高温、湿度与节水约束正在重塑数据中心冷却和电力需求
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高温、湿度与节水约束正在重塑数据中心冷却和电力需求
Goldman Sachs认为，数据中心选址中的环境约束将推动液冷、空气冷却、水效率和电力基础设施投资，并可能使美国数据中心用电需求到2035年增加60-70 TWh。
- 预计2026-2035年全球/美国新增数据中心容量中约56%/55%位于高温、湿度或干旱风险较高地区。
- 约43%的新增数据中心容量预计将在白空间采用直达芯片或浸没式液冷，约56%的规划容量可能需要灰空间空气冷却冷水机、绝热系统或机械冷却备份。
- 环境约束可能使全球/美国数据中心PUE分别提高约5个百分点/11个百分点，美国到2035年或增加60-70 TWh数据中心用电需求。
- 报告强调41只全球买入评级股票，受益方向包括环境适应型冷却、先进液冷、水效率、废热利用和电力基础设施供应链。
研报解读
概览
本报告研究高温、湿度、干旱和水资源最小化需求如何影响数据中心冷却技术选择，并进一步影响PUE、电力需求、水耗、资本开支和相关股票表现。核心判断是，AI驱动的算力密度提升与数据中心选址环境约束叠加，使冷却从标准化基础设施转向因地制宜的优化决策。
核心观点
报告提出四个核心投资影响：第一，冷却技术选择会根据企业在环境适应型冷却、控制和组件上的敞口影响工业股表现；第二，减少直接用水需求会抬升整体电力消耗，利好电力生产、输配电和工程建设供应链；第三，优先保护人类和农业用水将创造水效率、循环利用、海水淡化和咸水供应的新机会；第四，同时降低水耗和电耗的创新重要性上升，先进液冷和高效率服务器方案受益。
分析框架
报告将数据中心冷却拆分为白空间和灰空间两层：白空间由机架功率密度驱动，从CRAC/CRAH空气冷却走向RDHx/Sidecar，再到直达芯片或浸没式液冷；灰空间由环境温度、湿度、水资源和电力约束驱动，在蒸发式系统、干冷器、空气冷却冷水机、绝热系统和机械冷却备份之间权衡。
方法论与常识提炼
白空间负责捕捉IT设备热量，灰空间负责把热量传递到外部环境并调节非IT基础设施温度。
该框架用于区分机架密度驱动的内部冷却选择，与环境和资源约束驱动的外部散热选择。
低PUE的蒸发式系统通常水耗更高，近零直接用水的空气冷却系统通常PUE更高。
报告用PUE和WUE比较技术路线，指出空气冷却可能把直接用水压力转移为更高电力需求。
环境适应型冷却、先进液冷、水效率与供给多元化、热力设备与废热利用、电力生产及输配电供应链。
报告围绕冷却路径差异化和资源约束，筛选出相关买入评级股票。
标的映射与对比
研报将主题/逻辑映射到具体标的时的结构化摘要（优势、劣势、对比与风险）。
- 环境适应型冷却、控制和组件股票受益于高温、湿度和环境约束下的冷却路径差异化。
- 优势
- Vertiv (VRT.N)、nVent (NVT.N)、Parker-Hannifin (PH.N)、Comfort Systems (FIX.N)、Schneider Electric (SCHN.PA)、Envicool (002837.SZ)、Carel (CRLI.MI)、Jabil (JBL.N)、Celestica (CLS.TO)、Delta Electronics (2308.TW)、Hitachi (6501.T)等具备冷却、控制、组件或工程敞口。
- 劣势
- 需求兑现依赖数据中心建设节奏、区域暴露和客户采用路径。
- 对比
- 相比标准空气冷却供应商，具备高环境温度适应、精密控制和液冷组件能力的公司更受益。
- 风险
- 液冷 adoption 速度、资本开支周期、供应链竞争和客户集中度可能影响收益。
- 先进液冷解决方案和组件高机架密度和AI训练服务器推动直达芯片与浸没式液冷需求。
- 优势
- 液冷可支持更高机架密度，并部分解耦电力与水资源权衡；报告提及AVC (3017.TW)、Kstar (002518.SZ)、Auras (3324.TW)、Celestica (CLS.TO)、Jabil (JBL.N)、nVent (NVT.N)、Vertiv (VRT.N)等。
- 劣势
- 相对CRAC/CRAH基线，RDHx资本开支约2x-3x，液冷约5x-20x。
- 对比
- 在>50kW/rack的AI数据中心场景，液冷相较空气冷却更具必要性。
- 风险
- 成本、标准化程度、维护复杂性和客户部署节奏是不确定因素。
- 水效率、循环利用、海水淡化和供水多元化水资源紧张和社区约束提高节水技术价值。
- 优势
- Xylem (XYL.N)、Veralto (VLTO.N)、Legence (LGN.OQ)、WaterBridge Infrastructure (WBI.N)、Organo (6368.T)等受益于水效率、回收、海水淡化或咸水供给方案。
- 劣势
- 项目型需求可能受地方许可、基础设施建设周期和水价机制影响。
- 对比
- 在水压力区域，水解决方案相较单纯冷却设备更直接对应社区和监管约束。
- 风险
- 监管审批、项目融资、客户预算和技术经济性可能影响落地。
- 热力设备、输送和废热利用咨询若当地存在区域供热、工业用户或农业需求，数据中心废热可被捕获和复用。
- 优势
- AECOM (ACM.N)、Legence (LGN.OQ)、Siemens Energy (ENR1n.DE)、Schneider Electric (SCHN.PA)、Mitsubishi Electric (6503.T)等具备热力设备、工程或咨询敞口。
- 劣势
- 废热利用依赖本地热需求、热网基础设施和经济性匹配。
- 对比
- 相比单纯提高冷却效率，废热利用需要更强的本地基础设施协同。
- 风险
- 项目复杂度、地方规划和热力需求不足可能限制商业化。
- 电力生产、配电、输电和工程供应链节水优先导致更高电力消耗，增加电力基础设施需求。
- 优势
- Xcel Energy (XEL.N)、Vistra (VST.N)、NRG (NRG.N)、Quanta Services (PWR.N)、Prysmian (PRY.MI)、Fujikura (5803.T)、Sempra (SRE.N)等受益于美国数据中心电力需求增长。
- 劣势
- 收益取决于电网接入、输电建设进度和监管回报机制。
- 对比
- 美国市场因节水优先和数据中心增长，报告认为电力需求顺风更明显。
- 风险
- 电网拥堵、许可延迟、利率、监管限制和电力价格波动可能削弱投资回报。
关键数据
- 环境约束覆盖范围56%/55%2026-2035年预计新增全球/美国数据中心容量位于高温、湿度或干旱风险较高地区的比例。
- 白空间液冷渗透约43%预计到2035年新增数据中心容量将采用直达芯片或浸没式液冷。
- 灰空间高约束冷却需求约56%规划容量可能需要空气冷却冷水机、绝热系统或机械冷却备份以应对干旱或热压力。
- 全球/美国PUE影响+5个百分点/+11个百分点环境驱动的冷却技术选择到2035年前可能带来的PUE上升幅度。
- 美国新增用电需求60-70 TWh美国数据中心冷却驱动的PUE变化到2035年可能增加的电力需求。
- 美国电力需求CAGR影响+0.3个百分点报告估计2026-2030年美国电力需求复合增速的增量贡献。
- 全球基准PUE约1.41在基准情景下，全球数据中心PUE可能从当前约1.36升至2035年的约1.41。
- PUE敏感性区间约1.30-1.47高白空间液冷采用情景约1.30，低采用情景约1.47。
- 规划容量热湿风险50%/46%/87%到2035年全球/美国/APAC规划数据中心容量位于炎热潮湿地区的比例。
- 规划容量水压力风险20%/24%/15%到2035年全球/美国/APAC规划数据中心容量位于水压力地区的比例。
影响与含义
投资含义集中在两条主线：一是数据中心为减少水耗而采用空气冷却、干冷器、机械冷却和液冷，会提升电力需求并带动电力基础设施投资；二是高机架密度和环境约束使冷却系统资本强度上升，利好具备液冷、控制组件、热交换、水处理和工程能力的供应商。
风险
- 未来冷却效率创新可能降低报告测算中的PUE上升幅度和电力需求增量。
- 中国新建数据中心PUE目标≤1.25可能压低APAC平均PUE上升，同时也可能偏向更耗水的冷却路径。
- 不同区域的高温、湿度、水压力和电力约束差异较大，单一技术路线并不适用于所有数据中心。
- 液冷和RDHx资本开支显著高于传统CRAC/CRAH，客户采用节奏可能慢于预期。
- 水耗最小化可能把压力转移到电力系统，若电网容量不足，数据中心上线进度可能受限。
- 社区反对、许可约束和水资源优先级可能影响数据中心选址和建设。
后续跟踪
- 2026-2035年全球和美国新增数据中心容量中位于高温、湿度或干旱风险地区的实际比例。
- 白空间直达芯片和浸没式液冷渗透率，尤其是AI训练服务器和高密度机架部署。
- 美国数据中心用电需求、PUE和电力需求CAGR是否接近报告测算。
- 空气冷却冷水机、绝热系统、干冷器和机械冷却备份在灰空间的采用情况。
- 水效率、循环利用、海水淡化和咸水供给项目的订单和资本开支。
- 电网接入、输配电建设、变压器和电缆供应链交付能力。
- 监管层对数据中心PUE、水耗和选址的政策变化。