每次向AI模型发送问题，都会得到一个似乎凭空出现的即时回复，但回答查询需要消耗真实能源、水和土地的实际物理基础设施。

在世界某个地方——也许是在弗吉尼亚、圣保罗或香港——一座巨大的仓库里装满了光纤电缆和一排排看似无穷无尽的嗡嗡作响的服务器，为ChatGPT每天处理的超过25亿个问题提供处理能力。

AI模型，以及云存储、流媒体、网页托管和社交媒体，都有非常真实的有形足迹。据联合国大学的研究人员称，如果数据中心是一个国家，其用电量将使其成为世界第11大电力消费国。从能源到水再到土地，以下是数据中心对环境造成的真实代价。

数据中心正成为世界上增长最快的电力消费者之一。这些装满服务器、路由器和联网设备的仓库全天候运行，而冷却系统则持续运转以防止设备过热。

在德国法兰克福，电网目前已经饱和，至少到2030年代之前都不会有新的接入。在那里，数据中心消耗了该市约41%的电力。在都柏林，这一比例是其两倍。

而数据中心的电力消耗正在快速增长——据国际能源署称，预计到2030年将翻一番，达到约945太瓦时，大约相当于日本每年的用电量。所有这些能源都必须来自某个地方，这增加了对化石燃料的依赖。

2024年的一项研究发现，美国超过一半的数据中心由化石燃料供电，排放超过1.05亿吨二氧化碳。要抵消这些排放，需要超过31,000台风力涡轮机连续运行一年。

这种建设也在让老旧的燃煤电厂继续运转。美国公用事业公司已推迟全国15座燃煤电厂的退役，以满足激增的需求，这些电厂仅在2023年就合计排放了近6500万吨温室气体。

公用事业公司还在建设新的燃气发电厂，全国已宣布新增超过100吉瓦的设施。这将导致比燃烧1.11亿磅（5040万公斤）煤炭更多的碳排放。

当然，数据中心也可以由可再生能源供电。将设施与现场可再生能源配对可以缓解当地电力供应的压力，多余的能源甚至可以卖回电网，使其更加稳定。

然而，将绿色电力用于数据中心意味着可用于交通电气化或减少其他高排放行业脱碳的电力减少。

许多数据中心消耗数百万加仑的水来保持冷却。服务器持续产生热量，而水是通过蒸发吸收和带走这些热量最有效的方式之一。

一个大型设施每天最多可使用500万加仑水，大约相当于一个1万至5万人口城镇的用水量。约80%用于冷却的水会直接蒸发；其余变成废水，可能压垮从未设计来处理如此体量的当地处理系统。

在弗吉尼亚北部，集中在美国一个州的近300个数据中心供应着全球约三分之一的在线流量。在那里，这个被称为世界数据中心之都的地方，这些设施在2023年共使用了近20亿加仑的水。

有几种更高效的冷却数据中心的方法。其中包括浸没式冷却（将设备浸入冷却液中）和闭环冷却系统（可循环利用水，将淡水使用量减少高达70%）。

冷却数据中心并不能消除热量，只是将其转移到室外。这会加剧城市热岛效应，即城市温度高于农村地区的现象。

亚利桑那州凤凰城的研究人员发现，单个大型数据中心排放的废热相当于数万甚至数十万户家庭，可使附近地表温度升高多达9摄氏度（16华氏度），空气温度升高多达2摄氏度。这些影响在500米外都能感受到。

由于城市已经比周围环境高出0.5–4摄氏度，这些更高的温度会增加附近居民的热应激风险，并推高空调需求，从而需要更多能源。

并非所有这些热量都被浪费——越来越多的数据中心正在捕获热量并将其输送到附近的家庭和企业。这个过程称为热能网络，可将数据中心的电力需求降低高达30%。为数据中心供电和运行会在两个方面污染空气。

首先，燃煤和燃气电厂释放有毒颗粒物，可能导致附近社区出现呼吸系统疾病、心脏病、哮喘和更多健康问题。

现场柴油发电机（在电网故障时用作备用电源）也会释放有害空气污染物。这些发电机排放的氮氧化物是天然气电厂的200至600倍。

一项估计发现，当弗吉尼亚州所有数据中心的备用发电机仅以其允许水平的10%排放时，每年可能导致14,000例哮喘症状、十几人死亡以及高达3亿美元的公共卫生成本。

数据中心建设需要大片土地。将自然和农业区域改造成工业区可能威胁生物多样性并破坏当地生态系统。

例如，在德国哈特斯海姆，一块18英亩（7公顷）预留用于农业和地下水保护的土地——一个以油菜花闻名的当地绿地——在2024年被重新规划，以建设一个由五栋建筑组成的数据中心园区。

损害往往超出场地本身。为这些设施供电而建造的天然气管道和发电厂需要占用自己的土地，沿途破坏栖息地并侵蚀土壤。