人工智能与可持续发展：陶氏创新如何塑造人工智能生态系统，打造更可持续的未来

人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 有潜力让我们的世界变得更美好，但它们的快速扩张也伴随着不断增长的环境足迹。这主要归因于大型数据中心对能源和水的巨大需求以及与硬件生产相关的资源消耗。

但是，材料创新者正在开发解决方案，通过延长性能寿命、提高能源效率和支持人工智能生态系统的基础设施弹性来帮助解决这些影响。例如，通过先进的材料科学，与使用空气冷却进行热管理的技术相比，陶氏提供的技术可增强热管理并降低数据中心的能耗，从而有助于抑制温室气体 (GHG) 排放。

这些努力体现了有针对性的创新如何解决人工智能对环境的影响，为负责任和可持续的数字交通铺平道路信息。

什么是人工智能生态系统？

参与人工智能开发和使用的技术、数据中心、基础设施、组织和流程的互连全球网络越来越多地被称为人工智能生态系统。 

要点

人工智能和机器学习正在改变行业，但它们的快速扩张正在对环境产生巨大影响，而且影响范围还在不断扩大。 数据中心能耗的主要部分（高达 40%）专用于冷却系统。高效的热管理对于减少温室气体排放和运营成本至关重要。 组织正在采用可持续的人工智能实践，例如设计节能网络、使用可再生能源以及将回收材料融入硬件中。 公司还在探索先进的核技术，这是一种清洁、可靠且近乎净零排放的能源，以帮助满足日益增长的能源需求。 陶氏的先进材料——像那里一样消费设备的管理解决方案、冷却系统的数据中心解决方案以及电信基础设施的有机硅粘合剂、密封剂和界面材料——在实现可持续的人工智能生态系统方面发挥着至关重要的作用。

人工智能对环境有哪些影响？

人工智能对环境的影响贯穿人工智能系统的整个生命周期，涵盖能源、水的消耗以及废物产生等方面。

为人工智能运行提供动力的数据中心消耗大量电力。到 2026 年，它们的全球用电量预计将接近 1,050 太瓦时。从长远来看，如果数据中心是一个国家，它们将成为全球第五大能源消耗国，低于俄罗斯，但高于日本。1如果能源主要来自化石燃料，这种能源需求可能会导致更高的温室气体排放。

除了能源之外，人工智能系统还消耗水，主要是为了冷却数据中心的运行口粮。预计到 2027 年，数据中心的全球综合年用水量将达到 4.2 至 66 亿立方米。2 根据伦敦市目前的消耗量，整个伦敦市需要 4 年多的时间才能使用这么多的水。3

当设备和组件过时并被替换以运行更复杂的人工智能模型时，技术进步的快速发展也会产生更多的电子废物。到 2030 年，用于训练生成人工智能模型和运行人工智能应用程序的硬件和其他设备可能会产生多达 500 万吨电子垃圾。4

应对这些挑战对于确保人工智能的好处不会因不可持续的做法而受到损害至关重要，从而引导行业领导者和政策制定者采取可持续的方法。

人工智能和能源消耗 训练和运行先进的人工智能系统需要大量电力。 值得注意的是，仅冷却系统就占总功耗的 40%人工智能数据中心5，特别是在高密度服务器环境中。这可以与现有的能源需求竞争。解决这些问题涉及提高算法效率、使用可再生或清洁能源以及开发更节能的硬件解决方案。 人工智能和用水需求人工智能系统消耗大量水资源，主要用于冷却数据中心和为大规模计算所需的基础设施提供动力的能源发电设施。随着人工智能应用的增加，管理和减少水足迹对于可持续发展至关重要。 人工智能和土地使用对人工智能集成的需求不断增长，对数据中心基础设施的需求也随之增加，这可能导致以前未开发地区的土地转换、栖息地破坏和更高的资源消耗。 人工智能和气候变化人工智能有潜力通过提高能源效率、预测天气模式和优化气候行动来积极影响气候行动。优化资源利用。然而，支持人工智能系统的能源需求增加可能会增加全球温室气体排放，凸显了可持续人工智能发展的必要性。

探索可持续人工智能

随着对先进数字解决方案的需求随着潜在环境影响的增长而增长，人工智能和可持续发展日益交织在一起。

广泛的人工智能模型所需的巨大计算能力推动了为计算和冷却设备供电的巨大能源需求，如果不负责任地管理，这反过来会给电网带来压力，并导致温室气体排放。半导体和高性能处理器等关键部件的采购和制造依赖于资源密集型采矿和加工作业，从而引发了栖息地破坏、用水和其他环境影响等问题。

随着技术趋势的不断发展，解决人工智能系统的整个生命周期至关重要m 设计和材料到系统部署和报废管理。

“我们的客户明白，实现长期弹性和增强可持续性需要在材料层面进行创新。这就是为什么他们与我们合作开发和实施能够满足人工智能和其他先进技术需求的创新解决方案。”

– Brendy Lange，高性能材料与涂料总裁

通过材料科学和负责任的资源战略增强人工智能创新的可持续性对于实现人工智能与全球环境和可持续发展实践相一致的未来至关重要。

实际应用中的人工智能生态系统解决方案

创新材料在实现人工智能网络和基础设施的可持续发展方面发挥着关键作用，特别是在下一代智能连接得到更广泛采用的情况下。

例如，陶氏先进的热管理材料有助于确保高性能计算系统可以高效工作，优化密集电子元件的散热，从而减少能源浪费和过热风险。有机硅粘合剂和密封剂可提供强大的防潮、防尘和机械应力保护，从而进一步提高系统可靠性，从而延长设备的使用寿命并最大限度地减少维护需求。

液体硅橡胶用于改进边缘设备和数据中心设备中的关键部件。他们以 O 形圈和垫圈的形式为数据中心提供密封解决方案，因为它们兼具热性能和各种流体中的低体积变化。在紧凑的高性能应用中，液体硅橡胶通过热稳定性、电绝缘性以及通过精密成型应用的能力，实现了电子产品的灵活性和小型化。

创新以下领域的变化共同帮助人工智能驱动的网络满足对更快、更安全的智能连接解决方案的需求，同时减轻这些努力对环境的影响。

消费类设备

智能手机、无人机和可穿戴技术等现代消费设备越来越依赖先进材料来提供更高的性能和可靠性。

陶氏的创新有助于增强这些紧凑型电子产品的热管理，确保高效散热并防止设备过热，这对于支持人工智能驱动的高要求应用至关重要。使用轻质、耐用的有机硅和粘合剂有助于延长消费设备的生命周期，减少维修和更换的频率，并有助于避免电子废物。

通过将可回收或可生物降解的材料集成到设备组件中，制造商可以更好地解决问题与报废处置相关的环境问题。 DOWSIL™ TC-3015 可重加工导热凝胶是一种屡获殊荣的导热凝胶，专为智能手机和高级驾驶辅助系统 (ADAS) 等电子应用中的散热而配制。它是陶氏 Circulibrium™ 材料组合的一部分，可实现可重复使用、可修复或可回收的消费和工业产品及工艺。

此类材料有助于开发更智能、更持久的消费技术，从而满足用户的性能期望和不断发展的可持续发展标准。

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云和数据中心

过多的热量会损害系统可靠性、降低能源效率并加速硬件退化，从而增加数字基础设施的运营成本和温室气体排放。

我们的冷却解决方案组合通过提供尖端的热界面材料和传热流体。陶氏的专用有机硅粘合剂和创新密封剂均旨在优化敏感元件的传热，并实现稳定的高性能运行。 DOWFROST™ LC 25 传热流体是一种基于丙二醇的流体，支持直接芯片 (D2C) 液体冷却，具有高效散热、卓越的防腐蚀保护和生物静态特性，调试后只需极少的维护。基于硅的 DOWSIL™ 浸入式冷却液有助于降低功耗、延长设备使用寿命，并通过实现节能冷却来支持可持续数据中心运营。 DOWSIL™ 热界面材料旨在满足高性能计算环境的需求，为各种应用提供持久、可靠的冷却。

将这些先进材料集成到数据中心冷却系统中可以降低能耗，同时节省能源延长设备的使用寿命，从而符合更广泛的可持续发展和资源效率目标。

部署陶氏解决方案使数据中心运营商能够可持续地管理现代人工智能工作负载不断增长的能源需求，并支持向节能和弹性数据中心运营的过渡。

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电信基础设施

电信设备在严苛的环境中运行，温度波动、潮湿、灰尘和机械应力是常见的情况。高性能、耐用的材料对于确保不间断连接和长期系统可靠性至关重要。

我们的先进材料产品组合包括坚固的有机硅粘合剂、密封剂和保护剂，专门设计用于保护敏感电子元件免受户外和远程安装的严酷考验。这些解决方案提供卓越的热能l 管理和电气绝缘性能，有助于防止可能破坏关键通信基础设施的过热和电气故障。

陶氏电线电缆创新为光纤电缆护套、保护导管和低压至高压电缆系统提供高性能材料，在数据中心供电和连接方面发挥着关键作用。这些解决方案（例如 AXELERON™ 电信电缆化合物和用于电缆系统的 ENDURANCE™ 化合物）通过绝缘光缆部署和耐用的电缆系统支持可靠的数据和电力传输。结合交联聚乙烯和 REVOLOOP™ 再生塑料树脂等圆形化合物可以帮助数据中心实现性能、安全和可持续发展目标。

通过将这些创新材料集成到电信硬件中，制造商和网络运营商可以延长其系统的使用寿命，同时最大限度地减少维护e 要求和计划外停机。这些进步有助于增强可持续性的电信生态系统，支持全球对弹性、高容量网络的需求，从而实现下一代智能连接和人工智能驱动的应用程序。

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可持续人工智能实践的更多示例

随着组织寻求解决环境影响，同时利用人工智能创新来应对世界上最大的挑战，可持续人工智能实践日益兴起。

一个值得注意的例子涉及节能网络的设计，它使用优化的算法和硬件来显着降低能耗。此外，公司正在采用风能和太阳能等可再生能源来可持续运行其数据中心，并减少与大量计算工作负载的能源需求相关的温室气体排放。部分企业还成立了在为人工智能提供动力的硬件组装中使用回收材料，支持循环经济举措并促进负责任的资源使用。

生命周期分析和透明的供应链监控已成为识别和减轻环境影响的不可或缺的战略，确保可持续人工智能能够在各行业蓬勃发展。

这些方法共同强调了将最佳环境实践融入人工智能开发、培育更具弹性和道德的技术未来的重要性。

利用核电满足人工智能能源需求

大型科技公司正在投资先进的小型模块化核反应堆，为其不断增长的数据中心运营提供动力。6

在仅靠太阳能和风能等可再生能源可能无法满足的地区，这些科技巨头正在转向核能，以满足人工智能驱动的不断增长的电力需求。小型模块化反应堆使我能够获得清洁可靠的能源温室气体排放量几乎为零。

陶氏化学公司也参与了类似的努力，可能部署先进的核技术，为美国墨西哥湾沿岸的 Seadrift Operations 制造基地提供工业蒸汽和电力。我们与先进小型模块化核反应堆和燃料技术的领先开发商 X-energy 合作，目标是在该技术全面投入运行后减少该工厂的温室气体排放。

推进可持续的人工智能创新

将可持续实践融入不断发展的人工智能生态系统对于确保技术进步的长久性和道德影响至关重要。各组织正在采取重要措施，例如创建节能网络、使用可再生或清洁能源以及采用创新材料，以尽量减少对环境的影响并促进负责任的资源使用。

随着人工智能在各个领域变得越来越普遍——从消费电子产品到电信基础设施和云计算提出——可持续战略的需求至关重要。通过使用先进的材料和周到的设计，公司不仅可以提高人工智能驱动系统的性能和可靠性，还可以为可持续的技术未来做出贡献。

这些努力凸显了可持续发展在人工智能发展中的重要作用，为满足地球需求和快速数字化世界的需求的创新铺平了道路。

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关于陶氏陶氏公司（纽约证券交易所股票代码：DOW）是世界领先的材料科学公司之一，为包装、基础设施、移动和消费应用等高增长市场的客户提供服务。我们的全球广度、资产整合和规模、专注的创新、领先的业务地位以及对可持续发展的承诺使我们能够实现盈利增长并帮助实现可持续的未来。我们在 30 个国家/地区设有生产基地，拥有约 36,000 名员工。陶氏交付2024 年销售额约为 430 亿美元。提及陶氏化学或公司指的是陶氏化学公司及其子公司。请访问 www.dow.com，详细了解我们以及我们成为全球最具创新性、以客户为中心、包容性和可持续发展的材料科学公司的雄心。

关于文章

本案例研究由代表陶氏化学公司可持续发展、材料和市场专业知识的跨学科团队开发。要详细了解我们通过科学与协作实现的创新产品和技术的广度，请访问 Dow.com。

来源

Zewe, A.（2025 年，1 月 17 日）。解释：生成式人工智能对环境的影响。麻省理工学院新闻。 古普塔，J.（2024 年 5 月）。人工智能的过度用水可能会淹没其对环境的贡献。联合国可持续发展目标。 水资源。 （2025）。大伦敦管理局。 Crownhart, C.（2024 年，10 月 28 日）。人工智能将加剧电子垃圾问题。我们可以采取以下措施。心肌梗死T 技术评论。 Offutt, M. C. 和 Zhu, L.（2025 年，8 月 26 日）。数据中心及其能源消耗：常见问题解答。国会图书馆。 St. John, A. 和 McDermott, J.（2024 年，10 月 16 日）。亚马逊和谷歌进行核投资，利用清洁能源为数据中心供电。美联社。 人工智能 陶氏化学 环境 纽约证券交易所：道琼斯指数 可持续性