國際電機學會IEEE會刊封面台灣矽盾為何需要太陽能與風能

發佈時間 2024/10/22 05:45:42
最後更新 2024/10/22 05:45:43

【沃草】記者朱乃瑩報導

台灣半導體在世界上的角色,可能比我們想的還重要。國際也連帶關注台積電要用多少電?電從哪裡來?符合不符合使用綠電的國際趨勢?制定 WiFi、藍牙等各項國際電機與數位標準的「國際電機電子工程師學會(IEEE)」,在 10 月最新一期的會刊(IEEE Spectrum)中,以封面故事報導「為何台灣矽盾需要太陽能與風能?」,指出由於台灣半導體產業的關鍵地位,美國不會眼睜睜讓台灣落入中國控制,甚至中國也不敢冒著經濟崩潰的風險來打台灣,但半導體行業對再生能源有強烈需求,因此發展綠電已成為台灣的當務之急。

「矽盾」是什麼?

全球有超過九成的先進製程晶片是由台積電製造,而若以整個半導體行業來看,「台灣隊」也獨步全球,根據今年第二季的統計,全球晶圓代工市占率前 10 名中,有 4 家是台廠,第一名台積電高達 62%,是第二名三星(12%)的 5 倍以上,且差距還在擴大。台灣在半導體領域的成就,很難在世界其他地方複製。

「矽盾(Silicon Shield)」的說法出自澳洲學者 Craig Addison 在 2001 年的著作,認為全球對台灣半導體的依賴,可以嚇阻中國武力犯台,近年隨著台灣在地緣政治與半導體產業的關鍵角色,受到廣泛引用。

為何「台灣矽盾」需要綠電?

台灣半導體立足世界,各方面也因此需要跟上世界潮流、接軌國際標準,包括降低碳排、使用再生能源。因此包括台積電、聯電、世界先進等重要台灣半導體廠商,以及鴻海、宏碁、華碩、仁寶、中華電信、遠傳、富邦金等科技廠商與企業,都已加入減碳用電的「RE 100」倡議,台積電、鴻海更承諾要在 2040 年提前達標。

「RE 100(100% renewables)」是 2014 年開始的國際氣候倡議行動,要求簽署企業在 2050 年達成「100% 使用再生能源」,且每年都要回報再生能源使用狀況,包括 Meta、Google、三星、蘋果、微軟等全球科技巨頭都已參與。值得注意的是,RE 100 定義的再生能源,僅包括風、太陽能、地熱、可持續生質能、可持續水力,「不包括核電」。

目前台灣實際用電狀況?

隨著老舊的核一廠、核二廠、核三廠一號機,都已達到 40 年運轉期限而除役,唯一還在運轉的核三廠二號機也將在明(2025)年 5 月期滿除役。此外,二號機從昨(21)日停機,展開估約 41 天的大修,換言之,台灣已提前進入超過一個月沒有核電的「非核家園」。台電昨日強調供電穩定無虞,而根據「台灣電力狀況監測」的即時資料,在大修第一天,完全沒有核電的狀況下,下午用電高峰時,全台仍能維持近 20% 的備轉容量率;而傍晚因太陽能剛結束發電、供電最緊繃時,仍有 11.7% 的備轉率。

在整體能源藍圖方面,台灣已加入「2050 淨零排放」的全球願景,也就是逐步減碳,到 2050 達成「不排放溫室氣體」以減緩地球暖化。為此台灣正在推動「再生能源極大化」,轉型期間則採取「增氣減媒」的過渡方式,汰除會造成大量空汙與碳排的燃煤機組,讓燃燒效率較高的天然氣(LNG)機組成為目前主要發電方式。

國際電機電子工程師學會會刊(IEEE Spectrum)2024 年 10 月號封面故事:為何台灣矽盾需要太陽能與風能?(圖片來源:IEEE Spectrum/沃草合成)

IEEE 會刊封面報導「台灣矽盾為何需要風電與光電?」

IEEE Spectrum 本期(2024.10)的封面故事作者 Peter Fairley 形容,台灣雖然在地緣政治上看起來危險,「但全面民主和低犯罪率帶來的安全感,超過了中國帶來的陰影,感覺比在美國、加拿大更安全,我會推薦大家來旅遊。」

Fairley 的文章描繪了台灣彰濱工業區與鄰近海面上的風電機組、光電、燃氣電廠與電網,指出「台灣需要這個世界級的電網,來維持支撐著經濟和地緣政治安全的晶片工廠」,「其中,台積電是台灣的政治與經濟關鍵。」

Fairley 指出,台積電是世界上最有價值的公司之一,供應全球絕大多數先進晶片,2023 年產值占台灣 GDP 7.3%,更是台灣的「矽盾」。文章指出,台灣受中國軍事威脅、外交孤立,但美國不會讓台灣的晶片工廠落入中國控制,中國「在理論上」也不會冒著自身的經濟風險來打台灣,因此「維持台積電與其所需能源,已成為台灣的當務之急。」

台積電在全台有 4 座超大 12 吋晶圓工廠,IEEE Spectrum 團隊參訪其中的中科 15 廠,瞭解台積電開發的穩壓及節能技術,每年可節電超過 105 GWh。

「台積電的用電,很快就會超過全台灣所有家庭!」文章認為,台積電的用電在 5 年間(2017-2022)增加了 85%,達到 21,000 GWh(百萬度),「連台積電都沒想到!」且明(2025)年的用電可能是 2020 年的兩倍,佔全台用電量 12.5%。文章指出,台灣大部分電力來自化石燃料,連帶使台積電的碳排大幅上升,2023 年的 1180 萬噸碳排中有 86% 來自用電。但現在 Apple、Google、Nvdia 等大客戶都重視低碳能源,讓台積電、聯電等晶片製造商,也面臨減碳甚至脫碳的壓力。

「台灣政府有『強烈意願』發展綠能,但在地方仍有挑戰。」永鑫能源董事長李豪(Leo Seewald)受訪時表示,光電商在許多限制下,轉向漁電共生等較有彈性的案場。台積電 ESG 委員會主席、資深副總何麗梅則呼籲,政府應讓加速發展綠能的政策目標,提高占比優先於「風電國產化」,以吸引外國綠能廠商進駐。

作者也指出台灣發展綠能的努力與困難,指出民進黨政府大力發展風電、光電及地熱,預計在 2026 年讓綠能增加到總發電量的 20%,而彭博 NEF 預測台灣到 2040 年將擁有全球第六大、亞洲第二大海上風電。擴大燃氣電廠也有助於幫助台灣能源供需平衡,但台灣缺乏天然氣,增建接氣站的計劃則比預期落後。

作者認為,台灣政府堅持 2025 非核家園,以及社會反對風電、光電的「逆風」,則可能讓低碳電力發展趕不上用電成長,也會增加企業購買綠電的成本。目前台灣唯一運營的核三廠將在 2025 年 5 月到期除役,但「不清楚是否會因賴清德當選而產生變化。」

作者也訪問前行政院發言人、政大副教授林子倫指出,核電是台灣最困難的議題,支持核電延役的藍白在國會過半,很可能會強行逼迫政府延役核電。立場擁核的前馬政府政委梁啟源受訪表示,台灣面臨能源危機,讓台積電等半導體廠商減少對台投資。

台電董事長曾文生則反駁,台灣並不缺電,但電網過度依賴集中供電,需要重新設計、強化韌性。為此,台電在 2022 年大跳電後,宣布投資 5,646 億新台幣改造電網。

「一個獨立的台灣,不能讓其能源供應出錯!」作者總結,台積電與台電的能源選擇不僅攸關台灣的命運,也可能塑造地緣政治的未來。