城市问题研究 2026-05-28
城市问题研究 2026-05-28
我国西北智算中心的建设，起源于2022年2月推出的“东数西算”战略。当时，国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合发文，明确提出在我国甘肃、宁夏、内蒙古、贵州等西部地区建设国家算力枢纽节点。此后，随着近年来AI大模型训练和数字经济的高速推进，同时依靠西北地区寒冷的气候、丰富的风光绿电和相对充裕的土地，宁夏等地已经成为“东数西算”战略的重点承载区。不仅十大集群建设火速铺开，甘肃庆阳、宁夏中卫等节点更是正在加速转向高密度智算中心建设。仅以庆阳2026年开工的“西北零碳智慧云智算中心”一期工程为例，其总投资25.85亿元，智算规模35300PFIops，可部署7416台GPU服务器，是全国较大规模的AI智算集群之一。不仅如此，2026年第一季度，国内各大云厂商对智算设备的需求又上了一个新的台阶。据五月初摩根士丹利的最新调研报告显示，中国数据中心需求整体超过预期，2026年算力仍有350-400亿瓦级算力缺口，其中70%-80%的设施建设需求集中在内蒙古和宁夏地区。据其推算，预计未来五年“十五五”期间，西北智算建设的密度将从过去的单机柜功率密度4-8kW左右迅速提升至30-60kW，高功率密度的液冷服务器将成为主流，单体项目也将从目前的几十MW向百MW、GW级超级计算集群迈进。
不过，智算需求快速上升的背后，基础建设的水资源足迹问题正悄然浮出水面。一般认为，单机功率在30kW以下的机柜，风冷技术够用；40kW以上，传统的风冷技术已经接近物理极限，难以满足机柜散热需求；达到50kW以上，液冷成为刚需技术，即需要水资源配套供应。而西北地处黄河流域，水资源本就先天不足，农业和生态用水占了大头，工业用水又被最严格的水资源管理制度（“三条红线”）牢牢卡住。当然，液冷本身并不一定意味着大量耗水，也可使用再生水循环技术控制水耗强度。但问题在于，当前西北智算节点的规划文件仍普遍以传统2.5kW标准机架为统计口径，并没有留出足够的未来发展空间。例如，根据2024年庆阳数据中心明确规划，“到2030年中心将累计新增2.5kW标准机架80万个，数字经济核心产业产值达到2700亿元”。而根据《宁夏中卫数字信息产业开发区发展规划（2026-2030）》的规划内容，“至2030年75万标准机架、单机架功耗2.5kW、PUE1.2、WUE1.05L/kWh，由此推算全年用水量1259.73万吨”。可实际上，目前中国能建在庆阳已经部署了大量8-12kW、最高25kW机柜，甘肃的亿算智能国产万卡推理集群，单机柜密度已达30-50kW量级。也就是说，现有的规划标准机架统计口径与实际热负荷之间存在5-20倍的缺口。假设2030年中卫75万架中有40%为高耗能智算机柜，哪怕按平均15kW计算，实际用水也将突破6000万吨，是原规划用水量的近5倍。
理论上，液冷通过全封闭循环的非水基或低耗水冷却液方式，也能够实现WUE接近于0至0.5L/kWh的极低水耗。不过，有三个层面的现实约束条件仍然不可忽视。
第一层现实约束，来自于西北地区的天气环境问题。先进的液冷节水技术确实能够解决数据机房内部的热量问题，但最终还是要通过室外冷源带出。西北地区在冬季和夜间可以使用干冷器节水，但夏季高温时段仍然需要依靠蒸发冷却技术手段。也就是说，即使有液冷节水技术，现实中也很难完全弥补高达数千万吨的用水缺口。
第二层现实约束，来自于再生水厂的扩容周期，远远慢于算力部署周期而产生的时间缺口。中卫目前规划中披露将为智算中心配套6座再生水厂，要求再生水回用率达到80%以上。庆阳要求工业用水重复利用率在80%以上。但我国再生水厂从立项、环评、建设到调试达标，通常需要至少2-3年，而算力中心从签约到投运仅需要6-12个月。也就是说，当新的高密度智算中心集中落地时，新建再生水厂的产能很可能无法释放，至少两年左右用水缺口只能依赖黄河水补足。此外，高密度智算中心对再生水水质的要求也更加严格。间接蒸发冷却设备的喷淋系统对硬度、电导率敏感，若再生水处理工艺不达标，将导致结垢、腐蚀，反而增加维护成本与停机风险。
第三层约束，来自于黄河用水权管理指标与算力设施刚性扩张之间的时序错配。从宁夏“十四五”时期黄河用水权管控方案来看，严格限定全省取水总量必须控制在72.84亿立方米以内，实行年度“丰增枯减”调度政策。比如，2023年黄河转枯，宁夏河道外生态补水指标就从6.02亿立方米骤降至2.312亿立方米。枯水期年份的调度优先级是生活用水优先，其次生态用水，再次农业用水，最后才是工业用水。而算力中心作为新增工业用水大户，在枯水年还将面临“增量挤占存量”的额外压力。更关键的是，目前黄河流域已建立跨省区用水权交易制度，明确规定交易水量占转让区域的用水总量不得超过控制指标。考虑到目前宁夏工业用水实际上已经接近管控红线，这意味着中卫若需额外购买水指标，必须从区内其他农业、生态行业腾挪。
可以看到，西北智算中心目前真正的产业瓶颈已经不在技术，而在管理制度上。其面临的真正核心问题是，在现有规划落后于实际产业进度的情况下，液冷节水技术能否到位、再生水厂修建进度能否及时跟上的时序错配问题，以及黄河是否会遇到枯水年概率问题。总的来说，目前电力已经不成为西北智算中心建设的主要资源限制，而水资源的重要性却不断上升。今后的算力设施扩张，必须实行“以架定水、以水定产”，把实际功率密度和自然资源的区域承载力进行综合考量。否则，如果规划调整的速度跟不上智算中心高密度、快节奏的发展需求，继续沿用传统低密度时代的审批和管理方式，或者再生水等配套设施建设跟不上发展节奏，都极有可能形成制度性缺口，让东数西算工程的持续高效运营出现困局，造成“有电指标，却无水可用”的运营危机。（CNJ）
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