【サプライチェーン解剖】AIデータセンターの排熱と水のボトルネックはどこ？——「冷やす」より難しい「捨てる」の供給構造。電気を減らすと、水が増える

いきなり核心から入ります。AIデータセンターの熱を最後に受け取るのは、冷却塔でもチラーでもなく、空気か、水です。そして最も細い結び目は、装置をつくる会社ではなく、「水を取ってよい」という許可でした。許可は買えません。

前回の液冷の解剖では、チップから熱を運び出す経路を6階層に分け、最も細い場所を配管の継手と判定しました。施設側の排熱設備には「チラー、冷却塔、ドライクーラー。最終的に外気へ熱を捨てる」と一行しか書いていません。今回はその一行を5つの層に分解します。

数字を先に一つ。1kWhの熱をすべて蒸発で捨てると、水が約1.5リットル空に消えます（蒸発潜熱から筆者が計算した値。後述）。1MWの熱なら1日に約35トン、家庭の浴槽175杯分です。

一方で、日本では2026年4月にデータセンターのPUE規制が始まりました。2029年度以降の新設は、稼働2年後の翌年度からPUEを1.3以下にしなければなりません。PUEは電気の指標であって、水の指標ではありません。

このチェーンが止まると何が起きるか。2024年2月、チリの環境裁判所はGoogleのデータセンター建設許可を一部取り消し、同社は冷却を水冷から空冷へ設計変更しました。熱を捨てる先が決まらないと、建物は建ちません。

装置、水を取る、水を調える、水を戻す、熱を売る。この5層を順に解剖します。

データセンターの排熱とは——「冷やす」と「捨てる」は別の仕事

冷やすとは、チップの温度を下げること。捨てるとは、その熱を建物の外へ出すことです。液冷が普及して「冷やす」は解決に向かっていますが、熱は消えていません。チップから奪った熱は、冷却液と施設水を経て、最後に建物の外へ出ていきます。

出口は物理的に2つしかありません。空気に渡すか、水を蒸発させるか、です。

空気に渡す方法（ドライクーラー＝巨大なラジエーター）は、外気より熱い水しか冷やせません。日本の夏の外気は35℃に達しますから、そのままでは30℃台前半の水がつくれず、圧縮機を回すチラーが要ります。チラーは電気を食い、PUEを押し上げます。

水を蒸発させる方法（冷却塔）は、外気の湿球温度（濡れた温度計が示す温度で、気温より数℃から10℃ほど低い）の近くまで水を冷やせます。だから冷却塔は電気が少なくて済む。その代わり、水が減ります。

装置設計の現場感覚で言えば、これは「エネルギーの持ち替え」です。電気で熱を運ぶか、水の蒸発で熱を運ぶか、どちらかを減らせばもう一方が増える。PUE規制は、この持ち替えの片側だけに目盛りを付けました。

全体像——「捨てる」の供給網を5つに分解する

排熱の経路を5つの層に分けます。ボトルネック度は★1〜5、多いほど細い場所です。

・第1層：熱を空気に渡す装置（冷却塔・ドライクーラー・チラー）……★★★
・第2層：水を取る（補給水の確保・取水許可・地域の合意）……★★★★★
・第3層：水を調える（水処理薬品・自動薬注・常駐サービス）……★★★★
・第4層：水を戻す（ブロー水の排水・規制・再生水）……★★★
・第5層：熱を売る（排熱の地域熱供給・農業利用）……★★

この5層を貫く逆説を先に述べます。装置は世界中の大手がつくれる。しかし水は、その土地にしかない。

前回は最も細い場所（継手）をつくる会社が非上場でした。今回は、最も細い場所がそもそも会社ではありません。

階層別の解剖

第1層：熱を空気に渡す装置——冷却塔・ドライクーラー・チラー

役割と技術：冷却塔は、温かい水を上から散らし、充填材（フィル）という樹脂の板の上で薄く広げ、下から吸い上げた空気に触れさせて一部を蒸発させる装置です。蒸発した分だけ残りの水が冷えます。上部のファンが空気を引き、飛散防止板（エリミネータ）が水滴の飛び出しを抑え、底の水槽に冷えた水が溜まります。

主要プレーヤー：冷却塔の世界大手は、米国のBaltimore Aircoil（Amsted傘下、非上場）、EVAPCO（非上場）、SPX Technologies（Marleyブランド、上場）の3社が中心です。SPXの空調セグメントは2025年通期で売上15.2億ドル、2026年第1四半期の受注残は前年比38%増で、データセンター向け売上は2026年に約50%増える見込みです。チラーは米Johnson Controls（York）、Trane、Carrier、ダイキン工業（6367）など空調大手の領域で、Yorkは2026年2月に45℃の温水で運用できるチラーを発表し、「サイトのチラー台数を最大で半減できる」としています。

Vertiv（VRT）は2025年通期売上102億ドル、受注残150億ドルと、この層で最も見えやすい会社です。日本の冷却塔メーカー（空研工業、荏原冷熱システム、神鋼環境ソリューションなど）に、単独で上場している専業は事実上ありません。

代替困難性：つくれる会社は世界に十数社あります。各社が揃って受注残の急増を開示しているのは、需要が強い証拠であって、供給が一社に依存している証拠ではありません。

ボトルネック度：★★★——市場は大きく伸びていますが、伸びる市場には大手が集まります。金額の大きさで★は上げません。

第2層：水を取る——許可は資本で増やせない

役割と技術：冷却塔で蒸発した水は、上水道、工業用水道、井戸、再生水のどれかから補給しなければなりません。ここで第1層の装置と、土地の事情がぶつかります。

数字で見ます。水の蒸発潜熱は1kgあたり約2,430kJ、1kWhは3,600kJですから、1kWhの熱をすべて蒸発で捨てると水が約1.5リットル失われます。循環する水は少しずつ濃くなるので、濃くなりすぎた分を捨てて（ブロー）補給します。空調で一般的な濃縮倍率3倍なら、補給水は蒸発の1.5倍、1kWhあたり約2.2リットルです。

これは物理の上限で、外気が冷たい季節は蒸発なしで熱を捨てられるため、実際はもっと少なくできます。Microsoftが公表する自社データセンターの水使用効率（WUE）は、2025年度でIT電力1kWhあたり0.27リットル。逆に言えば、蒸発に頼る時間が長い立地ほど、この数字は上限に近づきます。

主要プレーヤー：この層に「会社」はいません。いるのは水道事業者、河川や地下水の管理者、地域の住民です。

・チリ：2024年2月、環境裁判所がGoogleの許可を一部取り消し。同社は水冷から空冷へ設計変更
・ウルグアイ：Googleの計画で冷却塔が1日760万リットルの飲料水を必要とすると報じられ、干ばつ下で反発
・米国アリゾナ州：ツーソン近郊の36億ドル計画が、水と電力への懸念から市議会で否決されたと報道
・英国：2023年にロンドンの水道事業者がデータセンター向けの水利用制限を検討すると表明

代替困難性：水がない土地に水は運べず、許可を出さない自治体に金は効きません。Microsoftは2024年8月以降の新設計をすべて「蒸発ゼロ」に切り替え、「PUEは若干上がる」と認めたうえで進めています。世界最大級の買い手が電気を余計に使ってでも水を手放した——筆者はこれを、水が結び目である何よりの証拠と読みます。

日本については、筆者の調べた範囲で水が争点になったデータセンター計画は確認できていません。ただし日本の規制はPUEだけを見ています。新設のPUE1.3以下を蒸発冷却で達成する設計が増えれば、日本でもこの層が動き出す可能性があります。

ボトルネック度：★★★★★——本チェーンで最も細い場所。ただし、投資対象としては買えない結び目です。

第3層：水を調える——薬品と常駐サービスの「数量連動」

役割と技術：冷却塔の水は、外気に触れ、濃縮され、温かい。つまりスケール（水あか）、腐食、微生物が同時に育つ条件が揃っています。放置すれば効率低下、漏水、レジオネラ菌のリスクになり、日本では厚生労働省の通知で冷却塔の維持管理が義務づけられています。

これを防ぐのが水処理薬品と、注入量を自動で調整する装置、そして現場を回る常駐の技術者です。装置設計の現場感覚で言えば、薬品の仕事は「濃縮倍率を上げても壊れないようにすること」。濃縮倍率を3倍から4倍に上げれば補給水は1割減りますが、水あかと腐食のリスクは上がる。第2層で水が細くなるほど、第3層の仕事は増えます。

主要プレーヤー：世界では米Ecolab（Nalco Waterブランド）、仏Veolia、米Solenis（非上場）、米ChemTreat（Veralto傘下）。日本では栗田工業（6370）とオルガノ（6368）です。

・Ecolab（ECL）：データセンターと半導体向けの「Global High-Tech」事業が2026年第2四半期に有機成長29%。2026年7月に液冷装置のCoolIT Systemsを約47.5億ドルで買収し、同事業を2026年の年換算約15億ドルから2030年に40億ドルへ伸ばす目標です
・栗田工業（6370）：東南アジア法人がデータセンター専用の水処理ソリューションを展開し、冷却水の薬品濃度を自動で測って制御する装置を持ちます。2026年1月には業界紙が「AIデータセンターに冷却水用水処理薬品」と報道。2027年3月期第1四半期の受注は前年比77%増、電子分野は192%増です
・オルガノ（6368）：冷却水薬品の製品群に「データセンター冷却システム用クーラント」を持ち、決算短信で「データセンター向け投資の本格化」を需要の背景に挙げています。2027年3月期第1四半期の受注は前年比85%増

代替困難性：薬品そのものは複数社がつくれます。しかし配合は現場の水質ごとに違い、注入装置と監視の仕組みは一度入れると簡単には替えられません。何より、この層の売上は循環水量と補給水量に比例する数量連動で、栗田工業の2027年3月期第1四半期の売上のうち装置を除く薬品・継続契約型サービス・メンテナンスの合計は約72%です（決算短信の製品別内訳から筆者が計算）。データセンターが一棟も新設されなくても、稼働している限り水は流れ、薬品は減ります。

ここで注意が要ります。栗田もオルガノも、いま受注を押し上げているのは半導体工場向けの超純水装置であって、データセンターの冷却水ではなく、その切り出し開示もありません。この層は数量連動の型としては最も筋がよいのですが、いま株価を動かしているのは別の理由です。

ボトルネック度：★★★★——担い手は世界で数社、日本で2社。現場知識の壁があり数量連動ですが、薬品自体は代替可能で★5には届きません。

第4層：水を戻す——ブロー水と再生水

役割と技術：濃縮した冷却水を捨てるとき、そこには薬品と塩類が含まれます。日本では、事業場が水質汚濁防止法の特定事業場に当たるかで排水基準の適用が変わり、自治体が上乗せ基準を課すこともあります。

再生水はこの層の解決策の一つで、下水処理水を補給水に使えば第2層の負担が減りますが、水質が不安定なぶん第3層の薬品が増えます。水の問題は、どの層で解いても隣の層に仕事が移ります。

ボトルネック度：★★★——規制は地域で異なり時間はかかりますが、担い手は複数います。

第5層：熱を売る——捨てる先を変える

役割と技術：ストックホルムでは地域熱供給会社が30以上のデータセンター（16事業者）から排熱を買い取り、年間3万戸超の暖房に使っています。市の熱供給の3.5%を占め、データセンター側は1MWあたり年間約17万ユーロを受け取る契約です。

日本では北海道美唄市のデータセンターが33℃の排熱でウナギの稚魚を育てる例がありますが、排熱を地域に「売る」仕組みは筆者の調べた範囲で確認できていません。

代替困難性：障害は技術ではなく需要側にあります。排熱は30〜40℃と低温で、暖房に使うには昇温が要り、熱は電気のように遠くへ送れないので、使う相手が近くにいなければ成り立ちません。

ボトルネック度：★★——供給網の結び目というより、あれば得をする「出口」です。

最も細い結び目の判定

5層を並べると、★5は第2層の「水を取る」だけです。理由は3つあります。

第一に、代替手段がないこと。装置は別の会社から買え、薬品は別の配合に替えられますが、水は別の土地から運べません。乾式に切り替えれば水は減りますが電気が増え、日本では2029年度以降の新設にPUE1.3の上限がかかります。

第二に、最大の買い手が退いていること。Microsoftは1施設あたり年間1.25億リットル以上の水を回避するためにPUEの悪化を受け入れ、Googleはチリで空冷に設計を変えました。世界で最も資金力のある事業者が、金で解けない場所から手を引いている。これが結び目の細さの証明です。

第三に、規制が片側しか見ていないこと。日本の措置で公表が義務になったのは電気使用量・PUE・エネルギー消費原単位で、水の指標はありません。電気を減らす設計は蒸発に寄り、規制が水の需要をつくる構造になっています。

一次受益者と二次受益者を分けます。

・最も細い場所（第2層）：会社ではなく許可と土地。投資手段はありません
・一次受益者：第2層の細さを技術で薄める側——水を減らす薬品と常駐サービス（第3層）、水を使わない装置（第1層のドライクーラー・高温水対応チラー・閉ループ設計）
・二次受益者：熱を運ぶ側の部材——熱交換器、継手、ポンプ、そして排熱を受け取る熱供給事業者

時間軸：日本の新設基準は2029年度以降に適用され、遵守の確認は2032年度からです。海外の水をめぐる対立はすでに現在進行形です。この結び目は、少なくとも新設のPUE基準が効き始める2030年前後まで、細くなる方向にしか動かないと筆者は見ています。

受益銘柄マップ——水を使わない側と、水を減らす側

先に正直に書きます。最も細い場所である「水を取る許可」を買う手段はありません。あるのは、その周りで水を減らす側と、水を使わない側です。

・買えない結び目：水道事業者、自治体、河川・地下水の管理者（冷却塔専業の大手も非上場）
・水を減らす側（第3層、数量連動）：Ecolab（ECL）、栗田工業（6370）、オルガノ（6368）、Veralto（VLTO、ChemTreatの親会社）
・水を使わない側（第1層、設備投資連動）：SPX Technologies（SPXC）＝2026年4月に乾式と蒸発を組み合わせた冷却器を発表、Vertiv（VRT）、Johnson Controls（JCI）、ダイキン工業（6367）
・熱を運ぶ側（二次受益者）：日阪製作所（6247）＝熱交換器、日東工器（6151）＝継手、荏原製作所（6361）＝ポンプとチラー

数値のスナップショットは4社に限ります（日本株は2026年9月17日9時過ぎの取引時間中の値、米国株は9月16日の終値。各種証券会社・情報サービスに共通の一般的な市場データ）。

・栗田工業（6370）：株価7,590円、時価総額約8,800億円、予想PER約16倍、PBR約2.5倍。位置づけ：2027年3月期の会社予想は最終利益が前期比3.2倍で、受注は半導体工場向けが牽引。データセンター向けの寄与は開示上は見えません
・オルガノ（6368）：株価12,035円、時価総額約5,600億円、予想PER約18倍、PBR約3.9倍。位置づけ：営業利益率21%で5期連続の最高益。受注残1,651億円を積んだのは半導体関連の大型案件で、冷却水薬品の寄与は小さい
・Ecolab（ECL）：株価274ドル、時価総額約770億ドル、予想PER約32倍、PBR約7.6倍。位置づけ：High-Tech事業が全社の成長エンジンで、CoolIT買収で装置側にも踏み込んだ。薬品会社が「運ぶ」側に出た点は、第3層と第1層の境界が溶けている証拠
・SPX Technologies（SPXC）：株価179ドル、時価総額約90億ドル、予想PER約20倍、PBR約3.8倍。位置づけ：冷却塔大手3社で唯一の上場企業。設備投資連動で、新設が止まれば受注も止まる

つまり、「水を取る」結び目に純度の高い投資手段はなく、あるのは水を減らす側（数量連動だが、いまはデータセンター以外で稼いでいる）と、水を使わない側（データセンター向けが伸びているが、設備投資連動）です。「顧客が新しい設備を一台も買わなくなったら売上はどうなるか」で仕分けられます。個別の詳細分析は【ボトルネック銘柄】に委ねます。

リスクと留意点——この解剖が無効になる条件

・チップ側が熱くなる：45℃前後の温水運用がAIサーバーで標準になれば、日本の夏でも乾式で捨てられる時間が増え、冷却塔と水の需要は減ります。この地図を最も早く書き換えるのは、水処理でも冷却塔でもなく、チップの耐熱温度です
・閉ループの普及：Microsoftの蒸発ゼロ設計が業界標準になれば、第2層と第3層の細さは薄れ、第1層のドライクーラーとチラーに需要が移ります
・水の規制が電気の規制に追いつく：日本がWUEの公表や取水制限を導入すれば、第2層の細さは見える化され、水を減らす側の需要が増えます。方向は逆ですが、地図の書き換えです
・需要の反転：AI投資が減速すれば第1層の受注残は消えます。第3層は稼働中の施設がある限り続きます
・半導体依存の見落とし：栗田工業とオルガノの決算を動かしているのは半導体工場の投資です。データセンターの水と混同するのが、このテーマで最も起きやすい誤りだと筆者は考えます

まとめ

AIデータセンターの排熱と水の供給構造で最も細い場所は、装置でも薬品でもなく、その土地で水を取ってよいという許可でした。電気を減らせば水が増え、水を減らせば電気が増える。日本の規制はいま電気側だけに目盛りを付けており、その分だけ水の側が細くなります。

投資手段は、細い場所そのものにはありません。あるのは水を減らす側（数量連動）と、水を使わない側（設備投資連動）です。同じ「冷却関連」でも、稼ぎ方はまったく違います。

今後の観察ポイントを挙げます。

・日本の新設データセンターで、蒸発式冷却塔と乾式のどちらが選ばれているか（PUE1.3への対応設計）
・国内で水利用が争点になる計画が出るか、WUEの公表義務化の議論が始まるか
・栗田工業・オルガノの決算で、データセンター向け冷却水の売上が分けて開示されるか
・AIサーバーの許容水温（ASHRAE W区分）が45℃側へ動くか。動けば冷却塔の需要は減り、乾式へ移る

あなたの見ている供給網にも、「装置は買えるのに、許可が下りない」場所はないでしょうか。政府が数値目標を置いた指標の、隣の指標を見てみてください。

次回の銘柄記事では、この水を「止められる側」——補給水を減らし、冷却水の質を保つ薬品と常駐サービスの会社を1社取り上げます。数量連動で稼ぐ会社が、データセンターの水をどこまで売上にできているかを決算の内訳から数えます。

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あわせて読みたい3本

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出典

・資源エネルギー庁「省エネ・非化石転換法に基づくデータセンター業に係る措置」概要資料およびガイドライン（2026年4月）、同特設ページ
・Microsoft「Sustainable by design: Next-generation datacenters consume zero water for cooling」（2024年12月9日）、Microsoft Datacenters「Measuring energy and water efficiency」（WUE FY2025）
・Ecolab プレスリリース（CoolIT Systems買収の発表 2026年3月20日・完了 2026年7月2日、2026年第2四半期決算 2026年7月28日）、Nalco Water「Data Center Cooling System Management」
・栗田工業「2027年3月期 第1四半期決算短信」（2026年8月6日）、中期経営計画PSV-27、社長メッセージ、Kurita Southeast Asia「Data Center」ページ
・オルガノ「2027年3月期 第1四半期決算短信」（2026年8月3日）、トップメッセージ、製品サイト「冷却水・ボイラ用薬品」
・荏原製作所「2026年12月期 第2四半期決算説明会資料」（2026年8月14日）
・SPX Technologies「Fourth Quarter and Full-Year 2025 Results」（2026年2月24日）、Vertiv「Fourth Quarter 2025 Results」（2026年2月11日）
・厚生労働省「建築物における冷却塔等の衛生確保について」（衛企第113号）
・Eurelectric「Stockholm Exergi: Data Parks」（2026年6月）、業界メディア報道（チリ環境裁判所の判断、ウルグアイの取水量、英国の水利用制限検討、Johnson Controlsの45℃対応チラー）、Al Jazeera（アリゾナ州の反対運動、2026年6月）
・当アカウント既存記事「【サプライチェーン解剖】液冷のボトルネックはどこ？」「【ボトルネック銘柄】日阪製作所（6247）」「【ボトルネック銘柄】日東工器（6151）」
・「1kWhあたり約1.5リットル」「1MWで1日約35トン」「濃縮倍率3倍で補給水は蒸発の1.5倍」は、水の蒸発潜熱（約2,430kJ/kg）と一般的な冷却塔の水収支式から筆者が計算した値です

※記事中の株価・PER・PBR・時価総額等は、2026年9月17日時点（米国株は9月16日終値）で各種証券会社・情報サービスに共通して掲載されている一般的な市場データに基づきます。

免責事項：本記事は筆者個人の分析と意見であり、特定の金融商品の売買を推奨するものではありません。記載の数値は2026年9月17日時点の公開情報に基づき、将来の業績や株価を保証するものではありません。

記事で取り上げた銘柄を筆者が保有している場合があります。保有の有無によって内容は変えません。複数の銘柄に言及しているため、個別銘柄の最新数値は必ずご確認ください。投資判断はご自身の責任で行ってください。