美国用水市场规模和份额

美国用水市场分析

2025年美国数据中心用水市场规模为0.98万亿升，预计到2030年将达到1.44万亿升，复合年增长率为8%。人工智能的加速发展、更严格的水法规和联邦税收优惠正在共同重塑冷却​​策略，并推动运营商转向再生水和非饮用水。直接芯片液体冷却可将用水效率 (WUE) 降低高达 30%，正在从试点阶段转向主流部署，为早期采用者带来成本和选址优势。与此同时，云巨头的 2030 年水资源积极承诺正在将水资源采购变成董事会级别的优先事项，而不断上涨的市政关税正在加紧寻找闭环系统。因此，美国数据中心用水市场正在从基于成本向管理转变——基于竞争的变化将影响未来十年的选址、供应商合作伙伴关系和技术路线图。

美国用水市场趋势和见解

AI/ML 工作负载激增，加速超大规模构建

大型语言模型的训练和推理将每个机架的功率密度从 5-10 kW 提高到 40-60 kW，迫使运营商转向液体冷却，从而提高绝对用水量在改进的同时水分利用效率。 Google 与 Intersect Power 斥资 200 亿美元合作共建可再生能源和数据中心，体现了综合能源-水规划，支持快速产能扩张。^{[1]Google 基础设施博客，“Intersect Power Partnership for Integrated Clean Energy Campuses”，google.com}在此背景下，随着 GPU 集群的激增，美国数据中心用水市场预计到 2028 年将感受到持续的上升压力。

再生水基础设施联邦税收激励 (IRA-2022)

第 179D 条现在为实现 50% 节能的设施提供每平方英尺 1.00 美元的扣除，有效补贴闭环水系统和现场处理厂。微软昆西园区利用价值 3100 万美元的再利用设施，每年节省 1.38 亿加仑的水，说明了解运营商如何将节税转化为节水资本支出。^{[2]Internal Revenue Service，“Section 179D Energy-Efficient Commercial Buildings Deduction，” irs.gov} 这些激励措施加快了技术投资回收期，并加深了可解决的问题亚马逊的目标是每年向当地流域返还 80 亿升水，并将整个舰队的 WUE 维持在 0.19 升/千瓦时。 Microsoft 的目标是到 2030 年实现净水积极运营，推动供应商转向咸水、雨水和回收资源。^{[3]Microsoft 可持续发展团队，“2025 年环境可持续发展报告”，microsoft.com} 由于超大型运营商制定了多年托管和设备合同，其采购标准波及了更广泛的美国数据中心用水市场，从而提高了对先进处理膜、模块化重复使用撬装和基于人工智能的泄漏检测软件的需求。

越来越多地采用直接芯片液体冷却（将 WUE 降低 20-30%）

Nvidia GB200 NVL72 系统在闭环中运行，声称水效率比蒸发塔高 300 倍。^{[4]Nvidia，“GB200 NVL72 系统架构白皮书”，nvidia.com}Digital Realty 在 170 个站点推出了液体到芯片平台，报告称每个机架的功率密度高达 150 kW，且补充水量大幅降低。随着资本成本下降，液体冷却将渗透到企业和边缘格式，增强了美国数据中心用水市场 8% 的复合年增长率，而用水需求却没有相应增加。

在易发生干旱的县加强公众监督

Google 的南卡罗来纳州水井撤水计划和智利每天 760 万升的提案引起了社区强烈反对，这说明即使在监管机构批准后，公众情绪也可能使项目陷入停滞。在亚利桑那州，有条件许可越来越依赖于第三方水文学研究，导致审批时间增加了几个月。这些动态给美国数据中心用水市场带来了时间风险，并引导运营商转向水资源丰富的地区或零水设计。

不断升级的市政“真实成本”关税

到 2024 年，洛杉矶的一级工业费率将升至每 100 立方英尺 8.129 美元，而加利福尼亚州的新规定对违规行为可处以每天 10,000 美元的罚款与保护目标。德克萨斯州和内华达州的类似框架使运营费用增加了 40-60%，迫使设施管理人员进行再利用循环改造。升级的幽灵水价缓和了缺水大都市的需求，但同时加速了整个美国数据中心用水市场的效率投资。

细分分析

按水资源采购来源：替代水流获得牵引力

2024 年饮用水供应占美国数据中心用水市场的 68.2%，强调对市政线路的遗留依赖。然而，随着运营商采用雨水收集、苦咸水处理和三级废水回用，非饮用水和再生替代品的复合年增长率为 16.3%。亚马逊目前在 20 个设施中运行再生水系统，而 Digital Realty 到 2023 年将达到 43% 的非饮用水用水量。加利福尼亚州即将出台的现场再利用规范为处理质量设置了明确的护栏，为标准化推广铺平了道路。

早期采用者报告说节省了大量资金：西雅图超大型园区减少了公用事业级提水量12 个月内减少了 70%，改变了数据中心用水负担的区域叙述。这些先例增强了投资者的信心，并强化了美国数据中心用水市场向循环水设计的累积趋势。

按数据中心类型：边缘设施重新定义需求曲线

云超大规模企业控制了 2024 年用水量的 46.7%，但随着延迟敏感的人工智能推理越来越接近最终用户，边缘和微型托管站点目前的复合年增长率为 15.7%。 Edged Data Centers 在德克萨斯州和亚利桑那州开设了无水站点，每年可节水 94-9500 万加仑，这说明设计创新如何能够缓解局部水资源短缺。美国数据中心边缘部署的用水市场规模有望迅速增长，但绝对量仍小于超大规模。

混合企业也在重新设计冷却架构。 QTS 的锡达拉皮兹园区将使用 250 兆瓦的无水平台，探讨托管提供商如何将可持续发展要求转化为租户价值主张。

按数据中心规模：大规模部署引领效率创新

超大型大厅占据 2024 年交易量的 34.8%，但大型站点（容量超过 300 MW）的复合年增长率为 13.1%。微软即将推出的零水架构首先针对最大的园区，规模经济证明资本密集型闭环系统是合理的。即使每兆瓦取水量下降，美国数据中心大型设施的耗水市场规模预计到 2030 年将翻一番。

中小型建设重点关注模块化冷水机组和混合冷却，可根据负载同步调节用水量。这种分层方法可以帮助运营商满足社区期望，同时保留未来人工智能硬件世代的灵活性。

按美国地区：中西部成为增长引擎

西部地区在 2024 年保持 38.4% 的份额，其中以加利福尼亚州为主导和内华达州。然而，水资源短缺和公众监督使新投资偏向中西部地区，到 2030 年，中西部地区的复合年增长率为 11.2%。伊利诺伊州各市现在要求大型用户提交取水预测，但五大湖的丰富水源使监管摩擦保持在较低水平。因此，运营商通过在冷却空间更充足的地方托管人工智能集群来获得战略对冲，从而巩固了中西部在美国数据中心用水市场中的地位。

西部建筑商通过海水淡化试点和干冷却器改造来应对，而弗吉尼亚州等南部中心则在增长与积极的再利用目标之间取得平衡。区域马赛克为国家投资组合创造了多元化的风险状况。

地理分析

西方的主导地位源于硅谷、菲尼克斯和里诺根深蒂固的超大规模集群，但不断上涨的关税和地下水限制正在促使建筑商转向海水-冷却设计和淡化补充流。加州的现场再利用法规将于 2025 年生效，该法规提供了明确的监管规定，但增加了只有最大的参与者才能承担的合规成本。内华达州简化的许可抵消了一些摩擦，使西部地区对美国数据中心用水市场至关重要，尽管扩张速度相对于其他地区正在放缓。

南部地区将监管速度与成本竞争力相结合，使德克萨斯州和佐治亚州的园区能够快速扩张。弗吉尼亚州的数据中心已经使用了波托马克盆地流量的 2%，到 2050 年，如果不进行干预，该比例可能会达到 33%。运营商先发制人地部署闭环塔和凝结水回收，以在可能的暂停之前保持领先地位。这些措施有助于平衡增长，但持续的关税上涨可能会将边际项目向北转移。

中西部地区受益于五大湖契约，该契约保护淡水抽取，但仍为工业用户提供充足的分配。数据中心芝加哥和哥伦布周边的新建项目利用地表水取水来避免含水层压力，而明尼苏达州的市政当局则在讨论按水架征收水税，以减轻长期供应风险。总体而言，较低的稀缺溢价支撑了该地区 11.2% 的复合年增长率，使其成为美国数据中心用水市场增长最快的地区。

竞争格局

亚马逊、微软和谷歌共同控制着约 60% 的超大规模容量，这使它们对技术标准和水源采购。亚马逊 80 亿升的年度补货目标为管理设定了很高的标准，促使同行效仿类似的计划。微软的零水园区计划和谷歌的综合可再生水园区展示了小型运营商无法比拟的专有创新周期。这些举措提升了竞争优势在美国数据中心用水市场中占有一席之地。

Digital Realty 和 QTS 等托管专家通过将先进的冷却标准化为多租户产品来竞争。 Digital Realty 与艺康 (Ecolab) 合作部署人工智能分析来预测塔循环中的结垢、腐蚀和生物污垢，从而延长正常运行时间，同时减少提款。 Edged 和 Vapor IO 等边缘厂商凭借适合市政限制的干冷器或无水设计脱颖而出，捕捉延迟关键型应用程序的需求。

战略合作主导着投资流。贝莱德-微软 300 亿美元的人工智能基础设施基金将资本获取与可持续设计标准联系起来，加速最佳实践在美国数据中心用水行业的传播。膜、陶瓷过滤器和耐腐蚀管道的供应链供应商报告订单积压超过 18 个月，这表明零部件市场紧张可能会影响部署时间表到 2027 年。