算力基础设施报告：AI竞争的下一站是水与电（附报告下载）

过去两年谈算力，几乎所有讨论都围绕芯片和规模展开。但这一年，产业的风向正在悄然变化——随着高密度智算集群规模扩大，算力中心的能源、水资源消耗及资源管理压力同步上升，液冷技术规模化应用正在推动冷却体系加快重构。

格兰富联合中国信通院发布的《AI时代算力基础设施流体系统水能绿色发展报告（2026）》给出了一个判断：AI时代算力基础设施的核心竞争力，已由单纯算力规模比拼，转向算力、能源、水资源协同利用能力的竞争。

支撑这一判断的是两组数字：截至2026年6月底，我国智能算力规模达到2185EFLOPS（FP16），全国算力设施整体上架率达到71.4%；而大洋彼岸，美国数据中心整体取电功率将从2025年的31GW升至2026年的41GW，2027年进一步飙升至66GW。

一、报告背景：算力扩张正在撞上资源天花板

报告把资源压力拆成"电"和"水"两条线，并给出了全球样本。

电力侧的增速相当惊人。据高盛测算，美国数据中心整体取电功率2025年为31GW，2026年升至41GW，2027年将进一步飙升至66GW，较2025年增长约112%。这种量级的增长意味着电网扩容、电力消纳与能效管控压力会持续加剧。

欧洲的情况则体现了结构性集中。欧洲数据中心目前约占欧盟电力需求的3%，到2030年可能上升至7%至9%；欧盟数据中心容量预计从2025年的12GW增至2030年的28GW，翻一倍以上。更极端的例子是爱尔兰：以数据中心为主的大型能源用户用电量占全国计量电力消费的比重，从2015年的14.8%大幅攀升至2024年的31.0%，负荷高度集中于都柏林地区。

水资源侧的压力更具隐蔽性。预计2025年欧盟数据中心运行过程中消耗水资源约760亿升，欧洲正逐步将水资源利用效率（WUE）等指标纳入数据中心可持续性评价体系。报告同时指出一个关键分布：冷却塔约占数据中心用水量的97%。

解读：报告给出的最反直觉的结论是"算力竞争的瓶颈正在从芯片转向基础设施"。当单机架功率密度持续攀升，能否把热管好、把水用省，直接决定了集群能不能真正跑起来。

二、政策与标准：绿色低碳已成硬约束

在中国市场，资源约束被政策明确量化，报告梳理了三条主线。

算力规模与结构上，政策提出到2025年算力规模超过300EFLOPS、智能算力占比达到35%。

绿色电力上，提出到2025年底算力电力双向协同机制初步形成，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%，并在此基础上进一步提升绿电消费比例。

能效与上架率上，要求全国数据中心布局更加合理，整体上架率不低于60%，平均电能利用效率（PUE）降至1.5以下，可再生能源利用率年均增长10%。

报告还提供了一个值得关注的行业现实：2025年全球调查显示，数据中心最常见机架密度均值约为9kW，82%的受访者最高密度机架仍低于30kW。这说明高密度液冷的替代不是一夜之间发生的，绝大多数存量设施仍处在风冷区间，"改造"而非"新建"才是更大的市场。

解读：政策把绿电占比、PUE、上架率全部指标化，就意味着数据中心的选址、供电方案与冷却路线在立项阶段就决定了合规成本。对运营方来说，绿色指标已经从"加分项"变成"准入项"。

三、技术路径：从"降耗"到"优化流量"

报告在技术侧给出了一个很有说服力的量化案例。

基于Frontier超级计算机全年47186组运行数据的数字孪生研究显示：仅优化流量即可降低冷却能耗20.4%；若联合优化流量与供液温度，理论节能率可达30.1%。

这组数据的价值在于它指向的路径——节能空间不只来自更换设备，更来自流体系统的运行策略优化。对于已经投运的存量数据中心，这意味着在硬件不改造的前提下，仍有可能拿到两成以上的冷却能耗改善。

报告同时强调了工程细节的规范性，例如液冷系统投运前的冲洗环节：要求完成水压测试、清洗与冲洗，冲洗水至少循环8个系统容积，最终浊度应低于5NTU。这类要求看似琐碎，却直接关系到长期运行的可靠性与堵塞风险。

在耗水场景上，报告也给出了量级参照：采用蒸发冷却的大型数据中心在高温时期可能产生较高用水需求，部分设施峰值日用水量超过100万加仑，规划中的大型设施甚至可能达到800万加仑/日。

解读：把"运行优化"作为第三条减排路径提出来，是这份报告对运营方最实用的贡献——相比换设备，优化流量与供液温度的成本更低、周期更短，且不需要停机改造。

四、落地建议：算力项目的四个前置动作

把报告结论转成项目层面的动作，可以归纳为四步。

第一，在立项阶段就把水与电纳入方案比选。报告显示冷却塔占用水量约97%，意味着冷却方案的选择几乎等同于水资源方案的选择；同时供电方案决定绿电占比能否达到80%以上的政策要求。

第二，优先做存量设施的运行优化。数字孪生研究显示仅优化流量即可降低冷却能耗20.4%，这类改造不需要更换核心设备，是投入产出比最高的第一步。

第三，按密度分层设计冷却路线。鉴于82%的受访者最高密度机架仍低于30kW，风冷与液冷在较长时期内会并存，按机架密度分区部署、预留液冷改造接口，比一次性全面切换更稳妥。

第四，把WUE等指标纳入运营考核。欧洲已将水资源利用效率纳入可持续性评价体系，国内数据中心提前建立水、电、碳三类指标的常态化监测，有利于应对未来更严格的披露要求。

需要查阅算力、数据中心与绿色能源方向的更多研究报告与配套方案时，可以到运营动脉（www.yydm.cn）检索，平台覆盖算力产业链与低碳转型的研报与案例，适合建立横向参照。

五、常见问题解答

1. 报告为什么说算力竞争转向"水与电"？

核心逻辑是资源约束的刚性化。报告指出，随着高密度智算集群规模扩大，算力中心的能源与水资源消耗及管理压力同步上升，液冷技术规模化应用正在推动冷却体系重构。数据侧的证据也很直接：美国数据中心取电功率将从2025年31GW升至2027年66GW、增幅约112%；冷却塔约占数据中心用水量的97%。当电力与水的获取成本、合规成本同时上升，算力规模的扩张速度就不再只取决于芯片供给，而取决于基础设施能不能跟上。这也是报告把"算力、能源、水资源协同利用能力"定义为核心竞争力的原因。

2. 中国算力基础设施目前处在什么水平？

报告给出的最新数据是：截至2026年6月底，我国智能算力规模达到2185EFLOPS（FP16），全国算力设施整体上架率达到71.4%。政策目标方面，到2025年算力规模超过300EFLOPS、智能算力占比达到35%；国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%；全国数据中心整体上架率不低于60%，平均PUE降至1.5以下。上架率与PUE被同时纳入考核，意味着"建成即闲置"和"高耗能运行"两条路径都会受到约束。

3. 存量数据中心最现实的节能手段是什么？

报告给出的答案是运行优化。基于Frontier超级计算机全年47186组运行数据的数字孪生研究显示，仅优化流量即可降低冷却能耗20.4%；若联合优化流量与供液温度，理论节能率可达30.1%。这类优化的价值在于不需要更换核心设备、不需要停机大改造，特别适合已经投运的风冷或混合冷却设施。对于预算有限的运营方，先做流体系统调优，再评估液冷改造，是更合理的投入顺序。

4. 液冷改造需要注意哪些工程细节？

报告提示了容易被忽略的环节，例如投运前的冲洗要求：需完成水压测试、清洗与冲洗，冲洗水至少循环8个系统容积，最终浊度应低于5NTU。此外报告提醒蒸发冷却设施的用水量级：部分设施峰值日用水量超过100万加仑，规划中的大型设施甚至可能达到800万加仑/日，选址时必须评估当地水资源承载力与气候条件。这些工程约束直接影响长期运行的可靠性。

5. 绿色指标会怎样影响数据中心投资决策？

影响体现在三方面。一是选址：绿电可获得性与水资源承载力正在成为前置条件；二是成本结构：欧盟已将WUE纳入数据中心可持续性评价体系，国内数据中心未来大概率面临类似的披露要求；三是改造节奏：由于82%的受访者最高密度机架仍低于30kW，风冷与液冷将长期并存，按密度分层部署、预留改造接口更符合投资节奏。整体看，绿色合规能力正在从成本项转变为项目能否落地的门槛。