定義
資料中心冷卻技術選擇正從「標準化設計」轉向「site-specific 最佳化決策」，核心是環境溫濕度、電力可得性與用水限制三者的權衡（Power vs Water Trade-off）。高盛（GS）2026-07-13 報告指出，冷卻技術路線同時受兩層空間驅動：
- White space（白空間，機房內）：機櫃/伺服器層級的散熱，決定於 rack density（機櫃功率密度）；<20kW/rack 用氣冷（CRAC/CRAH）、20-50kW 用 RDHx/Sidecar、>50kW 需 Direct-to-Chip 液冷、>100kW 傾向浸沒式。詳見 技術_液冷、技術_浸沒式液冷。
- Gray space（灰空間，機房外）：把白空間吸收的熱排至外部環境，決定於當地環境溫濕度與用水限制；蒸發式（evaporative）系統省電但耗水，氣冷式（air-cooled）系統省水但耗電——兩者無法同時最佳化，此即「電力—水權衡」。
注意：本頁「白空間／灰空間」指冷卻的機房內外分野，與 技術_資料中心灰區白區 的電力配電灰區白區框架是同名不同軸的概念，兩者互補（電力灰區的重電設備與冷卻灰空間的冷卻塔常共址），不可混淆。
圖解
圖說：GS 冷卻技術選擇決策流程圖——先看 Rack Density（機櫃功率密度）決定白空間冷卻路徑，再看 Heat and Humidity（環境溫濕度）決定灰空間是否需要氣冷式散熱，最後看 Power vs Water（電力/用水何者優先）決定蒸發式或乾式冷卻器。
圖說：PUE（電力使用效率，x 軸）vs WUE（用水效率，y 軸）散點圖。CRAC/CRAH 搭配蒸發塔 PUE~1.4／WUE~1.8（省電耗水）；同樣搭配氣冷式則 PUE~1.8／WUE~0（耗電省水）。Direct to Chip 液冷可把兩指標同時壓到 PUE~1.2-1.4、WUE 趨近零；浸沒式液冷（單相/兩相）可達近零 WUE 且維持最佳 PUE。
技術原理
白/灰空間冷卻技術譜（依機櫃功率密度）
| Rack Density | 白空間技術 | 說明 |
|---|---|---|
| <20kW/rack | CRAC/CRAH（氣冷） | 最低成本、操作簡單，傳統企業級資料中心標準 |
| 20-50kW/rack | RDHx/Sidecar（氣液混合） | 純氣冷已無法有效移除高密度熱負載 |
| >50kW/rack | Direct-to-Chip 液冷 | AI 資料中心必要方案 |
| >100kW/rack | 浸沒式液冷 | 次世代資料中心偏好，整機浸入介電液 |
四個決定冷卻路線的關鍵問題（GS 框架）
- 機櫃密度多高？ 決定白空間走氣冷、RDHx 或液冷。Hyperscaler 資料中心幾乎全面採用液冷。
- 當地溫濕度如何？ 高溫（>40°C）與高濕（相對濕度 75-90%）會限制灰空間散熱效率，迫使採用更耗電的機械冷卻。
- 當地水電各自的限制為何？ 決定灰空間在蒸發式（省電耗水）與氣冷式（省水耗電）間如何取捨。
- 附近是否有廢熱利用需求？ 決定液冷產生的高品質廢熱能否被地區熱網/工業/農業利用回收。
PUE / WUE 各配置區間（GS 估）
| 配置 | PUE | WUE (L/kWh) |
|---|---|---|
| CRAC/CRAH + 蒸發式 | ~1.4 | ~1.8（高耗水） |
| CRAC/CRAH + 氣冷式 | ~1.8 | ~0（近零耗水，耗電最高） |
| RDHx/Sidecar + 蒸發式 | ~1.3-1.5 | 中等 |
| Direct-to-Chip + 蒸發式 | ~1.2-1.4 | 中低 |
| Direct-to-Chip + 氣冷式 | ~1.2-1.4 | 近零 |
| 單相/兩相浸沒式 + 氣冷式 | 最佳 | 近零 |
液冷（尤其浸沒式）因出水溫度可達 ~45-60°C，讓乾式冷卻器（dry cooler）在多數氣候下取代蒸發塔/冰水機成為可行，部分解耦電力與用水的取捨（NVIDIA 揭露 Rubin 世代基礎設施在合宜氣候下可 100% 靠乾式冷卻器運作，冷卻液溫度上看 ~45°C，近零用水且大幅減少對冰水機的依賴）。
全球暴險與 PUE 影響（GS 分析）
- 56%/55% 全球/美國新建資料中心產能（2026-2035） 位於高溫、高濕或缺水風險地區，中東（100%）、亞太（89%）暴險最高。
- 環境驅動的冷卻技術選擇，估計會使全球/美國 PUE 分別墊高 +5pp/+11pp（2035 前），全球加權平均 PUE 可能從現行 ~1.36 升至基準情境 ~1.41（白空間液冷高滲透情境 ~1.30、低滲透情境 ~1.47）。
- 美國 PUE +11pp 相當於 2035 前新增 60-70 TWh 資料中心用電，貢獻美國電力需求 CAGR（2026-2030）+0.3pp。
- 中國強制新建資料中心 PUE ≤1.25（國家運算樞紐更嚴格達 1.20），此監管要求傾向推升白空間液冷滲透，但也可能因此提高用水強度（灰空間傾向選擇能效更佳但更耗水的蒸發式系統）。
廢熱回收（Waste Heat Reuse）
液冷（尤其浸沒式）大幅提升廢熱品質：傳統氣冷（CRAC/CRAH）出水溫度僅 ~25-35°C，液冷可達 ~45-60°C 以上，進入可經濟回收利用的溫度區間（區域供熱、工業製程、農業）。
- GS 估計 2030 年前全球可動員 ~260 TWh 高品質廢熱，相當於澳洲全年用電量，或超過 30 座核反應爐年發電量，約當 2030E 全球資料中心用電量的 20%。
- 歐洲案例：Fortum 把 Ericsson 資料中心轉為熱能生產資產，用 Mitsubishi Electric MEHITS 熱泵把伺服器廢熱從低階升溫至 ~70°C，注入芬蘭 Kirkkonummi 區域供熱網，供應該網年熱需求約 20%；Fortum 另從兩座 Microsoft 芬蘭資料中心回收廢熱，目標滿足 25 萬用戶 40% 熱需求。Equinix 在法國、芬蘭也用熱泵回收資料中心廢熱供應區域供熱網。
- 美國案例：西維吉尼亞 Monarch Cloud Campus 規劃最高 1GW 超大規模資料中心，與低碳氫氣生產、受控環境農業（CEA）共址，利用廢熱與捕獲的 CO2 供應鄰近溫室。
關鍵參數 / 判斷指標
| 指標 | 意義 | 觀察重點 |
|---|---|---|
| Rack Density (kW/rack) | 決定白空間冷卻技術下限 | >50kW 是液冷轉折點 |
| PUE（電力使用效率） | 資料中心總耗電 / IT 設備耗電 | 越低越省電；中國強制新建 ≤1.25 |
| WUE（用水效率，L/kWh） | 冷卻每 kWh IT 負載消耗的水量 | 蒸發式系統 1.5-2.5、液冷近零 |
| 廢熱出水溫度 | 決定廢熱是否具經濟回收價值 | 氣冷 25-35°C vs 液冷 45-60°C+ |
| 當地環境風險分級 | 高溫（連續≥20天>95°F）/高濕/缺水 | 決定灰空間傾向蒸發式或氣冷式 |
技術瓶頸 / 風險
- 電力與用水的結構性取捨：傳統蒸發式與氣冷式系統無法同時最佳化 PUE 與 WUE，只能依當地資源限制擇一偏向。
- 監管分歧：中國強制低 PUE 可能推升用水強度；美國/中東等缺水地區則反向優先省水、容忍較高 PUE，兩地監管邏輯相反，供應鏈需分區規劃產品線。
- 社區接受度（social license）：Utah Stratos 資料中心案因用水與熱島效應疑慮遭在地反對，廢熱回收與用水管理已成資料中心能否動工的「第五支柱」限制之一（與 供應鏈_AI資料中心電力 的社區接受度觀察一致）。
- 廢熱回收商業化早期：多數案例仍需鄰近穩定熱需求（住宅/商用/工業）、既有熱網基礎設施或共址農業/工業用戶，尚未大規模標準化。
應用場景
- Hyperscaler / AI 訓練資料中心的白空間液冷與灰空間冷卻技術選型
- 高溫高濕地區（中東、東南亞、印度）資料中心新建規劃
- 缺水地區（美國西南部、鳳凰城等）資料中心用水管理與替代水源
- 歐洲 / 美國資料中心廢熱回收供熱網或工業/農業應用
相關廠商
| 環節 | 廠商 | 角色 |
|---|---|---|
| Ambient solutions / controls / components | VRT.US(vertiv)、NVT.US(nvent)、Schneider Electric、Carel、Comfort Systems、Carrier | 高耐候冰水機、控制系統、絕熱冷卻元件 |
| Advanced liquid cooling | VRT.US(vertiv)、NVT.US(nvent)、2308_台達電（市）、3017_奇鋐（市）、3324_雙鴻（櫃）、Jabil、Celestica | CDU、cold plate、manifold 等液冷元件 |
| Water efficiency / recycling / desalination | Xylem、Veralto、Legence、Organo | 水處理、回收、淡化解決方案（未列入個別 lib 頁） |
| Thermal equipment / waste heat | Mitsubishi Electric、Siemens Energy、AECOM | 熱泵、熱交換、廢熱回收工程服務（未列入個別 lib 頁） |
| Power supply chain | Xcel Energy、Vistra、NRG、Quanta Services | 電力生成/輸配，PUE 上升的直接受益者（未列入個別 lib 頁） |
GS 報告完整列出 41 檔 Buy 評等全球股票，多數為海外標的且僅一句screening式描述；上表僅列已建 vault 頁或內容足夠深入者，其餘完整清單見 報告_GS_資料中心冷卻電力_20260713。
相關技術
- 技術_液冷：白空間液冷硬體技術主頁
- 技術_浸沒式液冷：>100kW/rack 液冷方案
- 技術_資料中心灰區白區：電力配電視角的灰區白區框架（與本頁冷卻視角互補）
供應鏈
- 供應鏈_AI伺服器液冷
- 供應鏈_AI資料中心電力
- 所屬環節：#環節/散熱
來源
- 報告_GS_資料中心冷卻電力_20260713 — Goldman Sachs，2026-07-13；PUE/WUE 權衡框架、41 檔受惠股清單、廢熱回收案例、環境暴險數據