AI 每回答一个问题，要消耗多少水？

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科普中国

（ID：Science_China）

作者：antares

编辑：甄曦

请打开你的任意一款 AI 工具，问问它生产一瓶 500 毫升的可口可乐需要消耗多少水？

不同的 AI 可能会给出不同的答案，但生产者给出的官方答案是 690 毫升。可口可乐公司在 2024 年的环境报告里提到，当年的用水比是 1.38，意味着每生产 1 升饮料需要 1.38 升水，多出来的水用来清洗设备、冷却系统，最后被当做工业废水排掉。值得注意的是，这个数字是工厂生产本身的用水情况，还未考虑全生命周期的水消耗。

现在，你再问 AI 第二个问题：“回答完刚才的问题，你自己消耗了多少水？”

你或许会觉得是 0，毕竟只是一个电子程序，会和水扯上什么关系？

但很遗憾，你错了。

AI 的耗水量远比你想象得多

OpenAI 的 CEO 奥特曼说 GPT 回答一次问题的耗水量是 0.3 毫升，听起来微不足道，也就几滴眼泪。但加州大学河滨分校的研究者说一次查询怎么也得有个十几毫升，够你喝一口的了。还有的研究者会更精细，比较了一堆 AI 后告诉你，目前当红的这些好用 AI，每次回答都得消耗一百多毫升水，嗯，够装一小杯了。

数据差距如此之大，谁说得对？

答案是：都是对的，只是各自都耍了一些花招。

（图/unsplash）

为了理解这些数据，我们要从为什么会消耗水开始谈起。

你一定经历过手机发烫的时刻，在信号不好的地方开着导航，或者玩了一小时游戏，手机烫得好像要爆炸。这是因为芯片消耗电能进行运算时，一部分的电能会被转换成热能。当运算量突然增大，比如信号太差需要不断搜索基站或者游戏画面过于复杂时，原本只靠背板的散热就不够用了，手机会变得越来越烫。

AI 数据中心亦如此。

成千上万台服务器 24 小时运行，单台机柜的功率从几十千瓦到数百千瓦不等，它们的运算能力惊人，但产生的热量也同样惊人。只靠风冷？散热效率远远不够。

电视剧《疑犯追踪》里服务器过热警告。

所以他们用水。不管具体的冷却系统如何设计，是冷却塔、闭环水冷还是把整个数据中心都建到海底，其核心原理都差不多：用水带走热量。

但这些水不会永远待在散热系统里。一部分水会在吸收热量后蒸发掉，剩余的水虽然可以循环回收利用，但撑不了多久，循环水中的杂质会越来越浓，需要及时排除处理废水，更新清洁的循环水来保证系统的正常运行。

蒸发和排放，这是数据中心最直接的水消耗，但还没算完。

另一部分的消耗来源于电。数据中心要运转得用电，而发电厂不管是烧煤烧气还是核能，也需要消耗水来辅助生产。这部分隐形的水消耗很容易被忽略，但它其实是大头。大多数情况下，发电用的水比数据中心直接用的还多。

不同数据中心和电厂的技术有些差异，以美国平均数据为例，数据中心本身的耗水大约是每度电 0.55 升，而发电厂的耗水大约是每度电 3.142 升，加起来也就是每耗一度电，差不多要消耗 4 升水。

现在我们可以来算账了。

加州大学河滨分校的研究者认为，一次 AI 查询会消耗 4 瓦时（0.004 度）的电，乘上数据中心和发电厂的耗水量，计算出的结果就是十几毫升（16 毫升）。这个数据比较粗糙。

而最新的研究中，研究者们将不同模型的耗电分别作了估算。一条长提示词下，GPT4.5、Deepseek R1 们能消耗 100 多毫升的水。

至于 OpenAI CEO 给出 0.3 毫升的答案，则是他玩了个小花招。他引述了同一篇文章，只不过是研究列表里 GPT 系列中最小的模型 GPT-4.1 nano 在短提示词下的耗水量。理论上没错，但不是所有用户都只会用 nano。

那如果我们来平均一下，根据 OpenAI 和 Google 所公布的报告，一条请求的平均耗电量大概在 0.3 瓦时，所以一条请求消耗 1 毫升水可能是比较合理的估算。

真的要继续较真细算，还要引入水足迹的概念，不光算直接用水，还要算间接用水。制造一片 AI 芯片需要几千升超纯水清洗，运输、包装、建厂，每个环节都在消耗水。

这就像计算一瓶可乐的完整水足迹，不光是瓶子里的 500 毫升和工厂里用掉的 190 毫升，还要算甘蔗的种植，制糖，运输……算完你会发现一瓶使用古巴蔗糖的可乐的水足迹高达几百升。相比之下，零度可乐因为用人工甜味剂，水足迹要小得多（看来喝无糖可乐不光可以少摄入糖，还能减少水债务）。

但谁能这么算？理论上统统都要算，实际上又庞大又算不清，所以当讨论 AI 的水消耗时，大部分研究者都默契地停在了发电厂这一步。再往上追溯，里面的数字会大到让资本市场的投资人不想面对。

AI 消耗的水有什么影响？

一个新的问题：就按 AI 回答一次问题消耗 1 毫升水算，这是多还是少？

人工智能公司会告诉你，不用担心，你努力用 AI 查一天也不过喝一瓶可乐。而环保主义者会警告大家，一个谷歌公司一年消耗了 265 亿升水，已经能和可口可乐公司一年的耗水量差不多了，这还得了。

都是事实，然而，这个问题本身问得对吗？

耗水和耗电有一个根本性的差别。电用完就没了，烧的煤也不会再生。但水不一样，它是可循环资源。从地球物理学角度看，地球上的水总量几乎恒定，今天从数据中心蒸发的水，明天可能就是太平洋上的一朵云，后天可能是西雅图的一场雨。

人工智能所消耗的水资源看起来数字不小，但即使它在未来的十几年里增长几倍，其影响也远不如电力消耗对环境的影响大。虽然取水和净化也需要能量和碳排放，但这部分消耗和数据中心的电力消耗相比可谓九牛一毛。

所以从全局上看，AI 消耗点水没有问题。但问题恰恰在于，水并不是一个全球问题，它从来都是局部问题。水资源的议题中最重要的永远不是地球上有多少水，而是水在哪里。

大公司们当然也明白这个道理，所以他们永远都在强调绿色、环保、可持续的未来。他们的环境报告中还频繁出现一个词：水资源中和。他们声称每年都在完成生态补水，争取达到“补充比我们消耗更多的水”，听起来很负责任，对吧。

这方面，饮料公司是经验丰富的老手，可口可乐公司在被骂了几十年抢夺水资源后，终于在 2016 年宣告完成了“100% 水回馈”。问题在于，生态补水的实际举措通常是恢复湿地或是增加储水设备回灌地下水，而这些举措的地点通常不在工厂建设地上。账面上是中和了，当地居民所面临的缺水问题仍然存在。

科技公司们也觉得这个词很好，纷纷表示要努力达到这一目标，但他们对数据中心的选址又是另一套逻辑。

修数据中心需要什么？

便宜的地：也就是人少的地方。

便宜的电：需要新修的电厂，还是同样需要地。

宽松的监管：一般来说经济欠发达，需要更多的投资机会。

几个条件加起来，从结果上看就是，接近一半的新数据中心都修在了高度甚至极度缺水的地区。这些地区通常经济并不发达，新的数据中心会为当地带来投资和工作机会，从政府的角度是欢迎的。但它们也会让原本就稀缺的用水变得更加稀缺，一座数据中心的修建，甚至能让居民的水井干涸，无法保证正常的生活用水。

在这种情况下，去巴西保护雨林听起来只是一个美好的愿景。

我们可以做些什么？

终于，有人对数据中心说：“不。”

在亚利桑那州的 Tucson 市 Pima 县里，议会在算过水账之后决定拒绝亚马逊的“蓝色计划”。

在这个案例中，新的数据中心会使用超过 4 个高尔夫球场的用水量。虽然建筑公司提出了扩建本地的废水回收系统以弥补增加的用水量，以及“最终达到零净消耗”的合同条款，但居民仍然不买账。问题在于建筑公司的这些许诺缺乏详细可靠的配套计划，加入合同条款对公司虽然有一定约束力，但就算达不到也只是赔钱——产生的缺水问题可不是赔钱就能解决的。

本地的议员在听取居民的意见后，以 7-0 的投票结果一致否决了该计划。

这可能是人类第一次在水和 AI 之间，选择了水。但我们之后还将面临许多次选择。