土地占有は14,500平方キロメートルを超えると予測している。報告書は、AIの環境コストの評価は炭素排出だけに限ることはできないと主張する——低炭素排出は低い環境影響を意味しないため、水のフットプリントと土地のフットプリントも評価に含める必要がある。
UN報告書 2030年のデータセンター資源消費水準を予測
同報告書によれば、2025年の世界のデータセンターの電力消費量は448テラワット時（1テラワット＝1兆ワット）と見込まれている。この電力消費は約2億800万トンの二酸化炭素を生み出し、これは昨年のアルゼンチンの排出量とほぼ同等であり、消費されたこの電力を生み出すのに約4.5兆リットルの水が使われている。
2030年までに、これらのデータセンターに関連する水消費は9.3兆リットルに達すると予測されており、これはサハラ以南アフリカにおける13億人の人々の年間の基礎的な生活用水ニーズに相当する。水資源は主にデータセンターの冷却と、発電所における間接的な水消費で消費される。
仮に世界のデータセンターを一国として見なすなら、その将来の電力消費は世界でも最上位クラスに入ることになる。2030年にはデータセンターが見込まれる世界の電力消費のほぼ3%を占め、945テラワット時へと増加する——これはパキスタン、バングラデシュ、ナイジェリアの年間電力消費の合計のほぼ3倍にあたり、また約4億4000万トンの二酸化炭素を生み出す。
ユーザーのやり取りの段階に集中するAIエネルギー消費
現在、データセンターのエネルギー消費のうち20%はAIによるものだが、2030年にはこの割合は40%に増える。
報告書では、AIのタスクが複雑になるほど消費エネルギーが高くなると述べている。現時点で主にエネルギーを消費しているのは大規模モデルの学習ではなく、AIとのユーザー対話と生成プロセスであり、AI全体のエネルギー消費の80%から90%を占めている。
国連大学の環境政策研究者であり、同研究の協力者でもあるミリアム・アツェルは、次のように述べた。「私たちが最も驚いたのは、炭素排出の観点では環境に最も優しい選択が、結果として水資源や土地に対するより深刻な被害につながることが多い、という点でした。」
異なるAIタスクではエネルギー消費が大きく異なる。典型的なチャットの問い合わせは、基本的なテキスト分類タスクの約200倍のエネルギーを消費し、AI画像の生成では約1,450倍のエネルギーがかかり、短い動画の生成では200,000件のスパム分類タスクに相当するエネルギーを消費する。
同報告書は、要求（リクエスト）内の語数を30%減らすことで、AIのエネルギー消費を約25%下げられることを見いだした。ChatGPTだけでも1日あたり25億のプロンプトを処理しており、年間の電力消費は約383ギガワット（1ギガワット＝約10億ワット）だという。
研究が明らかにした「カーボン」と「水」フットプリントの環境面でのトレードオフ
研究によれば、AIが消費する電力1キロワットあたり炭素排出が生じ、冷却や発電のプロセスでは水資源が消費され、さらに土地資源はエネルギーのインフラやサプライチェーンによって占有される。これら3つの環境フットプリントは、必ずしも同じタイミングで変化するわけではない。たとえば、石炭からバイオエネルギーに切り替えると炭素フットプリントを大幅に減らせる一方で、同時に水需要や土地需要を大幅に増やす可能性がある。
国連大学 水・環境・健康研究所の所長であるウラジーミル・スマフトィンは、この報告書はAIに反対するものではないが、AIの責任ある利用を求めるものだと述べた。計画、環境アセスメント、地域社会の協議において、炭素・水・土地の真のコストを十分に組み込むことで、技術の革命が、地球の限界（プラネタリー・バウンダリーズ）の範囲内で、持続可能かつ公平に発展していくことを確実にする必要があるという。
スマフトィンはまた、一部の企業がデータセンターが再生可能エネルギーを使っていると主張しているとしても、それは他の場所が比較的クリーンでないエネルギーを使うことを意味すると指摘した。さらに次のように述べた。「AIはただの仮想的な存在ではありません。物理的な性質を持ち、実際の影響を生み出します。（AI）にはインフラがあり、エネルギーを使っています。こうしたすべての作業の背後には、大量のハードウェア支えがあります。スマホやPCのデバイスから煙が出ているのは私たちには見えません——とてもきれいに見える——しかし、どこか別の場所では、人々が苦しんでいます。」
SpaceX、IPO書類で水資源リスクの警告を追加
6月1日、SpaceXは新たに、同社の新規株式公開（IPO）申請書の「リスク要因」セクションに文言を追加し、水資源を確保することは、SpaceXが電力供給を確保すること、プロセッサを確保すること、そしてその他の重要な資源を確保することと同じくらい重要だとした。水資源は、データセンターの立地選定、開発、運用においても重要な検討事項だ。
以前、SpaceXは主に投資家に対し、同社のデータセンターが「適正価格で電力を入手すること、建設サイクルが長いこと、そして資材不足」によって主に制約されていると強調していた。
なぜSpaceXがこの水に関する条項を追加したのか、またなぜ当初は省かれていたのかは、現時点では明らかではない。テックメディアのTech Crunchは、SpaceXは現在プレIPO段階にあり、その間に米国証券取引委員会（SEC）が同社に対し、当該文書についての説明や追加の詳細を求める「コメントレター」を送っている——このSECの問い合わせが今回の変更を促した可能性がある、と報じている。
今年3月、米国テキサス州でのAIデータセンター拡張計画を、OracleとOpenAIは断念した。当初、この計画は米国の大規模データセンタープロジェクト「Stargate」の一部だった。
SpaceX以外にも、Microsoft、OpenAI、Oracleなどの一部のテック大手は、ここ数カ月で、水を節約するために蒸発冷却を完全にやめると述べている。
Googleが2030年に向けた水補給戦略を発表
6月3日、Googleはブログ記事で、2030年までに自社のサーバークラスターでの水補給が水消費を上回ると述べた。同社は、データセンターが置かれている地域で実際に水の供給量を増やすことで環境負荷を減らす取り組みを進めており、地域の水供給インフラに投資し、同社施設に電力を供給するための代替の水源を探し、そして同社の水使用量を完全に開示していくとしている。
Googleの親会社Alphabetは最近、データセンター建設の資金として、株式のオファリングによって800億ドルを調達する計画だと述べている。
Googleのグローバル・インフラおよびサステナビリティ担当ディレクターであるベン・タウンゼントは、可能な範囲でGoogleは間接的な水消費を勘案し、ウォーターレスの再生可能エネルギー（発電時や水素製造時に、水資源をほとんど消費しない再生可能エネルギー技術。風力エネルギー、太陽光発電などを含む）に投資していると述べた。
米国エネルギー省に関連するローレンス・バークレー国立研究所は、2024年の報告書で、ハイパースケールのデータセンターが蒸発冷却に大きく依存する場合、2030年までに最大330億ガロン（約125億リットル）の水を消費し得ると予測した。
他の水消費量が多い産業と比べると、この数値は同程度かそれ以下だ。1本の油井（ハイドロフラクチャリング）でも、1.5百万ガロンから16百万ガロンの水を消費し得る。だが水資源がすでに乏しい地域では、これは依然としてリスクとなり、とりわけ夏には問題になり得る。データセンターの冷却需要が、市営の水使用としばしば同時に急増するためだ。
研究者がデータセンター運用における業界の透明性を求める
アツェルとスマフトィンは、今回の研究を行う際に直面する一つの問題として、多くの企業や機関がデータセンターやAIシステムによって消費されるエネルギーについて透明性がないこと、さらにはそれらのシステムの具体的な場所や規模についても明確でないことを指摘した。
2017年から2020年までMicrosoftの水資源戦略ディレクターを務めた独立系コンサルタントのプリシラ・ジョンソンは、企業には、水とエネルギー消費を同時に減らすより良い設計ソリューションを開発するよう促すことができると述べた。「この業界は、その挑戦を受け入れ、より賢く、よりきれいなものを設計しなければならない」とジョンソンは語った。
全米人工知能協会の会長であるケイレブ・マークスは、AIが急速に人々の日常生活に統合され、多くの恩恵——仕事の効率改善や貧困の削減など——をもたらしていると強調した。AI開発への投資回収は世界に変革をもたらす影響を持ち、そのため開発する価値が非常に大きいという。
米国データセンター・アライアンスの会長ジョシュ・レビはさらに、AI業界は環境への影響問題を非常に真剣に受け止めていると述べた。「データセンターが規模を拡大するにつれて、その開発プロセスが責任ある形で、透明で、そして現在の最良慣行の基準を満たすようにするため、政策立案者、地域コミュニティ、産業パートナーと引き続き協力していきます。」
しかしスマフトィンは、普遍的な逆説も提起した。つまり、物事がより効率的になるほど、使用頻度が上がり、総エネルギー消費が大幅に増える、ということだ。これは、使用プロセスにおける個々の手順がより効率的であっても起こる。
FAQ
UNの報告書は、2030年までのAIデータセンターの水消費について何を予測しましたか？
国連大学 水・環境・健康研究所による6月3日の報告書によれば、2030年までに世界のデータセンターに関連する水消費は9.3兆リットルに達すると見込まれており、これはサハラ以南アフリカにおける13億人の人々の年間の基礎的な生活用水ニーズに相当する。水資源は主にデータセンターの冷却と、発電所における間接的な水消費で消費される。
報告書によれば、利用者はどのようにAIのエネルギー消費を減らせますか？
同報告書は、要求（リクエスト）内の語数を30%減らすことで、AIのエネルギー消費を約25%引き下げられることを見いだした。国連大学 水・環境・健康研究所のディレクターであるウラジーミル・スマフトィンは、人々は問い合わせ（クエリ）で自分の表現をより簡潔にすることで、AIの莫大なエネルギー需要を減らせると述べた。ユーザーは非常に正確で短くする必要があり、「please」のような丁寧な語を追加すると、エネルギー消費に大きな差が生じるためだ。
