臺灣生產全球60%的晶片，但製程消耗大量的能源，台積電在2021年就消耗臺灣台電電力的6.4%。

 

數位經濟的能源需求不斷上升，IEA預測2026年資料中心將消耗全球電力的4%。

 

隨著供應鏈排放量的增加，微軟等公司推動低碳晶片生產，半導體公司的淨零目標受到地理限制和監管挑戰的困擾，核電是臺灣以及微軟和亞馬遜等公司正在推動的選擇。

 

新竹科學園區位於台灣西北部，是幾家公司製造晶片的所在地，這些公司可能至今都默默無聞，但在全球經濟中發揮至關重要的作用。

 

這些微小的晶片為各種電子設備提供了運轉，通過運氣、好時機、技術和辛勤工作，自20世紀80年代以來，臺灣已成為半導體製造業的主要先驅，它生產了全球約60%的晶片，其中包括約90%的先進設計。

 

晶片在製造過程中會消耗大量的電力，光台積電在2021年就消耗了臺灣整個能源供應的6.4%，隨著人工智慧（AI）晶片對更多電力的需求增加，該行業對電力的需求仍會持續增長。

 

半導體產業是數位化的方式之一，這種經濟往往被認為存在於某種虛幻的網絡空間中，但實際上對能源和環境產生了現實世界的影響。國際能源署（IEA）估計，數據中心的半導體佔2022年全球電力需求的2%，預計到2026年將翻倍成長。

 

目前低碳的晶片對於半導體製造商和其他科技業的客戶並非優先選項，但有些科技巨頭已意識到AI所需的能源需求；如微軟，最新的永續發展報告顯示，2023年直接和間接排放與2020年相比下降了6.3%，但由於擴建數據中心以支持AI產業，其供應鏈的排放量則增加了30.9%。

 

台灣氣候行動網絡（TCAN）的研究主任趙家瑋指出，鴻海是第一家在2020年宣布實現淨零目標的公司，該公司為蘋果等全球知名品牌製造半導體和其他電子產品。趙家瑋表示，這是由於“蘋果的壓力以及一些機構投資者”的推動。

 

台積電在2021年宣布了自己的淨零承諾，並承諾在2040年之前100%使用可再生能源供電。根據TCAN收集的數據，這家半導體巨頭目前是台灣排放第三大的公司。

 

但制定目標是一回事，能否達成又是另一回事，臺灣半導體公司需要能負擔得起的價格採購大量的可再生能源，這就是其挑戰所在!

 

臺灣的半導體製造廠集中在政府管理的科學園區，這些園區供應的電網能源中有超過80%來自煤炭和天然氣發電。

 

另一家大型半導體製造商聯華電子（UMC）的一位發言人告訴《道德村雜誌》，該公司約有10%的電力來自其製造廠的屋頂太陽能，與台積電一樣，聯華電子致力於在2050年實現淨零排放。

 

但臺灣的太陽能潛力受到可用土地的限制，該島嶼大部分是山地，沿海平原上人口密集，所幸，另一個選擇為風能，臺灣已擁有2.25 GW的離岸風能容量，比除中國外的亞太地區任何其他國家都要多。

 

台積電於2020年與丹麥風電開發商Orsted簽訂了一項此類協議，當時是有史以來為可再生能源簽署的最大企業用電採購協議（PPAs）。然而，此協議是在政府有效補貼風能行業的情況下達成的。台積電同意支付高於Orsted已從政府拍賣中確定的電價的溢價，根據新的拍賣流程，開發商不會獲得最低的“底價”，而僅僅需要與用戶進行商業協議。

 

即使風能行業的困境得以解決，作為一種間歇性的能源來源，它本身無法滿足芯片行業的能源需求。

 

政府希望地熱能在2050年能提供6GW的電力，目前全國超過20個地點正在進行開發工作，就像風能一樣，理論上，半導體製造商可以與地熱能開發商簽訂企業用電採購協議。

 

一家尋求利用台灣地熱潛力的公司是Baseload Power Taiwan，它是一家瑞典投資實體的子公司，該公司的首席執行官Van Hoang表示，他對台灣的地熱潛力“非常樂觀”。然而，一項專門針對地熱勘探和開發的法規直到五月才正式生效，政府和其他利益相關者需要對該技術的好處進行教育。

 

事實是，臺灣像許多國家一樣，在完全制定出實現目標的方法之前，已經承諾在2050年實現淨零排放。趙家瑋表示，政府在制定2030年減排目標時猶豫不決，部分原因是由於半導體行業的持續增長，政府也一直遲疑是否對該行業進行戰略環境評估，這可能導致未來半導體產能的更緊密規劃。

 

臺灣還缺乏通過海底輸電電纜進口電力以供應其半導體行業的選擇，在與大陸的緊張局勢日益加劇的情況下，跨台灣海峽進口和出口電力的想法顯然是不切實際的!

 

對於一些人來說，這使得核能成為唯一可行的零碳能源選擇，台灣非營利組織清潔能源轉型聯盟的創始人翁安琪表示：“我們支持所有形式的可再生能源，我們希望看到地熱能在台灣起飛，也希望離岸風電有更健康的發展框架，但根本上，我們認為台灣不能真正實現去碳化而不依靠核能。”

 

這是一個敏感的問題，2011年日本福島核災難在島內引起了重大反響，促使政府決心在2025年前淘汰核能，目前只有一座核電站仍在發電。

 

翁安琪指出，到目前為止，台灣安裝的所有太陽能容量僅相當於一座核電站的發電量，她呼籲該國新總統賴清德延長現有及最近停運的核電站的壽命，目前，台灣的能源政策中，真正需要的是一劑強有力的現實藥方。

 

除了傳統的大型核設施，翁安琪建議台灣還可以從小型模塊反應堆中受益，這是一種剛開始商業化應用的新型核技術，她指出，這些反應堆可以獨立於電網運行，以服務於包括半導體製造廠在內的高耗能產業。

 

核能對於全球最大的數位運營商來說也越來越有吸引力，今年三月，亞馬遜宣布購買了賓夕法尼亞州的一個數據中心園區，該園區由鄰近的私營核電站提供電力，微軟也在探索在數據中心使用小型模塊反應堆，德勤的斯圖爾特（Duncan Stewart）堅信其他公司也將不得不考慮核能作為滿足行業能源需求的選擇，相信核能在未來的討論中將比過去占更大份額。

 

目前臺灣的半導體公司還沒有跡象表明它們在認真考慮核能，然而，臺灣是許多高度工業化但本地生產可再生能源能力有限的國家之一，隨著去碳化壓力的增加，這些國家面臨著越來越艱難的選擇。

 

這讓臺灣作為世界半導體強國的地位處於何種境地？值得注意的是，一些國家，特別是美國，正在提供巨額補貼以說服台積電等公司在當地製造晶片。

 

這樣做的主要動機是縮短供應鏈，實現更大的韌性和自給自足，但可再生能源的可獲得性，以及其他關鍵資源－尤其是半導體製造中也大量使用的水－無疑會影響新設施的具體建設地點。

 

須謹記的是，台灣在這個資源有限的島嶼上，高度集中的晶片生產成長，已經使能源和水資源供應承受壓力。

 

像亞利桑那州這樣的地方，台積電目前在那建造兩個大型半導體工廠，受益於充足的太陽能潛力，但即使是這些資源也是有限的，若多個高耗能設施聚集在同一地點，可能會有“過度飽和區域可再生能力”的風險，公司在平衡電力和水資源可獲得性時將面臨權衡取捨。

 

資料來源: 
Reuters（2024.6.5）How Taiwan’s green power deficit threatens tech industry’s bid for net zero