產業觀測-迎戰AI用電潮 以科技創新提升能源效率
隨著國際產業大咖輝達(NVIDIA)執行長黃仁勳、超微執行長蘇姿丰等人多次來臺,並陸續宣布將於臺灣設廠與投資,全臺也掀起人工智慧(AI)旋風,但相關用電增長問題也引發民眾、產業關注。在建置供電設備同時,產業與政府也需努力提升AI等資料中心能源使用效率,以降低用電量。臺灣地狹人稠,興建電廠不易,藉由更換節能設備、製程優化或移轉用電時段等方式,以科技力提升能源效率,將有助於供電穩定。
在談論提升能源效率之前,需要釐清「提高能源效率」與「減少能源消耗」的區別:提升能源效率通常係指降低能源密集度,也就是每產生1元國內生產毛額(GDP)所需要花費的能源減少。能源密集度越低,代表使用能源更有效率。但值得注意的是,降低能源密集度,並不代表能源消耗絕對量的減少,後者可能因人口和經濟成長,以及社會現代化進程而增加。因此,相較於單純地減少能源消耗量,提高能源效率才是全球努力推展的減碳解方。
■能效要加速提升 才能達到淨零碳排目標
過去數年雖然經歷臺商回流、疫後經濟復甦以及半導體榮景造成電力消費上升,臺灣的每年能源效率(能源密集度)改善速率平均依然可達4.2%,遠超國際平均1.6%,已是全球能效改善前段班,這是臺灣各界與節能政策的共同努力下才會有此成果。
然而,全球為了達到淨零排放目標,到2030年,工業部門的能效須提高超過15%,住宅的能效則需要提高近40%,交通運輸的能效須提高近35%,這幾乎是過去20年才能達成的進步程度,未來則必須在六年內達成,更凸顯了技術創新和加速相關投資部署的必要性。特別是在由半導體製造帶動的電子產業在2030將佔全國用電25.1%,因此,建立高效率的製程與廠務系統和推動智慧化製造將是關鍵。例如半導體廠務耗電量最高的是空調與空壓系統,可導入各種創新設備與智慧化來提升效率。製程中多餘的氫氣,也可利用氫燃料電池發電,達到循環再生的效益。同時,對於傳統產業,政策上的補貼和稅收優惠應當擴大,以鼓勵老舊設備的更新換代,例如推廣高效率級的馬達,這些都是有效提升能源效率的有效措施。
■資料中心吃電量大 改善能效重中之重
資料中心作為另一個高能耗行業,在AI驅動下其電力需求呈現出急遽增長的趨勢,根據國際能源總署(IEA)預估,全球資料中心2030年前用電年複合成長率高達13.5%,用電需求增加的主要推手就是AI。因此,我們需要借鑒國際先進管理經驗,建立更為嚴格的能源效率規範,並推動技術創新來降低資料中心用電,例如更高效率的散熱冷卻方法、高效率機房空調、低耗能晶片、軟體運算管理等等。
在住宅與商業建築方面,近年因高層建築與空間考量,電熱水器成長迅速,成為僅次於冷氣與電冰箱外第三耗電的設備。另一方面,雖然我國在建築外構造與空調節能方面已有一定基礎,但目前超出69%住宅建築為老舊建築在建造時建築節能法規尚未完備。未來應加強建築能效標示的實施,鼓勵建築業界採用最佳可行技術與節能設計,並透過技術創新推廣熱泵取代電熱水器等高能耗設備用,以降低建築物的整體能耗。
綜合來看,全球對於提升能源效率已有共同承諾。從去年底COP28的倡議到各國實際的政策部署,全球正在共同邁向一個更加可持續的未來。在這個過程中,提升能源效率將是實現我們環境和發展目標的關鍵之一。因為這樣的浪潮,我們也可預期能源技術服務產業的興起,值得臺灣產業界關注。