隨著人工智能（AI）產業快速發展，企業部署大模型的門檻不斷降低，帶動應用端加速滲透，各行業對算力的需求也持續爆發。目前已有多家上市公司相繼披露大額算力服務合同，推動人工智能數據中心（AIDC）進入高速建設期。

但一個客觀現實是，作為一個高耗能產業，AIDC的建設也會帶來能源和水資源需求的增加。有數據顯示，到2030年，與人工智能相關的增長預計將消耗相當于印度年需求量的電力[1]，以及與美國全年飲用水需要相當的水量[2]。

“這表明水危機不再是一個抽象的未來問題，而是在AI時代變得愈發緊迫。全球的企業比以往任何時候都需要保護水資源。”藝康集團執行副總裁兼大中華區總裁孔聽云表示，AI時代，滴水必爭。

更關鍵的是，考慮到當前消費者在可持續方面的消費心理和消費需求，可以確信的是，保護水資源、高效利用水，也會帶來一個企業潛在的增長機會。

算力井噴，帶來綠色發展新挑戰

AI產業的快速發展推動了算力需求的井噴，但隨之而來的即是數據中心對散熱有了更高需求，也為數據中心的綠色發展帶來了新挑戰。

因為數據中心是典型的耗能大戶。2024年7月，國家發展改革委聯合有關部門印發《數據中心綠色低碳發展專項行動計劃》（下稱《專項行動計劃》）提出，數據中心是支撐新質生產力發展的重要基礎設施，也是當前我國能源消耗增速較快的領域之一。

隨著單機柜性能大幅提升，數據中心能耗持續攀升。國際數據公司（IDC）與浪潮信息)聯合發布的《中國人工智能計算力發展評估報告》（下稱《報告》）預測，2024年人工智能數據中心IT能耗達到55.1太瓦時，2027年將增長至146.2太瓦時，5年間實現6倍增長。

在近日召開的“2025年能源經濟預測與展望研究報告發布會”上，北京理工大學發布的《數據中心綜合能耗及其靈活性預測報告》稱，到2030年，我國數據中心用電負荷將達1.05億千瓦，全國數據中心總用電量約為5257.6億千瓦時，用電量將占到全社會總用電量的4.8%。

然而，數據中心不僅耗電，還費水。谷歌發布的2023年環境報告顯示，其2022年消耗了56億加侖（約212億升）的水，相當于37個高爾夫球場的水。其中，52億加侖用于公司的數據中心，比2021年增加了20%。

破解水耗之困，需要創新冷卻方案

冷卻系統是數據中心水耗的主要來源之一，貢獻了超過95%的WUE（水利用效率），以華東某數據中心主要用水點年用水量分布顯示，97%的用水為冷卻水補水。

據了解，數據中心的水耗包括由冷卻系統用水等產生的直接水耗，以及電力生產用水產生的間接水耗。

其中，數據中心的服務器等設備運行時會產生大量熱量，通常會用水來冷卻散熱。一個小型的一兆瓦數據中心，若采用傳統冷卻方法，每年的水耗量會超過2500萬升。一些大型數據中心，其冷卻系統每天的用水量甚至能達到500萬加侖（約1892萬升）。除了冷卻，數據中心還會用到水進行加濕、消防系統以及設施維護等，產生較大的水耗。

此外，數據中心需要大量電力來維持運轉，以火力發電廠為例，其在蒸汽生產等過程中會用到很多水。據估算，全球火力發電廠每生產一兆瓦電力，平均水足跡在220升到5076升。

因此，隨著芯片功耗以及數據中心單機柜功率密度持續攀升，疊加各地PUE（電能利用效率）、WUE的日漸嚴格要求，數據中心的冷卻方式也正在不斷革新。

上述《報告》中提出，面對較大的能耗壓力，傳統風冷技術已難以支撐，促使越來越多的數據中心轉向使用液冷技術。相較而言，液冷（冷板式液冷、浸沒式液冷）技術以其冷卻效率高、PUE及WUE低、集成度高、可靠性強和運維方便等優勢，受到了越來越多的關注。

IDC預測，到2028年，60%的數據中心將采用微電網、定制硅芯片、液體冷卻和加固結構等創新解決方案，以應對電力短缺和日益增長的可持續性要求。

中國信通院的預測則是，2023—2027年期間，中國液冷數據中心市場將以59%的復合增長率持續蓬勃發展。到2027年，中國液冷數據中心市場規模有望突破1000億元。

新方案遇上穩定性新挑戰，風險可控成關鍵

但是，液冷技術也給數據中心帶來了泄露風險、驗證復雜、維護成本高等新的挑戰。

有業內人士表示，液冷是直接到芯片的冷卻，冷卻效率更高，但一旦泄露或循環系統故障，容易導致宕機風險更高，所以對液冷機房的穩定性要求更高。

具體來說，在液冷系統中，二次側冷卻液是至關重要的一個部分，它能夠快速吸收服務器等設備產生的熱量，并將其傳導至冷卻系統。與空氣相比，液體的熱傳導系數更高，能更高效地將熱量從高溫的電子元件傳導出去，確保設備在安全溫度下運行。但冷卻液一旦發生泄漏，可能會對電子設備造成嚴重損壞，甚至引發安全事故。

同時，由于換熱系統結構的特殊性，盡管處于冷卻系統的閉路中，作為冷卻液介質的水依然會因為水質、設計和材質方面的問題產生腐蝕、結垢、沉積及微生物等問題，造成冷板內部堵塞，傳熱效率下降，從而直接造成對服務器的損害而導致嚴重的宕機事故與資產損失。

因此，在液冷技術中，選擇冷卻液與冷卻水處理方案時，既需要考慮傳熱性能的長期穩定性和高效性等，也更需要考慮其與冷板、CDU（冷液分配裝置）的適配性以保證運營的安全性。

此外，作為一種相對較新的技術，液冷系統的驗證過程比傳統的風冷系統更為復雜，需要更多的認證程序。同時，液冷系統的維護需要專業的技術人員和設備，維護成本相對較高。而且，由于液冷系統與IT設備直接相連，一旦出現問題，可能會影響數據中心的正常運行，導致停機時間增加。

納爾科液冷數據中心全生命周期水管理方案

納爾科是藝康集團（紐交所代碼：ECL）旗下專注于水處理和工藝改進的品牌，作為專業的水管理公司，納爾科以二次側冷卻液管理方案作為切入點，聚焦液冷整體解決方案，助力數據中心的節能降耗與運營安全，從而為客戶實現經濟與環保目標的雙贏。

針對液冷技術的上述新挑戰，納爾科全新的數據中心液冷管理方案，通過從設計，制造到運輸，安裝，維護的全生命周期管理，保障數據中心的安全性，避免因冷卻液泄露導致的服務器損壞，以及傳熱效率下降而引發的宕機風險。

其中，在設計環節，納爾科可以與數據中心設計部門一起評估現有和未來的設計，以避免冷卻液相關的挑戰。在制造環節，與世界各地的制造工廠合作，確保在冷板的組裝過程中，冷卻液避免出現結垢，腐蝕，微生物等問題，進而確保冷卻液系統在交付終端客戶之前，有了一張“合格證書”；在運輸環節，提供運輸指導，確保產品在到達交付地時，依舊有質量保證；在安裝環節，則會提供操作指導，確保安裝過程的干凈、連續、易操作；在維護環節，共同起草維護性方案，通過數字化在線監測方案，致力于保障設備的正常運行，簡化終端用戶的操作，并致力于可持續發展。

此外，對于二次側冷卻液的選擇，納爾科有水基與醇基兩種方案，以全面覆蓋液冷數據中心的需求。

其中，納爾科水基冷卻液中的新型微生物抑制組分，解決了傳統水基冷卻液微生物造成的風險與運維成本高的問題。而納爾科低毒性醇基冷卻液，配合數字化在線檢測方案，避免了醇基冷卻液有效成分的衰減與泄露。

藝康集團納爾科大中華區輕工業事業部地區副總裁周謐介紹說，納爾科的數據中心液冷管理方案，能夠助力解決液冷數據中心穩定性的風險，在保障液冷數據中心節能降耗的同時，確保運營的安全性。

“我們也充分理解液冷數據中心各環節廠家驗證相對復雜的痛點，與主流CPU，GPU廠家進行了聯合實驗與驗證，并獲得了優異的結果。” 周謐說。

目前，納爾科的解決方案已被世界知名的處理器公司推薦，并在國內外數據中心有了成熟的應用。

在人工智能時代，藝康保護重要資源并實現業務增長的使命比以往任何時候都更為關鍵。通過優先考慮智能水資源管理，藝康正在幫助企業實現績效提升，同時構建一個更具韌性和積極的未來。

[1] Bloomberg Law, “AI Computing on Pace to Consume More Energy Than India, Arm Says,” April 2024. https://news.bloomberglaw.com/artificial-intelligence/ai-computing-on-pace-to-consume-more-energy-than-india-arm-says.?

[2] 藝康對來自Lei, N., & Masanet, E. (2022)和Goldman Sachs (2024)的數據的分析。

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