データセンターの電力消費はなぜ多い？AI普及で増える理由と省エネ対策をわかりやすく解説

生成AIやクラウドサービスの普及によって、私たちが日常的に扱うデータ量は急速に増えています。その裏側を支えているのが、データセンターです。

一方で、データセンターについて調べていると、気になるのが「どれほど電力を使うのか」という点ではないでしょうか。

データセンターでは、サーバーやネットワーク機器を24時間365日稼働させるだけでなく、それらを冷却する空調設備やUPS（無停電電源装置）、変圧器などにも電力が必要です。そのため、一般的なオフィスや店舗と比べても、非常に多くの電力を消費します。

IEA（国際エネルギー機関）は、世界のデータセンターによる電力消費量が2025年の約485TWhから、2030年には約950TWhまで増えると予測しています。背景にあるのが、生成AIをはじめとしたデジタルサービスの拡大です。

日本でも、データセンターや半導体工場の新増設によって、今後の電力需要が増加すると見込まれています。

では、なぜデータセンターではこれほど多くの電気が必要なのでしょうか。

この記事では、データセンターの電力消費が大きくなる理由から、今後の電力需要、PUEの考え方、具体的な省エネ対策まで順番に解説します。

設備管理や省エネを担当している方は、自社施設の電力使用を見直す際の参考にしてください。

データセンターはなぜ大量の電力を消費するのか

データセンターとは、サーバーやストレージ、ネットワーク機器などを設置し、大量のデータを保存・処理・通信する施設です。

一般的なオフィスと大きく異なるのは、設備を簡単に止められないことです。

企業のシステムやWebサービス、クラウドサービスは昼夜を問わず利用されます。そのため、多くのデータセンターでは24時間365日、設備を連続して稼働させています。

電力を使う設備はサーバーだけではありません。冷却設備や電源設備も必要になるため、施設全体で見ると非常に大きな電力需要になります。

サーバーなどのIT機器が24時間稼働する

データセンターの電力消費の中心になるのが、サーバーやストレージ、ネットワーク機器などのIT設備です。

これらの設備は、サービスを提供し続けるために基本的に常時稼働しています。

特に近年は、生成AIの普及によってGPUを大量に搭載した高性能サーバーが増えています。

AIの学習や推論では膨大な計算処理が必要になるため、従来型のサーバーと比べて消費電力が大きくなる傾向があります。

ここで注意したいのが、サーバーの「台数」だけでは電力使用の実態を判断できないことです。

同じラック1台でも、搭載する機器によって必要な電力は大きく変わります。そのため近年では、サーバー台数だけではなく「ラック1台あたり何kWを消費するか」という電力密度を見ることも重要になっています。

AI向けサーバーの増加によって、この電力密度は今後さらに高くなっていくと考えられます。

サーバーを冷却するためにも大量の電力が必要

サーバーが電力を消費すると、そのエネルギーの多くは最終的に熱へ変わります。

発生した熱をそのままにしておくと、機器内部の温度が上がり、処理性能の低下や故障につながるおそれがあります。

そのためデータセンターでは、サーバールーム用の空調機だけでなく、チラー、冷却塔、ポンプ、ファンなど、さまざまな設備を使って冷却を行っています。

ここでありがちなのが、「サーバーは冷やせば冷やすほど安心」と考えてしまうことです。

しかし、必要以上に低い温度設定で運転すると、そのぶん空調設備の消費電力も増えてしまいます。

省エネを考えるなら、単純に設定温度を下げるのではなく、IT機器が問題なく稼働できる範囲を確認したうえで、適切な温度を維持することが大切です。

実際に設備のエネルギー使用を分析するときも、空調機の設定温度だけを見ても十分ではありません。

ラックの吸込温度や排気温度、室内の温度分布まで確認すると、「必要以上に冷やしている場所」や「冷気がうまく届いていない場所」が見えてくることがあります。

UPSや変圧器などでも電力損失が発生する

データセンターには、高い信頼性が求められます。

万が一停電が起きてもシステムを止めないために、UPSや非常用発電設備などを設置している施設も少なくありません。

そのため、電力会社から受電した電気がそのまま100％サーバーに使われるわけではありません。

電力が変圧器やUPS、配電設備などを通る過程で、少しずつ電力損失が発生します。

数％の損失であれば、それほど大きな問題には見えないかもしれません。

しかし、データセンターは大容量の電力を一年中使い続ける施設です。

設備単体では小さな効率差でも、年間の電力量に換算すると大きな差になることがあります。

UPSや変圧器を選ぶ際は、初期費用だけを見るのではなく、実際の運転条件でどの程度の効率になるかまで確認しておくことが重要です。

データセンターの電力消費は今後さらに増える

データセンターの電力消費が注目されているのは、現在の使用量が大きいからだけではありません。

今後さらに増える可能性が高いことも、大きな理由です。

世界では2030年に約950TWhまで増加する見通し

IEAの予測では、世界のデータセンターによる電力消費量は、2025年の約485TWhから2030年には約950TWhまで増加するとされています。

わずか5年ほどで、およそ2倍になる計算です。

背景には、生成AI、クラウドサービス、動画配信、IoTなどの普及があります。

なかでも大きな影響を与えているのがAIです。

生成AIはモデルを学習するときだけでなく、利用者がチャットや画像生成などのサービスを使うたびに計算処理を行います。

利用者が増えれば、それを処理するための計算能力も必要です。

その結果、サーバーの高性能化やデータセンターの新設・増設が進み、電力需要も増えていきます。

ただし、こうした将来予測はあくまで現時点での見通しです。

AIの普及速度や半導体の省エネ性能、冷却技術の進化などによって、実際の電力消費量が変わる可能性があります。

「2030年には必ずこの電力量になる」と考えるのではなく、電力需要が大きく伸びる可能性を示す数字として捉えるのがよいでしょう。

日本でもデータセンターが電力需要増加の要因に

日本ではこれまで、人口減少や省エネの進展などを背景に、電力需要は長期的に減少する傾向がありました。

しかし、その流れが変わりつつあります。

電力広域的運営推進機関（OCCTO）は、データセンターや半導体工場の新増設などによって、今後の電力需要が増加すると見込んでいます。

つまり、データセンターの電力消費は施設単体の電気代だけの話ではありません。

発電設備や送配電網など、日本全体の電力インフラにも影響するテーマになっています。

だからこそ今後は、「必要な電力を確保する」だけでなく、「限られた電力をいかに効率よく使うか」という視点が、これまで以上に重要になります。

データセンターの省エネ性能を示す「PUE」とは

データセンターの省エネについて調べていると、「PUE」という言葉を目にする機会が多いと思います。

PUE（Power Usage Effectiveness）は、データセンターのエネルギー効率を確認する代表的な指標です。

PUEが低いほど施設のエネルギー効率が高い

PUEは、次の式で算出します。

データセンター全体の消費電力量 ÷ IT機器の消費電力量

たとえば、施設全体で年間1,500万kWhを使用し、そのうちサーバーなどのIT設備が1,000万kWhを使用している場合、PUEは1.5です。

PUEが1.0に近づくほど、空調設備や電源設備など、IT機器以外で使用している電力が少ないことを意味します。

日本では、省エネ法のベンチマーク制度において、2030年度までに事業者平均PUEを1.4以下とする水準が設定されています。

データセンターの省エネ性能を比較するときには、今後ますます重要な指標になっていくでしょう。

PUEだけで省エネ性能を判断しない

ただ、PUEだけを見て「省エネできている」と判断するのはおすすめできません。

PUEが示しているのは、データセンター全体の電力に対して、IT機器がどれくらいの割合を占めているかです。

サーバー自体が効率よく計算しているかまではわかりません。

たとえば、古くて消費電力の大きいサーバーを大量に稼働させていたとしても、空調設備などの電力使用量が少なければ、PUEだけは良く見えるケースがあります。

そのため、実際のエネルギー管理ではPUEだけでなく、

• 施設全体の消費電力量
• 最大需要電力
• IT機器の消費電力
• サーバーの稼働率
• ラックあたりの電力密度
• 空調・冷却設備の消費電力
• 外気温
• 室内温湿度

などをあわせて確認することが大切です。

「PUEが改善したから電力使用量も減ったはず」と考えず、総電力量そのものがどう変化したかまで確認しましょう。

2026年からデータセンターの省エネ対策が強化

データセンターの電力需要増加を受け、日本では2026年4月から省エネ・非化石転換法に基づく追加措置が始まっています。

今後はデータセンター事業者にとって、エネルギー使用量を把握し、継続的に改善していく重要性がさらに高まります。

電力使用量やPUEなどの報告項目が追加

2026年度以降、一定規模以上のデータセンター事業者については、電力使用量やPUEなど、データセンターに関する報告項目が追加されています。

これまでも電力使用量の削減は重要でしたが、今後は単純に

「どれだけ電気を使ったか」

だけを見るのでは不十分です。

「その電力をどれだけ効率よく使えているか」まで把握し、改善につなげることが求められます。

設備を導入して終わりではなく、継続的にデータを確認しながら改善していく運用が、より重要になっていくでしょう。

2029年度以降の新設データセンターはPUE1.3以下へ

さらに、2029年度以降に新設される対象データセンターでは、PUE1.3以下というエネルギー効率基準が設定されています。

既存のベンチマーク目標であるPUE1.4よりも厳しい水準です。

これからデータセンターを新設する場合は、建物が完成してから省エネ設備を追加するだけでは対応しにくくなります。

設計段階から、

• 空調方式
• 冷却方式
• UPSや変圧器
• サーバー配置
• ラック構成
• エアフロー

などを含めて、施設全体のエネルギー効率を考える必要があります。

データセンターの電力消費を削減する6つの方法

ここまで読んで、

「では、どこから省エネに取り組めばよいのか」

と感じた方もいるでしょう。

私がエネルギー使用を考えるときにまず重視するのは、いきなり設備を買い替えることではありません。

まずは「今どこで電気を使っているのか」を把握することです。

そのうえで、改善効果の大きいところから順番に対策していきます。

1．使われていないサーバーを見直す

最初に確認したいのが、サーバーの稼働状況です。

ほとんど利用されていないサーバーでも、電源が入っていれば電力を消費しています。

さらに、そのサーバーが発生させた熱を取り除くため、冷却設備でも追加の電力が必要になります。

つまり、不要なサーバーを停止できれば、

サーバー本体の電力と、冷却に使う電力の両方を減らせる可能性があります。

不要なサーバーの停止・撤去、仮想化、ワークロードの集約などを進め、必要なIT設備だけを効率よく稼働させることが基本です。

高額な省エネ設備を導入する前に、まず現在使っている設備に無駄がないかを確認してみてください。

2．サーバールームの空気の流れを改善する

空調設備の省エネでは、設定温度だけに目を向けないことが大切です。

サーバーから出た高温の空気と、空調設備から供給される冷たい空気が混ざってしまうと、効率よく冷却できません。

そこで有効なのが、

• ホットアイルとコールドアイルの分離
• ブランクパネルの設置
• 床下や天井内の気流改善
• ラック配置の見直し

などです。

必要な場所へ必要な量の冷気を届けられるようになれば、空調設備の負担を減らせる可能性があります。

現場を見ていると、「空調設定温度を下げる」という対策に意識が向きがちですが、それより先に、冷気が本当にサーバーまで届いているかを確認したほうがよいケースもあります。

3．高密度化が進む場合は液冷も検討する

AI向けサーバーのように消費電力の大きい機器が増えると、従来の空冷方式だけでは効率的に熱を取り除けない場合があります。

そこで注目されているのが、液冷や液浸冷却です。

空気ではなく液体を使って熱を取り除くことで、高密度なサーバーでも効率よく冷却できる可能性があります。

ただし、

「最新技術だから導入したほうがよい」

という単純な話ではありません。

導入費用やメンテナンス方法、既存サーバーとの互換性なども考慮する必要があります。

ラックの電力密度や設備更新の時期を確認しながら、自社の運用に適しているかを判断することが大切です。

4．UPSや変圧器の電力損失を見直す

サーバーや空調に目が向きやすい一方で、意外と見落とされやすいのが電源設備です。

UPSや変圧器には、負荷率によって効率が変化するものがあります。

必要以上に大容量の設備を導入し、低い負荷率で運転し続けると、想定していたほど高い効率が得られないこともあります。

設備を更新するときは最大容量だけを見るのではなく、

「普段どれくらいの負荷率で運転するのか」

まで確認しておきましょう。

データセンターのように年間を通して大きな電力を使う施設では、数％の効率差でも年間の電力量にすると無視できない差になります。

5．電力使用量を「見える化」する

そして、個人的に最も重要だと考えているのが、電力使用量の見える化です。
そもそも電力の見える化で何ができるのか、メリットや具体的な活用方法については「電力の見える化は必要？メリット・デメリット、成功事例を解説」で詳しく解説しています。

毎月届く電気料金だけを確認していても、

「どの設備が」
「どの時間帯に」
「どれだけ電気を使ったか」

まではわかりません。

できれば受電点だけではなく、

• IT設備
• 空調設備
• 冷却設備
• UPS
• その他の設備

といった用途ごとに電力使用量を確認できる状態をつくることが理想です。

省エネは、一度対策したら終わりではありません。

計測 → 分析 → 改善 → 効果検証

この流れを繰り返すことで、継続的な削減につながります。

たとえば空調の設定温度を変更した場合も、変更後の電力量だけを見て「減った」と判断するのは早計です。

外気温やサーバー負荷など、同じ条件で比較しないと、本当に対策の効果なのか判断しにくいからです。

だからこそ、感覚ではなく数字を見ながら改善していくことが重要です。

ここまで読んで、「では、どこから省エネに取り組めばよいのか」と感じた方もいるでしょう。

データセンターの省エネでは、いきなり高額な設備へ更新するのではなく、まず「どこで、どれだけ電気を使っているのか」を把握することが大切です。

そのうえで、サーバーや空調、電源設備の効率を改善し、必要に応じて太陽光発電や蓄電池も組み合わせることで、購入電力量や電力コスト、CO2排出量の削減につなげられます。

6．太陽光発電・蓄電池を活用する

データセンターの電力コストやCO2排出量を抑える方法として、太陽光発電や蓄電池の活用も選択肢のひとつです。

データセンターは24時間365日稼働するため、年間を通して安定した電力需要があります。日中に太陽光発電でつくった電気を施設内で自家消費できれば、電力会社から購入する電力量を抑えることができます。

さらに蓄電池を組み合わせれば、太陽光発電で余った電力をためて、発電量が少ない時間帯に利用することも可能です。
産業用蓄電池には、ピークカットやBCP対策などさまざまなメリットがあります。詳しくは「産業用蓄電池の導入メリットは5つ！企業が検討すべき理由を徹底解説」をご覧ください。

また、データセンターでは安定稼働が何より重要です。蓄電池の種類やシステム構成によっては、停電などの非常時に電力を供給するBCP対策として活用できる場合もあります。

ただし、ここで押さえておきたいのは、太陽光発電や蓄電池を導入しただけで、サーバーや空調設備そのものの「消費電力量」が減るわけではないという点です。

太陽光発電は主に購入電力量やCO2排出量の削減、蓄電池は電力使用時間のシフトやピーク電力の抑制に役立ちます。そのため、

サーバー・空調などの省エネ
＋ 太陽光発電による創エネ
＋ 蓄電池による電力の有効活用

という3つの視点で考えることが大切です。

まずサーバーや空調設備の無駄な電力消費を減らしたうえで、太陽光発電・蓄電池を組み合わせる。この順番で検討すると、より効果的なエネルギー対策につながります。

なお、実際の導入効果は、設置できる太陽光パネルの容量、施設の電力負荷、電気料金の契約内容、蓄電池容量などによって大きく異なります。導入前には電力使用データを確認し、自社施設でどの程度の効果が見込めるのかをシミュレーションしておくことをおすすめします。

データセンターの省エネで注意したい2つのポイント

データセンターの省エネを進めるときには、「電力を減らすこと」だけを目的にしないよう注意が必要です。

特に次の2点は押さえておきましょう。

安定稼働を犠牲にした省エネは行わない

データセンターで最優先されるのは、サービスを安定して稼働させることです。

電気代を減らすために冷却能力を必要以上に下げたり、冗長設備を安易に停止したりすると、設備トラブルやサービス停止のリスクが高まります。

省エネと安定稼働は、どちらか一方を選ぶものではありません。

必要な安全性や冗長性を確保したうえで、その中にある無駄を取り除いていくことが基本です。

省エネ対策を行う前には、

「この設備を停止した場合に何が起こるのか」
「障害時にバックアップは機能するのか」

まで確認しておきましょう。

PUE改善と脱炭素を混同しない

もうひとつ注意したいのが、「省エネ」と「脱炭素」は同じではないということです。

PUEが改善すれば、施設のエネルギー効率は高まります。

しかし、PUEを下げただけでCO2排出量がゼロになるわけではありません。

データセンターの環境負荷を減らすには、

1．使用する電力量を減らす
2．同じ電力でも効率よく処理する
3．使用する電力自体を低炭素・脱炭素化する

という3つの視点が必要です。

省エネ設備の導入だけでなく、再生可能エネルギーの活用なども組み合わせて考えると、より総合的な対策になります。

データセンターは「大量に電気を使う施設」から「電気を賢く使う施設」へ

生成AIやクラウドサービスの普及によって、データセンターの電力需要は今後も増えていくと考えられます。

ただし、「データセンターは電気を使いすぎる」というだけでは、この問題の本質は見えてきません。

データセンターは、企業活動や私たちの生活を支える重要な社会インフラです。

これから問われるのは、必要な処理能力と安定性を維持しながら、どれだけ少ないエネルギーで運用できるかです。

もし自社のデータセンターやサーバールームで省エネを進めるのであれば、まずは電力の使用状況を把握するところから始めてみてください。

そのうえで、

• サーバーの稼働状況を見直す。
• 空調のエアフローを改善する。
• UPSや変圧器の効率を確認する。
• 必要に応じて液冷などの新しい冷却技術を検討する。

こうした対策を一つずつ積み重ねていくことが、結果として大きな電力削減につながります。

2026年からは日本でもデータセンターの省エネ対策が強化され、2029年度以降に新設される対象施設にはPUE1.3以下という基準も設けられています。

これからのデータセンターでは、単純な処理能力だけでなく、

「限られた電力をどれだけ効率よく使えるか」

という視点が、施設の価値を左右する重要な要素になっていくでしょう。

エネトクでは、データセンターへの省エネ支援実績がございます。「自社の施設でどのくらい節電できるのか」「削減の余地があるのか見てほしい」などまずはお気軽にご相談ください。