隨著人工智能（AI）產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，企業(yè)部署大模型的門檻不斷降低，帶動(dòng)應(yīng)用端加速滲透，各行業(yè)對(duì)算力的需求也持續(xù)爆發(fā)。目前已有多家上市公司相繼披露大額算力服務(wù)合同，推動(dòng)人工智能數(shù)據(jù)中心（AIDC）進(jìn)入高速建設(shè)期。

但一個(gè)客觀現(xiàn)實(shí)是，作為一個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè)，AIDC的建設(shè)也會(huì)帶來能源和水資源需求的增加。有數(shù)據(jù)顯示，到2030年，與人工智能相關(guān)的增長(zhǎng)預(yù)計(jì)將消耗相當(dāng)于印度年需求量的電力，以及與美國(guó)全年飲用水需要相當(dāng)?shù)乃俊?/p>

“這表明水危機(jī)不再是一個(gè)抽象的未來問題，而是在AI時(shí)代變得愈發(fā)緊迫。全球的企業(yè)比以往任何時(shí)候都需要保護(hù)水資源。”藝康集團(tuán)執(zhí)行副總裁兼大中華區(qū)總裁孔聽云表示，AI時(shí)代，滴水必爭(zhēng)。

更關(guān)鍵的是，考慮到當(dāng)前消費(fèi)者在可持續(xù)方面的消費(fèi)心理和消費(fèi)需求，可以確信的是，保護(hù)水資源、高效利用水，也會(huì)帶來一個(gè)企業(yè)潛在的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

算力井噴，帶來綠色發(fā)展新挑戰(zhàn)

AI產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了算力需求的井噴，但隨之而來的即是數(shù)據(jù)中心對(duì)散熱有了更高需求，也為數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展帶來了新挑戰(zhàn)。

因?yàn)閿?shù)據(jù)中心是典型的耗能大戶。2024年7月，國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合有關(guān)部門印發(fā)《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》（下稱《專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》）提出，數(shù)據(jù)中心是支撐新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是當(dāng)前我國(guó)能源消耗增速較快的領(lǐng)域之一。

隨著單機(jī)柜性能大幅提升，數(shù)據(jù)中心能耗持續(xù)攀升。國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）與浪潮信息)聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)人工智能計(jì)算力發(fā)展評(píng)估報(bào)告》（下稱《報(bào)告》）預(yù)測(cè)，2024年人工智能數(shù)據(jù)中心IT能耗達(dá)到55.1太瓦時(shí)，2027年將增長(zhǎng)至146.2太瓦時(shí)，5年間實(shí)現(xiàn)6倍增長(zhǎng)。

在近日召開的“2025年能源經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)與展望研究報(bào)告發(fā)布會(huì)”上，北京理工大學(xué)發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心綜合能耗及其靈活性預(yù)測(cè)報(bào)告》稱，到2030年，我國(guó)數(shù)據(jù)中心用電負(fù)荷將達(dá)1.05億千瓦，全國(guó)數(shù)據(jù)中心總用電量約為5257.6億千瓦時(shí)，用電量將占到全社會(huì)總用電量的4.8%。

然而，數(shù)據(jù)中心不僅耗電，還費(fèi)水。谷歌發(fā)布的2023年環(huán)境報(bào)告顯示，其2022年消耗了56億加侖（約212億升）的水，相當(dāng)于37個(gè)高爾夫球場(chǎng)的水。其中，52億加侖用于公司的數(shù)據(jù)中心，比2021年增加了20%。

破解水耗之困，需要?jiǎng)?chuàng)新冷卻方案

冷卻系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心水耗的主要來源之一，貢獻(xiàn)了超過95%的WUE（水利用效率），以華東某數(shù)據(jù)中心主要用水點(diǎn)年用水量分布顯示，97%的用水為冷卻水補(bǔ)水。

據(jù)了解，數(shù)據(jù)中心的水耗包括由冷卻系統(tǒng)用水等產(chǎn)生的直接水耗，以及電力生產(chǎn)用水產(chǎn)生的間接水耗。

其中，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器等設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，通常會(huì)用水來冷卻散熱。一個(gè)小型的一兆瓦數(shù)據(jù)中心，若采用傳統(tǒng)冷卻方法，每年的水耗量會(huì)超過2500萬升。一些大型數(shù)據(jù)中心，其冷卻系統(tǒng)每天的用水量甚至能達(dá)到500萬加侖（約1892萬升）。除了冷卻，數(shù)據(jù)中心還會(huì)用到水進(jìn)行加濕、消防系統(tǒng)以及設(shè)施維護(hù)等，產(chǎn)生較大的水耗。

此外，數(shù)據(jù)中心需要大量電力來維持運(yùn)轉(zhuǎn)，以火力發(fā)電廠為例，其在蒸汽生產(chǎn)等過程中會(huì)用到很多水。據(jù)估算，全球火力發(fā)電廠每生產(chǎn)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(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率密度持續(xù)攀升，疊加各地PUE（電能利用效率）、WUE的日漸嚴(yán)格要求，數(shù)據(jù)中心的冷卻方式也正在不斷革新。

上述《報(bào)告》中提出，面對(duì)較大的能耗壓力，傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)已難以支撐，促使越來越多的數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向使用液冷技術(shù)。相較而言，液冷（冷板式液冷、浸沒式液冷）技術(shù)以其冷卻效率高、PUE及WUE低、集成度高、可靠性強(qiáng)和運(yùn)維方便等優(yōu)勢(shì)，受到了越來越多的關(guān)注。

IDC預(yù)測(cè)，到2028年，60%的數(shù)據(jù)中心將采用微電網(wǎng)、定制硅芯片、液體冷卻和加固結(jié)構(gòu)等創(chuàng)新解決方案，以應(yīng)對(duì)電力短缺和日益增長(zhǎng)的可持續(xù)性要求。

中國(guó)信通院的預(yù)測(cè)則是，2023—2027年期間，中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)將以59%的復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)蓬勃發(fā)展。到2027年，中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模有望突破1000億元。

新方案遇上穩(wěn)定性新挑戰(zhàn)，風(fēng)險(xiǎn)可控成關(guān)鍵

但是，液冷技術(shù)也給數(shù)據(jù)中心帶來了泄露風(fēng)險(xiǎn)、驗(yàn)證復(fù)雜、維護(hù)成本高等新的挑戰(zhàn)。

有業(yè)內(nèi)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(huán)系統(tǒng)故障，容易導(dǎo)致宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)更高，所以對(duì)液冷機(jī)房的穩(wěn)定性要求更高。

具體來說，在液冷系統(tǒng)中，二次側(cè)冷卻液是至關(guān)重要的一個(gè)部分，它能夠快速吸收服務(wù)器等設(shè)備產(chǎn)生的熱量，并將其傳導(dǎo)至冷卻系統(tǒng)。與空氣相比，液體的熱傳導(dǎo)系數(shù)更高，能更高效地將熱量從高溫的電子元件傳導(dǎo)出去，確保設(shè)備在安全溫度下運(yùn)行。但冷卻液一旦發(fā)生泄漏，可能會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，甚至引發(fā)安全事故。

同時(shí)，由于換熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特殊性，盡管處于冷卻系統(tǒng)的閉路中，作為冷卻液介質(zhì)的水依然會(huì)因?yàn)樗|(zhì)、設(shè)計(jì)和材質(zhì)方面的問題產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢、沉積及微生物等問題，造成冷板內(nèi)部堵塞，傳熱效率下降，從而直接造成對(duì)服務(wù)器的損害而導(dǎo)致嚴(yán)重的宕機(jī)事故與資產(chǎn)損失。

因此，在液冷技術(shù)中，選擇冷卻液與冷卻水處理方案時(shí)，既需要考慮傳熱性能的長(zhǎng)期穩(wěn)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(yùn)營(yíng)的安全性。

此外，作為一種相對(duì)較新的技術(shù)，液冷系統(tǒng)的驗(yàn)證過程比傳統(tǒng)的風(fēng)冷系統(tǒng)更為復(fù)雜，需要更多的認(rèn)證程序。同時(shí)，液冷系統(tǒng)的維護(hù)需要專業(yè)的技術(shù)人員和設(shè)備，維護(hù)成本相對(duì)較高。而且，由于液冷系統(tǒng)與IT設(shè)備直接相連，一旦出現(xiàn)問題，可能會(huì)影響數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)行，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間增加。

納爾科液冷數(shù)據(jù)中心全生命周期水管理方案

納爾科是藝康集團(tuán)（紐交所代碼：ECL）旗下專注于水處理和工藝改進(jìn)的品牌，作為專業(yè)的水管理公司，納爾科以二次側(cè)冷卻液管理方案作為切入點(diǎn)，聚焦液冷整體解決方案，助力數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗與運(yùn)營(yíng)安全，從而為客戶實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保目標(biāo)的雙贏。

針對(duì)液冷技術(shù)的上述新挑戰(zhàn)，納爾科全新的數(shù)據(jù)中心液冷管理方案，通過從設(shè)計(jì)，制造到運(yùn)輸，安裝，維護(hù)的全生命周期管理，保障數(shù)據(jù)中心的安全性，避免因冷卻液泄露導(dǎo)致的服務(wù)器損壞，以及傳熱效率下降而引發(fā)的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

其中，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，納爾科可以與數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)部門一起評(píng)估現(xiàn)有和未來的設(shè)計(jì)，以避免冷卻液相關(guān)的挑戰(zhàn)。在制造環(huán)節(jié)，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(xiàn)結(jié)垢，腐蝕，微生物等問題，進(jìn)而確保冷卻液系統(tǒng)在交付終端客戶之前，有了一張“合格證書”；在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提供運(yùn)輸指導(dǎo)，確保產(chǎn)品在到達(dá)交付地時(shí)，依舊有質(zhì)量保證；在安裝環(huán)節(jié)，則會(huì)提供操作指導(dǎo)，確保安裝過程的干凈、連續(xù)、易操作；在維護(hù)環(huán)節(jié)，共同起草維護(hù)性方案，通過數(shù)字化在線監(jiān)測(cè)方案，致力于保障設(shè)備的正常運(yùn)行，簡(jiǎn)化終端用戶的操作，并致力于可持續(xù)發(fā)展。

此外，對(duì)于二次側(cè)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(shù)據(jù)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(tǒng)水基冷卻液微生物造成的風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)維成本高的問題。而納爾科低毒性醇基冷卻液，配合數(shù)字化在線檢測(cè)方案，避免了醇基冷卻液有效成分的衰減與泄露。

藝康集團(tuán)納爾科大中華區(qū)輕工業(yè)事業(yè)部地區(qū)副總裁周謐介紹說，納爾科的數(shù)據(jù)中心液冷管理方案，能夠助力解決液冷數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)，在保障液冷數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的同時(shí)，確保運(yùn)營(yíng)的安全性。

“我們也充分理解液冷數(shù)據(jù)中心各環(huán)節(jié)廠家驗(yàn)證相對(duì)復(fù)雜的痛點(diǎn)，與主流CPU，GPU廠家進(jìn)行了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證，并獲得了優(yōu)異的結(jié)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(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)中心有了成熟的應(yīng)用。

在人工智能時(shí)代，藝康保護(hù)重要資源并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的使命比以往任何時(shí)候都更為關(guān)鍵。通過優(yōu)先考慮智能水資源管理，藝康正在幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)績(jī)效提升，同時(shí)構(gòu)建一個(gè)更具韌性和積極的未來。