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アメリカは水をどのように利用しているか?

概要

  • 米国の水インフラ は他のインフラに比べて 予算も注目度も低い現状
  • 水需要の増加データセンターの台頭 で状況が変化しつつある
  • 水の利用形態消費・非消費的利用 の違いが重要なポイント
  • 産業・農業・家庭・データセンター など多様な用途と経済価値の違い
  • 地理的な水利用の偏り や今後の課題

米国の水インフラの現状と課題

  • 水インフラ連邦政府の予算規模が小さく、他のインフラ(道路、エネルギー、住宅)に比べ 軽視されがち
  • Bureau of Reclamation の年間予算は 約11億ドル と、他省庁の数十分の一
  • 水道料金は安価 で、 電気料金の約5%程度、かつサービスも 非常に安定
  • 水インフラへの投資や技術革新 は他分野に比べて 遅れ気味
  • 乾燥地域での水需要増加データセンター建設 により、 水資源への関心が上昇傾向

水循環と米国の水資源

  • 降水量は1日約5兆ガロン、その 63%が蒸発散 で大気に戻る
  • 約10%が地表水や地下水に貯留2%が人間活動で消費
  • 水の供給源 は湖・川・地下帯水層など多様
  • 水インフラは電力インフラと類似 し、 大規模供給源から配水システムで家庭・企業へ輸送
  • 大口需要家 は直接水源を利用する場合も多い

米国の水利用状況(2015年データ)

  • 1日あたり約3220億ガロン (年間約117兆ガロン)の水利用
    • 87%が淡水13%が海水や汽水
    • 74%が地表水源26%が地下水源

消費的利用と非消費的利用

  • 消費的利用 :水が製品に組み込まれる・蒸発するなどして 再利用不可
  • 非消費的利用 :使用後も 再利用可能 (温度上昇や汚染あり)

用途別の水利用の内訳

  • 最大の水利用先は発電所(熱電) :全体の 41%
    • 97%が非消費的利用、主に冷却用
    • かつては“ワンススルー”方式 が主流、近年は 循環冷却方式 が増加
  • 次に多いのが灌漑(農業用水) :全体の 37%
    • 60%以上が消費的利用、特に作物への灌漑
    • 米国の灌漑農地は約6300万エーカー、全作物価値の 54% を生産
    • 主な水利用作物 :アルファルファ、果樹、トウモロコシ、大豆、米
    • ゴルフ場1日10億ガロン を消費
  • 公共用水道供給(家庭・企業) :全体の 12%
    • 家庭用が60%自家井戸利用者は4200万人
    • 米国の1人当たり家庭用水消費量は82ガロン/日
      • ドイツ(33ガロン)、イギリス(37ガロン)、フランス(39ガロン)と比較し 高水準
  • 産業利用 :全体の 4.5%
    • 森林製品(パルプ・製紙) が最大、次いで 製鉄・石油精製・半導体
    • 多くは非消費的利用、パルプでは消費的利用は 約12%
  • データセンター :2023年で 直接冷却用に1日4800万ガロン、間接的利用も含めると 6600万ガロン
    • 2028年には2~4倍増加予測
    • 経済価値換算で非常に高効率 (コットン灌漑の数千倍の価値創出)

その他の用途と地理的分布

  • その他の用途 :水産養殖(1日75億ガロン)、鉱業(40億)、家畜(20億)
  • 州別水利用量 :カリフォルニア(288億ガロン/日)、テキサス、アイダホ、フロリダ、アーカンソーが上位
    • 灌漑農地の多い州発電所冷却需要の高い州 が大消費地

水利用の今後の展望

  • データセンターやAI産業の拡大 による 新たな水需要の増加
  • 農業・発電・産業・都市利用のバランス 調整の必要性
  • 地理的・経済的価値の違い を踏まえた 戦略的な水資源管理の重要性

この内容は、米国の水インフラと水利用の現状、用途ごとの特徴、地理的な偏り、そして今後の課題を簡潔にまとめたものです。

Hackerたちの意見

アメリカの水は一般的に手に入りやすくて安いよ。俺の月の水道代は電気代の約5%くらいだし、サービスもずっと信頼できる。市の公共事業地区での経験から言うと、水の供給の信頼性は地元の電力網とあまり変わらない感じ。下水ポンプ場は一番質の高い発電機の配置がされてるみたい。

本当に?俺は水道の蛇口をひねって水が出なかったことなんてないよ。でも、年間に数回停電はあるけどね。

それ面白いね。私の経験は逆なんだ。カリフォルニアに住んでた10年間で、停電は年に数回あったけど(主に嵐や木が電線に倒れるせい)、水道が止まったことは一度もないよ。

私の経験では、地方の公共事業地区では水の供給の信頼性は、地元の電力網とあまり変わらないよ。これらのサービスは、私がアメリカで住んだどこでも驚くほど信頼できた。唯一の例外は、年に一度氷嵐が来て木が電線に倒れる町だったけど、トラックがすぐに来て修理してくれたのには驚いた。水道が止まったことは、道路が壊れて配管を交換しなければならなかった時だけだよ。その時は家にいなかったけど、いつそれが起こるか、終わったらどうやって配管を流すかの説明が書かれた手紙が来たよ。

どこに住んでるの?停電なしで水がなくなったことなんてないと思うんだけど。

アメリカでは水が一般的に手に入りやすくて安いよね。うちの水道代は月々の電気代の約5%くらいで、サービスもずっと信頼できる。これってアメリカのほとんどの場所で普通なのかな?私の住んでるところでは、水道と下水道の請求書が月に100ドルちょっとだよ。

Voxがこのことを視覚的に表現した素晴らしい動画があるよ: https://www.youtube.com/watch?v=f0gN1x6sVTc&ab_channel=Vox

連邦政府が持っている水インフラに関する部門で最も近いのは、再生局(Bureau of Reclamation)で、年間予算はたったの11億ドルだよ。俺のお気に入りの本の一つは『キャデラック・デザート』。アメリカの川のダム建設、水危機、再生局の歴史について書かれてる。ほかの部門に比べると小さいけど、特にロサンゼルスの人口発展には大きな影響を与えたんだ。 > 1902年から1905年の間、イートンやマルホランドたちはロサンゼルスがオーウェンズバレーの水権を得るために裏工作をして、再生局がオーウェンズバレーの住民のために水インフラを建設するのを妨げたんだ。[12]: 48–69 [16]: 62–69 イートンがほとんどの政治的な駆け引きをしていた一方で、[16]: 62 マルホランドはロサンゼルスの成長に必要な水の量を大幅に過小評価して市民の意見を誤導してたんだ。[16]: 73 マルホランドはオーウェンズバレーの住民にも誤解を与えていて、ロサンゼルスはオーウェンズバレーの未使用の水だけを使うと言ってたけど、実際にはサンフェルナンドバレーの帯水層を満たすために全ての水権を使うつもりだったんだ。[0] [0] https://en.wikipedia.org/wiki/William_Mulholland これが『マルホランド・ドライブ』のマルホランドで、CDの主要キャラクターだったんだよ。

何年も前に、オウエンズ川の水をロサンゼルスまで、100マイル以上、山を越えて送ってたんだ。ロサンゼルスの水管理の失敗が、モノ湖からサルトン湖の災害まで、カリフォルニアの東側に永久的な傷を残したのはすごいことだよ。

この記事にはすごく価値があると思った。データセンターが家庭と比べて「消費する」水の量について大げさに騒ぐ人たちにイライラして、俺も「水はサイクルを通って動くから、実際には破壊されない」という考えを持ち出すことが多すぎたかもしれない。水は破壊されないけど、アクセスするのが難しくなったり経済的に不可能になったりすることがあるんだよね。ちなみに、著者のこの個人的なエピソードには驚かされた。「俺の月の水道代は電気代の約5%だ」って。俺はアメリカ南西部に住んでるけど(アリゾナやネバダ、ユタのような乾燥した砂漠ではない)、月の水道代は年間で電気代の約60%に達してる。俺の水道料金が高いのか、電気料金が安いのか、水の使用量が多いのか、電気の使用量が少ないのか、ちょっと気になるな。

データセンターがどれくらいの水を使うのか、同じ面積のアパートと比べて知りたいな。データセンターがもっと水を使うなら、長期的に見てコミュニティにとって悪い選択になる理由がわかる気がする。

一番の警鐘は、カリフォルニアでネスレがボトル水用に水を使うことに反対する運動だよ。彼らが使う水は、平均的なゴルフ場にも満たないんだ。乾燥した地域のゴルフ場でどれだけの水が無駄にされてるんだろう?それに、アルファルファみたいな水をたくさん使う作物を育てるのも、結局人を直接養うためには使われてないし。

エアコンもガスの温水もないから、月々の水道代が電気代の約150%になってるよ(この水道代には、排水の料金は含まれてない)。水の使い方は普通だし、電気の使用量はめっちゃ少ないみたい。

アメリカ南西部に住んでるよ(でもアリゾナやネバダ、ユタの乾燥した砂漠みたいなところじゃない)。砂漠かどうかは関係ないよ、共有の流域にいるかどうかが大事。あの辺りは農業用水の需要がすごくて、水の権利もあるから、水を確保できる場所では高い値段になっちゃう(君の住んでる水が豊富な場所みたいに)。

アメリカ北西部に住んでる。水道代は電気代の110%-120%だよ。

そんなことを今まで考えたことがないなんて驚きだよ。お金を払って資源を使ってるのに、詳しいことを調べたことがないの?オーストラリアに住んでると、どっちも高くて限られてるから、絶対に必要だよ。

データセンターに関する水使用の話は、オンラインでの議論では本当に文脈が欠けていると思う。でも、一般的に淡水の使用はもっと心配されるべきだと信じているよ。私は「反AI」ではないけど、誰かが淡水に関する懸念を「水の循環」と軽く流すたびに、ちょっと引いちゃう。というのも、一部の帯水層は意味のある時間内に再充填されないから。水は「消失」するわけじゃないけど、すでに水が不足している町では、実際には戻ってこないことが多いんだ。

ミシガンでは、水道代が電気代の約5%なんだ。これも少ない方で、今年の夏はほとんどエアコン使わなかったしね。水道料金は(イライラすることに)累進制じゃなくて、最初の千ガロンも十万ガロンも同じ値段なんだ。安いし、周りは新鮮な水に囲まれてるから、80〜100フィートの氷河砂利を掘れば、どこでも飲める水が手に入るよ。驚いたのは、私の町の水道水の70%がたった15%の家庭によって使われてること。要するに、毎日芝生を irrigate してる家たちだね。

データセンターが飲料水よりも優先されて、データファームに水を供給するっていうのはどうなの?「人間が優先で、余ったらデータセンターに」っていうのがいいと思うんだけど。

アメリカで使われている水の41%が熱電冷却に使われているって言ってた。ただ、塩水と淡水の内訳は分かれてなかったけどね。それに、この水の使用の大部分は水を再循環させない古い発電所によるものだって。新しい発電所は水を再循環させるから、比較するとほんのわずかな水しか使わないんだ。だから…もしアメリカが古い原子力発電所を全部取り替えたら、今使われている水の約40%を解放できるってこと?

どうして「熱電」から「原子力」に話が飛んだの?アメリカには原子力発電とほぼ同じくらいの石炭発電があって、原子力よりもかなり多くの天然ガスがあるんだよ。

もしアメリカが古い原子力発電所を全部取り替えたら、今使ってる水の約40%を解放できるんだって?FTFA:「熱電力発電所 — 熱を使って蒸気を作り、タービンを回す発電所。」

水の使用量と水の消費量は同じじゃないから注意してね。例えば、100ガロンの水が熱交換器を通って、99ガロンが川に戻ったら、100ガロンは使われたけど、消費されたのは1ガロンだけってことになる。熱電冷却は水の使用量が多いけど、消費量は1-2%程度。ほとんどの使用水は戻されるからね。例えば、パロヴェルデ原発では廃水を使っているんだ。

熱電冷却の41%はすべての熱発電所(石炭、ガス、原子力)を含んでいて、ほとんどの水は引き出されるけど、消費されるわけじゃなくて戻されるから、近代化すれば引き出しは減るけど、その水が他の消費用途に使えるようにはならないんだよね。

アメリカの一人当たりの家庭用水使用量は、1日あたり82ガロンだって。これに対して、ドイツの家庭は1人あたり約33ガロン、イギリスは約37ガロン、フランスは約39ガロンを使ってるんだ。これらの数字についてもっと知りたいな…特に、顕著な例外とか、全然違う使用パターンがあるのかどうかとか。

最近、水道メーターを設置する価値があるか調べてみたんだけど、どうやら定額料金は1日あたり約半立方メートルの使用量を基に計算されてるみたい。でも、水道メーターがないと、自分の消費量がそれより多いのか少ないのか、ただの推測しかできないんだ。たぶん、かなり少ないと思うけど。

ヨーロッパでは家電に規制があるのか、もしくは価格が高いから市場が効率的な家電を求めてるのかもね。ヨーロッパのエアビーに泊まるとき、豪華な場所でも安いアパートでも、家電はどれも小さくて水効率が良さそうに見える。洗濯機やトイレ、給湯器など、全部合計すると結構な量になるよね。アメリカには統一された水効率の基準がないってことだね。

彼らが「一人当たりの家庭用水使用量」と呼んでいるのは、一人当たりの公共水と自己供給の合計で、家庭用の水使用とは違うんだ。「ほとんどは家庭で使われている」とか言ってるけど、実際にはアメリカの方が庭や商業用水の使用も含まれてるんだよね。商業用の造園(アメリカの方がヨーロッパよりずっと多い)や他のビジネス用の水も含まれてるし。EUでは配管器具ももっと規制されてるけど、造園に比べるとその部分は小さいと思う。

ヨーロッパからアメリカに移住してきた私が驚いたことの一つはトイレだよ。小便用と大便用の2つのボタンがあるトイレを一度も見たことがない。トイレを使うたびに1.6ガロン使うんだ。6リットル…私の母国では家庭用トイレの90%以上が「低水使用型」(3リットルと6リットルのボタン付き)だと思う。それに、ここでは水の使用量に対して人々が全然気にしてないのに気づいたよ。井戸から水を取るのもほとんど監視がないし、私の国では地下水を取るには膨大な官僚主義が必要なんだ。

アメリカは世界の人口の約5%を占めていて、年間使用される世界の資源の約95%を使っているっていうのは、結構一般的な統計だよね。

水処理施設で働いていたとき、夏は約1億6000万ガロン/日、水は冬は約8000万ガロン/日を生産していたんだ。じゃあ、夏に行われる水を消費する活動は冬にはないのか考えてみて。主に、芝生だよね。アメリカは平均的な土地の広さが大きく、独立した一戸建ての家が多いから、国際的な水消費の違いはほとんど芝生に起因していると思う。

農業は家庭よりも水を多く使ってるけど、人口の0%しか占めてないから、一人当たりの使用量はあんまり意味ないよね。これが示してるのは、ドイツが農産物を輸入してて、アメリカが輸出してるってことだけだね。

経済的な観点から考えることもできるね。アメリカでコットンを育てるのに必要な1日あたり25億ガロンの水が、2023年には約60億ポンドのコットンを生み出して、価値は約45億ドル。対照的に、データセンターは技術企業にとって重要なインフラで、数兆ドルの価値がある。アンソロピックだけでも、AI企業の一つで、毎年50億ドルをAIモデルへのアクセスを売って稼いでる。データセンターを冷やすために使う1ガロンの水は、コットンの植物に使うよりも何千倍も価値を生んでる。衣服は基本的な人間のニーズだけど、データセンターやAIは、まあ、そうじゃない。これを単に「経済的価値」に還元するのはおかしいよ。これは「狂人と経済学者だけが無限成長を信じる」みたいな話だね。あと、他の懸念としては、すでにストレスのかかってるシステムにさらなる需要を加えることがあるんだ。特に干ばつの時期には、もっと重要なニーズがあるからね。言ってみれば、バケツから水が溢れる最後の一滴みたいなもんだ。「アメリカのゴルフコースが使う水の6%」みたいな話は、あまりにも広すぎる。地域によっては水不足の問題がないところもあれば、あるところもあるから。

データセンターを冷やすために使われる1ガロンの水は、その水が綿花を育てるために使われるよりも、何千倍もの価値を生み出している。この意見は、綿花が利益を生むことを完全に無視していて、Anthropicは60億ドルを50億ドルで売っているのと同じことをしている。そう考えると、綿花を育てるために使われる水は、もっと多くの価値を生んでいることになる。

データセンターを冷やすための水は、そのプロセスの中での一つの小さな要素に過ぎない。一方、綿花の栽培には、数少ない重要な要素の一つなんだ。

アメリカ経済の大部分(例を挙げると)情報サービスなんだ。もちろん、すごく生産的な農家でもあるけど、国としての富の大部分は、実際には「物」ではない「もの」を作ることにあるんだよね。

平均的なアメリカ人は年間80ポンドの服を捨ててるんだって。それって人間のニーズには全然応えてないよね、ただの過剰消費だよ。

水の価格設定をもっと良くする必要があると思う。そうすれば、市場がその利用価値を見極められるようになるんじゃないかな。

これらの数字を盲目的に受け入れるべきじゃないけど、たとえAnthropicが提供してる価値が流行のせいで10倍に膨れ上がってるとしても、それでもコットンの100倍の価値があるよ。市場価格は間違ってることもあるけど、あまりにも無視してAIを減らすよりは、水があまりない場所でコットンを減らす方が良いと思う。砂漠で育てるんじゃなくて、水がもっとあるところからコットンを買えばいいんだよ。

「アメリカの火力発電所の水使用量を郡別に示したグラフ」が気になってたんだけど、ノースカロライナの南東の隅にすごく濃い四角があったんだ。それがブルンズウィック郡だと思う。ブルンズウィック原子力発電所が原因かな? https://en.wikipedia.org/wiki/Brunswick_Nuclear_Generating_S... ブルンズウィック郡の水供給はPFASでひどく汚染されてるんだ(デュポンのせいで、発電所のせいじゃないよ): https://www.nrdc.org/stories/drinking-water-crisis-north-car...

インフォグラフィックが、1日あたり0億ガロンがメキシコに行ってるってことをわざわざ指摘してるのが面白いね(USGS、よくやった!)。これは前の政権の仕業なのか、今の政権なのか気になるな。アメリカとメキシコの間で水の抽出に関する争いについて何か読んだ記憶があるよ。(おそらくリオグランデからとかだろうね)。

以前はコロラド川からメキシコにかなりの流れがあったからかもしれないね。でも、今は抽出しすぎて、国境に着く前に干上がっちゃってるんだ。それに、隣の土地が何も得てないってことを示すためかもしれないね。

一人当たりの家庭での水の使用量にはちょっと驚いてる。主に芝生の水やりに使ってるんだろうな?うちはプールがあって、漏れてるんだけど(修理に125,000ドルかかるって言われた。デッキも交換しないといけないし、金利が今の状況じゃ借りるのも痛い)、家では一人あたり51ガロン/日しか使ってないよ。プールを修理すればさらに10ガロンは節約できると思う。

一人当たりの家庭での水の使用量にはちょっと驚いてる。主に芝生の水やりに使ってるんだろうな?そう思うよ。都市部の住人と郊外の住人の水の使い方を比較してみるのも面白そうだね。

芝生には信じられないくらいの水が必要だよね、特にアリゾナやカリフォルニアの一部みたいな砂漠でそれを維持してる人たち。ほとんど使わない芝生のために、こんなに努力や資源を使うなんて本当に不思議だわ。

そうだね、シリコンバレーのうちの小さな郊外の家では、前庭と裏庭を水やりする日には簡単に400ガロン使っちゃうけど、水やりしない日は2人で50ガロンくらいまで減ることもある。これが「多い」水だとは思うけど、もし灌漑の漏れがあって5分か10分流れっぱなしになったら、1日に900ガロンに膨れ上がることもある。自分の使用量をあまり気にしない人たちが、大きな敷地やたくさんの植物、芝生を持ってると、使う水の量は本当に驚くべきものになるだろうね。何万ガロンも使う家が多いのも全然驚かないよ。

トイレ(1.5 - 2.5ガロン/回)、次にシャワー(1分あたり2.5ガロン)、それから洗濯機(1回あたり約15 - 20ガロン)が主な3つだね。