产业观测-迎战AI用电潮 以科技创新提升能源效率

国际AI大厂陆续来台投资,但相关用电增长问题也引发民众、产业关注。图/本报资料照片

随着国际产业大咖辉达(NVIDIA)执行长黄仁勋、超微执行长苏姿丰等人多次来台,并陆续宣布将于台湾设厂与投资,全台也掀起人工智慧(AI)旋风,但相关用电增长问题也引发民众、产业关注。在建置供电设备同时,产业与政府也需努力提升AI等资料中心能源使用效率,以降低用电量。台湾地狭人稠,兴建电厂不易,借由更换节能设备、制程优化或移转用电时段等方式,以科技力提升能源效率,将有助于供电稳定。

在谈论提升能源效率之前,需要厘清「提高能源效率」与「减少能源消耗」的区别:提升能源效率通常系指降低能源密集度,也就是每产生1元国内生产毛额(GDP)所需要花费的能源减少。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,并不代表能源消耗绝对量的减少,后者可能因人口和经济成长,以及社会现代化进程而增加。因此,相较於单纯地减少能源消耗量,提高能源效率才是全球努力推展的减碳解方。

■能效要加速提升 才能达到净零碳排目标

过去数年虽然经历台商回流、疫后经济复苏以及半导体荣景造成电力消费上升,台湾的每年能源效率(能源密集度)改善速率平均依然可达4.2%,远超国际平均1.6%,已是全球能效改善前段班,这是台湾各界与节能政策的共同努力下才会有此成果。

然而,全球为了达到净零排放目标,到2030年,工业部门的能效须提高超过15%,住宅的能效则需要提高近40%,交通运输的能效须提高近35%,这几乎是过去20年才能达成的进步程度,未来则必须在六年内达成,更凸显了技术创新和加速相关投资部署的必要性。特别是在由半导体制造带动的电子产业在2030将占全国用电25.1%,因此,建立高效率的制程与厂务系统和推动智慧化制造将是关键。例如半导体厂务耗电量最高的是空调与空压系统,可导入各种创新设备与智慧化来提升效率。制程中多余的氢气,也可利用氢燃料电池发电,达到循环再生的效益。同时,对于传统产业,政策上的补贴和税收优惠应当扩大,以鼓励老旧设备的更新换代,例如推广高效率级的马达,这些都是有效提升能源效率的有效措施。

■资料中心吃电量大 改善能效重中之重

资料中心作为另一个高能耗行业,在AI驱动下其电力需求呈现出急遽增长的趋势,根据国际能源总署(IEA)预估,全球资料中心2030年前用电年复合成长率高达13.5%,用电需求增加的主要推手就是AI。因此,我们需要借鉴国际先进管理经验,建立更为严格的能源效率规范,并推动技术创新来降低资料中心用电,例如更高效率的散热冷却方法、高效率机房空调、低耗能晶片、软体运算管理等等。

在住宅与商业建筑方面,近年因高层建筑与空间考量,电热水器成长迅速,成为仅次于冷气与电冰箱外第三耗电的设备。另一方面,虽然我国在建筑外构造与空调节能方面已有一定基础,但目前超出69%住宅建筑为老旧建筑在建造时建筑节能法规尚未完备。未来应加强建筑能效标示的实施,鼓励建筑业界采用最佳可行技术与节能设计,并透过技术创新推广热泵取代电热水器等高能耗设备用,以降低建筑物的整体能耗。

综合来看,全球对于提升能源效率已有共同承诺。从去年底COP28的倡议到各国实际的政策部署,全球正在共同迈向一个更加可持续的未来。在这个过程中,提升能源效率将是实现我们环境和发展目标的关键之一。因为这样的浪潮,我们也可预期能源技术服务产业的兴起,值得台湾产业界关注。