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科学と環境健康ネットワーク（SEHN）2025年8月18日
データセンターと水危機 サンドラ・スタイングレーバー、テッド・シェトラー、 キャロリン・ラフェンスパーガー（科学と環境健康ネットワーク） 情報源：Science and Environmental Health Network (SEHN), August 18, 2025 Data Centers and the Water Crisis by Sandra Steingraber, Ted Schettler, and Carolyn Raffensperger, the Science and Environmental Health Network https://www.sehn.org/sehn/2025/8/14/data-centers-and-the-water-crisis 訳［翻訳ソフト併用］：安間 武 （化学物質問題市民研究会） https://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/ 掲載日：2025年8月27日 このページへのリンク： https://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/kaigai/kaigai_25/ 250818_SEHN_Data_Centers_and_the_Water_Crisis.html 写真、動画、プレイリスト、メール、文書、アプリケーションなどが”クラウド”に保存されていると言うとき、それはインターネット経由でアクセスできるデータセンター内のサーバーに仮想的に保存されていることを意味する。 データセンターは、もちろん、生態系の世界に存在する物理的な場所である。倉庫のような建物で、床、壁、屋根があり、何エーカーもの土地を覆っている。そして、そこに収納されているサーバーは、非常に大型のコンピューター、デジタルストレージ機器、ケーブル、そして様々なサポートインフラといった物理的な対象である。 暗号通貨のマイニングや人工知能（AI）の活用が加速するなかで、データセンターは急速に普及しているが、大規模な労働力で稼働する産業空間に設置されるような構成要素を必要としない。実際、多くのデータセンターは完全に自動化されており、リモートセキュリティを備え、現場スタッフはごくわずかである。完全自動運転のデータセンターには、窓、オフィス家具、休憩室、トイレ、会議室、社内託児所、従業員用カフェテリアなどは必要ない。しかし、生物が生息していないにもかかわらず、すべてのデータセンターは直接的および間接的な冷却のために膨大な量の水を必要とし、設置場所に関わらず深刻な環境影響を及ぼす。 （訳注：マイニングとは、コンピュータの作業に協力し、その報酬として新たに発行された暗号資産を得ること。・・・暗号資産の取引においては、不正を防止するため、「ブロックチェーン」という仕組みを実装している。そのためには、取引の記録を取引台帳(ブロック)に書き込む計算処理をしなければならない。その役目としての「マイナー」が、コンピューターでその計算処理を実行している。最初に更新に成功したマイナーに報酬として新たに発行した暗号資産が支払われる。計算をする行為が、鉱山から宝を探し当てるほど困難なことから「マイニング」と名付けられた。・・・ウィキペディア） これらの影響を定量化することはほぼ不可能である。データセンターは、秘密保持契約、企業秘密、そして限られた規制監督に囲まれている。建設への反対のほとんどは近隣住民によるものである。FracTracker の National Data Centers Tracker マッピングプロジェクトが示すように（訳注：リンクできず）、データセンターの所在地、エンドユーザー、そして基本的な運用の詳細を把握すること自体が困難な作業である。しかしながら、いくつかの明確な傾向が現れつつある。 （訳注：FracTracker Allianceは、石油およびガス産業に関連する地図、画像、データ、分析を共有し、より情報に通じた人々が世界のエネルギーの将来に関して、より情報に基づいた決定を下せるようになることを願う、501(c)(3)非営利団体である。（以下略）英ウィキペディ日訳） データセンターの水への影響は、そのエネルギー需要と密接に関連している データセンターはエネルギー集約型であり、一般的な商業ビルと比較して、1平方フィートあたり15〜100倍の電力を必要とする。このエネルギーの大部分は、サーバーやデジタルストレージ機器自体に電力を供給する電力網によって供給されている。しかし、その一部はデータセンターに水を送り込むために、そして間接的にデータセンターから排出される水を処理するために使用されている。 平均的な規模のデータセンターは、毎日30万ガロン（約1万4千リットル）の水を消費する。これは1,000戸分の住宅に相当する。大規模なハイパースケールデータセンターは、これをはるかに上回る量の水を消費しする。この水の消費は、施設内と施設外の両方で発生し、4つの要素から構成されている。 第一に、そして最も直接的な要素として、サーバーの過熱を防ぐために施設内で水が使用される。伝統的にデータセンターでは蒸発冷却が採用されている。この水は、地下水帯水層または地表水源（湖、河川、小川など）から汲み上げられる。水の使用量は、地域の気候条件と冷却システムの種類によって異なるが、その多くは水蒸気として大気中に上昇し、卓越風によって運ばれ、発生源付近では再利用できなくなる。この方法による直接冷却は、データセンターの水消費量（water footprint）の約 25％を占めている。少数のデータセンターでは、放熱に空気冷却システムやその他の液体冷却システムを使用しており、放熱のための水消費量は減少する。しかし、これらの代替システムの拡張性はまだ分かっていない。 （訳注：卓越風（たくえつふう、英語：prevailing wind）とは、特定の地方及び特定の期間において吹く、最も頻度が多い風向の風。｜ウィキペディア） 第二に、データセンターに供給する電力を生成するために、施設内外を問わず水が使用されている。熱電発電（Thermoelectric power generation）は大量の水を消費し、全国の取水量の 40％を占めている。蒸発冷却ではなく空気冷却システムを採用しているデータセンターでは、施設内の水消費量は少なくなるが、施設外の水消費量は多くなる。これは、空気冷却設計では電力網からより多くの電力を引き出すため、タービンを駆動するための蒸気生成と発電所の冷却の両方に多くの水が使用されるためである。いずれの場合も、蒸発によって水は地域の水循環から失われる。 （訳注：熱電発電は、ゼーベック効果（Seebeck effect）を利用して熱エネルギーを直接電気エネルギーに変換する技術です。半導体などの材料の両端に温度差を生じさせることで、キャリア（電荷の運び手）が熱い側から冷たい側へ移動し、電位差が発生して電流が流れる現象を利用します。自動車分野では、排ガスなどの排熱を利用してCO2排出量を削減する環境技術として注目されています。｜AI による概要） 第三に、データセンターへの給水と廃水処理に必要な発電設備の冷却に、施設外の水が使用される。この二番目と三番目の要素を合わせると、データセンターの水消費量（water footprint）の約 75％を占める。大量の水を消費する冷却にさらに依存するハイパースケール データ センターのトレンドにより、これらの割合は変化する可能性がある。 （訳注：ハイパースケールデータセンターとは、クラウドサービスや AI、IoT などの普及に伴う膨大なデータ処理とストレージの需要に応えるために建設される、非常に大規模なデータセンターです。一般的に 5,000台以上のサーバーを格納し、25MW以上の電力容量を持つ巨大施設で、標準化された設計により、電力、冷却、ネットワークといったインフラストラクチャーを効率的に提供し、需要に応じた迅速なスケールアップが可能な点が特徴です。｜AI による概要） 第四に、上記の計算ではまだ全く定量化されていない施設外の要素は、水圧破砕法（hydraulic fracturing）による天然ガスの抽出に消費される水である。2016年に石炭を抜いて米国の主要な電力源となったガス火力発電所は、データセンターの主要な電源となっている。現在、米国の天然ガス生産量の 78％は水圧破砕井によって行われており、新規井の 95％に水圧破砕法が使用されている。1井あたり 150万ガロンから 1600万ガロンの水を必要とするフラッキング作業は、米国の多くの乾燥地域で地下水を枯渇させている。 （訳注：水圧破砕法（すいあつはさいほう、英語: Hydraulic fracturing）は、地下の岩体に超高圧の水を注入して亀裂を生じさせる手法である。高温岩体地熱発電や、シェールガス・タイトオイル（シェールオイル）の採取に用いられている。｜ウィキペディア） （訳注/参考情報：マザージョーンズ 2016年5月11日 環境活動家らはフラッキングを嫌悪するが、彼らは正しいか？ 天然ガスの賛否両論を説明｜化学物質問題市民研究会が紹介したフラッキングに関する解説） フラッキング作業で使用される淡水の最大 90％は、深い地層に閉じ込められ、水循環から完全に外れる。逆流（flowback）として地表に戻る水は、フラッキング化学添加剤、塩分、放射性物質、重金属によって恒久的に汚染されており、飲料水源としても使えない。米国における水圧破砕作業で使用される水の需要は、2016年以降 2倍以上に増加している。 データセンターの間接的な水消費は、発電時及び水圧破砕作業時に膨大であり、単一のデータ センターが地域社会に及ぼす影響を見積もることはほぼ不可能である。発電所や変電所に隣接するデータセンターが増えているが、発電や水圧破砕作業はデータセンターから数百マイル離れた場所で行われることもある。 また、大規模なデータセンターには、電力網のダウンに備え、大規模なバックアップ発電機を設置する必要があることにも留意しなければならない。これらの発電機は通常、ディーゼル燃料または天然ガスで稼働するが、どちらも膨大な量の大気汚染物質を排出し、またパイプライン、発電所、掘削の需要増加に寄与し、データセンターの水消費量（water footprint）をさらに増大させるだけでなく、地域的な大気汚染源も生み出す。 Grok チャットボット（Grok chatbot）に計算能力を提供するテネシー州メンフィスにある xAI の巨大データセンターでは、開発業者が電力網から十分な電力を調達するのに苦労したため、許可なく可搬式天然ガスタービンが持ち込まれ、組み立てられた。その結果生じた大気汚染の煙を捉えたガス検知用光学カメラの映像記録は、歴史的な黒人コミュニティの住民が直面している深刻な公衆衛生リスクを明らかにしている。2025年8月、タイム誌の調査によると、データセンター周辺地域では、大気中の二酸化窒素濃度がデータセンター建設前と比べて著しく上昇していることが明らかになった。同時に、xAI データセンターの直接冷却に必要な水需要は、帯水層を覆うヒ素を含む未被覆の石炭灰池において1日あたり 500万ガロンを超えると予想されており、揚水量の増加によってこの発がん性物質が飲料水に流入するのではないかとの懸念が高まっている。 また、データセンターは水不足地域に偏って立地していることも分かっている。これは、開発業者が電力コストの低さ、手頃な土地、税制優遇措置、そして有利な規制環境を求めているためである。2021年には、データセンターの 5つに1つが、すでに水不足に悩まされている地域に立地しており、その多くはダラス、フェニックス、リノ、そしてサンフランシスコ湾岸地域に集中していた。2025年8月、アリゾナ州ツーソン市議会は、水資源への懸念から、アマゾンと連携したデータセンター”プロジェクト・ブルー”の建設を全会一致で拒絶した。郡は既にデータセンター用地の売却を承認していたにもかかわらず、市議会は、データセンターがツーソン水道社から水を購入し、直ちに同社最大の水消費者となることを可能にするので、敷地を市域に編入することを拒絶した。 人工知能と暗号通貨マイニングによって推進されているデータセンターの急速な増加は、気候変動によって引き起こされる水危機の深刻化の中で起こっている。 国際エネルギー機関（IEA）によると、現在、世界中のデータセンターは世界の電力の1.5％を消費している。AI の急速な発展に伴い、この数字は 2030年までに倍増すると予想されている。世界のデータセンターの半数は米国にあり、その数は過去4年間で既に2倍以上に増加している（2021年の2,600か所から2025年7月には5,500か所近くに増加）。IEA は、現在から 2030年までの米国の電力需要増加のほぼ半分をデータセンターが占めると予測しており、AI データセンターからの電力需要だけでも30倍に増加すると予測されている。 （訳注/参考情報：Food & Water Watch 2025年6月26日 大手 IT 企業が原子力発電の復活を狙う それは、やはり恐ろしい考えだ｜化学物質問題研究会 紹介） 同時に、仮想通貨関連業務、特にプルーフ・オブ・ワーク（PoW）によるビットコインマイニングに特化したデータセンターも急増しており、現在では米国のエネルギー消費量上位 100セクターに名を連ねている。しかし、監視体制は不十分で、米国エネルギー情報局（EIA）は 2024年2月に開始した緊急データ収集を中止した。2024年1月の予備的な推計では、仮想通貨マイニングによる年間電力消費量は米国の電力消費量の 0.6〜2.3％を占めると推定されており、現在は確実に増加している。予測によると、2028年までにデータセンターのあらゆる用途におけるエネルギー消費量は、米国の電力消費量の 12％を占める可能性がある。 （訳注：ビットコインのプルーフ・オブ・ワーク（Proof of Work, PoW）とは、ブロックチェーンに新しいブロックを追加する際、参加者が膨大な計算能力（ワーク）を費やして複雑な計算問題を解き、その作業の「証拠（プルーフ）」を提示することで合意形成（コンセンサス）を行う仕組みです。このプロセスで取引を承認する「マイナー」は、報酬としてビットコインを受け取り、ネットワークのセキュリティが維持されます。｜AI による概要） エネルギー需要の急増に伴い、水消費量も急増している。 FracTrackerによると、現在、データセンターは水使用量に関する透明性が限られている状況である。FracTrackerは、米国で認可済み、既存、および計画中のデータセンターを集計したクラウドソーシングによるインタラクティブなデータセットを作成している。 2025年7月にホワイトハウスが発表した計画により、連邦政府の監督はさらに緩和される可能性がある。この計画は、既存の規制を撤廃し、連邦法の適用除外や水質浄化法に基づく簡素化された許可制度を設けることで、データセンターの迅速な建設を可能にするものである。 （訳注：FracTracker Allianceは、石油およびガス産業に関連する地図、画像、データ、分析を共有し、より情報に通じた人々が世界のエネルギーの将来に関して、より情報に基づいた決定を下せるようになることを願う、501(c)(3)非営利団体である。（以下略）英ウィキペディ日訳） こうした状況を背景に、世界的な水危機が起こっている。地球温暖化によって氷河が融解し、地表の湖や河川が干上がるにつれ、人類の基本的なニーズを満たすための地下水への依存度は世界的に高まっている。しかし、この地下水は、無制限の汲み上げや抽出によっても消失しつつある。データセンターの冷却要件が問題に拍車をかけていなくても、地下水の消失は人類にとって新たな重大な脅威とみなされており、前例のない大陸の干上がりや、飲料水や農業用の淡水供給量の減少につながっている。例えば、アフガニスタンの首都カブールは現在、600万人の住民の存亡を脅かす深刻な水危機に直面している。予測によると、市内の 3つの地下水帯水層は、降雨量と雪解け水による涵養不足で完全に涵養できず、管理されていない井戸からの汲み上げが続くため、2030年までに枯渇する可能性がある。 地球の3分の1を覆う地下水は、数千年分の雨水を蓄えた水である。帯水層から汲み上げられ、例えば機械の冷却に使用されると、その大部分は河川への排出、あるいは大気中への蒸発によって世界の海洋に流れ込み、最終的に海に雨として降り注ぐ。灌漑に使用される水（規模では熱電発電に匹敵する主要な水利用方法）でさえ、その多くは地表に流出したり、大気中に蒸発したり、あるいは地下帯水層に戻ることなく作物に保持されている。実際、地下水の地表への流入は現在、海洋への淡水流入の最大の要因となっており、氷床や氷河の融解によって海洋に流入する水量を上回っている。 2025年7月に発表された NASA の衛星データによると、地下水の汲み上げは現在、海面上昇の主な要因であると同時に、地盤沈下とそれに伴う 28の主要都市圏の沈下の主な原因となっている。この相乗効果により、沿岸地域は壊滅的な洪水に対して脆弱になり、気候変動による熱波や干ばつが最悪の状況に陥った際には、地下水に依存する地域社会は十分な飲料水源にアクセスできなくなる。 水は有限の資源であり、人権である。清潔で安全な水は、個人の健康だけでなく、人々の健康を支える生態系全体の健全性にとっても不可欠なものである。まれな状況を除き、個人は水の量や水質を自ら確保することはできない。我々の生活は、共同で水を守ることにかかっている。 あらゆるレベルの政府は、公共の利益のために水の受託者として機能する義務を負っている。 米国では、水は地域によって異なる市町村、州、連邦の法律が錯綜する状況によって管理されている。多くの州では水量に関する法律が全く存在せず、計画中のデータセンターの水需要が近隣の地域社会に悪影響を及ぼしたり、農作物の灌漑など競合する需要を阻害したりするかどうかを審査する機関や権限も存在しない。 例えば、アラバマ州ベッセマーでは、ハイパースケールデータセンターを建設するには、アラバマ・パワーによる州全体の発電量が 10%増加するだけでなく、1日あたり 200万ガロンの水が必要になることが最近住民に知らされた。これは、地元の公益事業の総水供給量の 3分の1に相当する。ジョージア州マンスフィールドでは、50エーカーのメタデータセンターのエネルギー消費量が 34%、年間 2億ガロンの水使用量が急増した。近隣住民は、井戸の深刻な汚染と水圧の低下、そして防犯灯による 24時間 365日体制の激しい騒音公害と光害に悩まされていた。このようなプロジェクトを容認することは、将来にわたって飲料水を脅かすことになる。 したがって、あらゆるレベルの政府は、予防原則を適用し、累積的な影響を評価することにより、現在および将来の世代のために水を保護するという神聖な義務を果たさなければならない。 予防原則は、政府が水の受託者としての義務を果たすために用いるべき不可欠な手段である。 ”ある活動が人の健康または環境に危害を及ぼす恐れがある場合、危害を防止するために予防措置を講じるべきである。” 予防原則の実施には、早期警告への留意、目標設定、有害な活動の代替案の評価、立証責任の転換、そして有害な活動を許可する前に自由意思に基づく事前の十分な情報に基づく同意を求めることを含む民主的な意思決定の採用が含まれる。 水への危害を防ぐ上で重要なのは、データセンターのような計画された活動の累積的な影響を評価することである。 将来の世代は、清潔で安全な水を受け継ぐ権利を持っている。 つまり、現在の世代には、この美しく青い惑星にある豊富な水を利用し、享受する権利があり、それを損なうことなく将来の世代に引き継ぐ義務がある。データセンターやその他の急速に発展するテクノロジーは、現在および将来の世代の健康と福祉を損なう形で水の量と質を脅かし、他者の利益のために我々と我々の子どもたちに隠れたコストを負担するよう求めている。 |