数据中心正在蓬勃发展。但存在巨大的能源和环境风险

六月，志愿者在西弗吉尼亚州的一个数据中心综合体前分发院子标志。尤利西斯·贝利尔/法新社，盖蒂图片社 隐藏标题

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尤利西斯·贝利尔/法新社，盖蒂图片社

谷歌最近向印第安纳州富兰克林镇示好，希望能够建造一个巨大的园区来容纳为其互联网业务提供动力的计算机硬件。但该公司需要重新规划超过450英亩在印第安纳波利斯郊区，居民们却没有。

许多人担心该设施会消耗大量的水和电，同时给当地带来的好处很少。当代表谷歌的律师在 9 月份的公开会议上证实该公司正在撤回其数据中心提案，挥舞着标语的居民爆发出欢呼声。

相似的打架正在发生美国各地。一方面，公司向数据中心投入数十亿美元，越来越多地建立数据中心来支持人工智能模型，这些模型有望改变人们的生活和工作方式。另一方面，居民担心大规模建设会给环境、电价和周边社区带来可怕的后果。

追踪人工智能行业的分析师和学者表示，科技公司和政府官员如何处理这些担忧将决定该行业在美国的未来以及该国的竞争力。

战略与国际研究中心能源安全和气候变化项目主任约瑟夫·马吉库特表示，当地反对派“减缓该行业的发展或以某种奇怪的区域模式分配该行业可能是这场对话中最容易被忽视的潜在结果”。

以下是您需要了解的有关数据中心和人工智能热潮的信息以及其中的利害关系。

2024 年，一名施工人员在弗吉尼亚州北部的 CloudHQ 数据中心工作。内森霍华德/盖蒂图片社 隐藏标题

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内森霍华德/盖蒂图片社

什么是数据中心？

数据中心是容纳计算机硬件以存储和处理数字信息的大型建筑。它们本质上是互联网的支柱。一些最大的占地超过一百万平方英尺– 超过 17 个足球场的大小。

当您阅读这个故事，或者发送电子邮件或从您的银行帐户在线转账时，您正在依赖分散在世界各地的数据中心。

这种计算能力会对环境产生巨大的影响。一个典型的人工智能数据中心的用电量相当于10万户家庭的用电量，而正在开发的最大的数据中心的耗电量将是其20倍，根据国际能源署的数据（国际能源署）。他们还吸收数十亿加仑系统用水以保持所有计算机硬件的冷却。

为什么我现在听到这么多有关数据中心的信息？

数据中心已经存在了几十年。但目前围绕人工智能的投资狂潮正在推动建筑热潮。

由于个人消费者和企业对人工智能的兴趣日益浓厚，寻求巨额利润的人工智能投资者推动了这种增长。例如，根据 IEA 的数据，ChatGPT 在 2022 年推出后的两年内，美国和英国约有 40% 的家庭报告使用人工智能聊天机器人。该机构表示，去年使用人工智能的大公司比例大致相同，高于 2020 年的 15% 左右。

科技公司正在数据中心和人工智能计算机芯片上花费数千亿美元。他们押注未来会有更多的人和企业使用这项技术。到2027年，人工智能预计将占全球数据中心市场的28%，据高盛称，是目前份额的两倍多。

如图所示，亚马逊网络服务数据中心位于弗吉尼亚州斯通里奇的单户住宅附近。内森霍华德/盖蒂图片社 隐藏标题

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内森霍华德/盖蒂图片社

数据中心正在哪里建设？

随着资金涌入，开发商纷纷涌向已有大量数据中心的地区，例如北弗吉尼亚州数据中心胡同据国际能源署称，以及德克萨斯州部分地区。但该机构表示，也有迹象表明开发正在蔓延到其他市场，例如拉斯维加斯，这些市场提供负担得起的土地、来自可再生发电厂的廉价电力以及行业税收优惠。

明尼阿波利斯联邦储备银行这个月说该地区“潜在的数据中心繁荣才刚刚开始”，该地区涵盖明尼苏达州、蒙大拿州、北达科他州、南达科他州以及密歇根州和威斯康星州的部分地区。

威斯康星大学密尔沃基分校水政策中心主任梅丽莎·斯坎兰 (Melissa Scanlan) 表示：“我们确实感觉，我们开始看到这些对数据中心的大规模投资可能会开始落地。”

人工智能有哪些好处？

人工智能通常是指能够学习执行传统上需要人类智能的任务的计算机系统，例如推理和决策，根据美国宇航局。

一些人工智能被用来在线制作图像和视频。IEA 表示，它还被部署在医疗领域，以快速绘制蛋白质结构图以用于药物开发；在能源行业中快速检测管道泄漏并管理电力网络；在天气预报中，可以产生更准确的前景。

战略与国际研究中心的马吉库特表示，为了保持竞争力，美国需要能够满足市场需求，无论是“更多以机器人技术形式出现的人工智能，还是我们想要更多以数字服务形式提高专业人员的生产力”。“然后在国家安全、网络安全领域有各种各样的应用，我认为美国在最好的[人工智能]模型、最好的芯片方面处于领先地位，我认为这也是我们想要追求的目标。”

训练和运行这些人工智能模型的数据中心是否位于美国有什么关系吗？当然还有潜在的经济效益，比如建筑工作和地方税收。但有些地方是放弃部分付款通过提供税收减免来吸引项目开发商。

芝加哥大学计算机科学教授、阿贡国家实验室高级科学家安德鲁·钱恩 (Andrew Chien) 表示：“由于大部分前期投资涉及实体基础设施，因此在这里进行投资对美国经济非常有利。”Chien 补充道，社区面临的挑战是如何将这些初始投资转化为长期利益，比如高薪工作。

由于数据中心不需要很多人来运营，一旦建成，设施通常不支持许多永久性工作。

大型输电线路连接至 Meta 位于犹他州鹰山的 Facebook 数据中心。该建筑群由五座大型建筑组成，每座建筑超过四个足球场长，总面积达 240 万平方英尺。乔治·弗雷/法新社，盖蒂图片社 隐藏标题

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乔治·弗雷/法新社，盖蒂图片社

是什么推动了当地对数据中心的抵制？

有些人不希望大型工业设施以及随之而来的噪音和光线改变他们社区的特征。

但人们还担心，如果数据中心依赖化石燃料发电厂提供所需的电力，就会耗尽当地冷却系统的供水，增加电费，并加剧气候变化。IEA 表示，到 2035 年，运行数据中心的发电厂造成的气候污染可能会增加一倍以上。

想想五大湖周围正在发生的事情，威斯康星大学密尔沃基分校的斯坎兰表示，那里有一系列的数据中心活动。斯坎兰说，五大湖可以被认为是“一个巨大的水罐，里面有吸管”，来自加拿大八个州和两个省的自来水公司、企业和发电厂。问题是，未来几年这些湖泊还能为数据中心和运行数据中心所需的发电厂提供多少水？

在佐治亚州，一些居民报告的问题得到饮用水附近建立了一个数据中心后，从他们的井中取水。在亚利桑那州，一些城市已经限制供水需要大量用水的设施，包括数据中心。

行业组织数据中心联盟负责国家政策的副总裁丹·迪奥里奥表示，各公司一直在努力减少其设施的用水量。虽然一些数据中心使用蒸发冷却系统，水以蒸汽的形式流失，但其他数据中心则依赖用水量较少的闭环系统。迪奥里奥说，佐治亚州的谷歌数据中心使用经过处理的废水进行冷却，然后将其返回查塔胡奇河。并且正在推动无水冷却系统。

“这是水和电之间的平衡，”迪奥里奥说。“如果你使用更多的电力来冷却，你就会使用更少的水。如果你使用更多的水，你就会使用更少的电力。”

由于数据中心在某些地区的电力需求激增，电费上涨也是一个主要问题。一个忧思科学家联盟的分析最近发现，到 2024 年，伊利诺伊州、马里兰州、新泽西州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州、弗吉尼亚州和西弗吉尼亚州的家庭和企业将因向数据中心供电所需的输电项目而面临 43 亿美元的额外成本。

Diorio 表示，数据中心行业“完全致力于支付全部电力服务成本”。

数据中心并不是新电力需求的唯一来源。工厂的建设以及电动汽车和电炉等家用电器销量的增加也增加了该国的电力需求。

科技公司不愿公开其运营情况，这加剧了人们对数据中心环境和经济影响的担忧。斯坎兰表示，如果水和能源消耗方面没有更多的透明度，公众就无法获得有关数据中心开发做出明智决策所需的信息。

迪奥里奥表示，数据中心公司正在努力成为其运营所在社区的“负责任的合作伙伴”。但他们有时担心，分享有关水和能源使用的信息可能会给竞争对手带来竞争优势。

鸟瞰图显示星座公司位于伊利诺伊州的克林顿清洁能源中心的单一核反应堆发电厂。Meta 最近与 Constellation 就该工厂的发电量签署了一份为期 20 年的电力采购协议。斯科特·奥尔森/盖蒂图片社 隐藏标题

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斯科特·奥尔森/盖蒂图片社

数据中心发展还面临其他挑战吗？

最大的挑战是拥有足够的电力来满足不断增长的需求。

特朗普政府已采取措施限制发展可再生能源项目。行业高管和分析师表示，可再生能源对于增加电力供应至关重要，因为这些项目可以快速建设，而且发电相对便宜。

进步研究所基础设施研究员帕万·文卡塔克里希南 (Pavan Venkatakrishnan) 表示，政府对可再生能源的立场与其政策之间存在“明显冲突”。渴望加速数据中心建设。

白宫发言人库什·德赛 (Kush Desai) 在一份声明中表示，人工智能“不能依赖于不可靠的能源，这些能源必须得到大量补贴才能具有经济性。特朗普政府的重点是释放有效的能源形式——从天然气到核能——这些能源确实有效，不需要政府持续补贴来为美国的下一个黄金时代提供动力。”

太阳能和风能加上大型电池来储存电力是可靠的电源。能源分析师和高管也普遍认为，天然气和核能将在满足新的电力需求方面发挥重要作用。但他们表示，这些技术目前无法足够快地大规模部署，无法满足该国的当前需求。

注：Google 是 NPR 的财务支持者。