【觀點】核電為何是台灣不可避免的選項?從「AI算力需求」盤點中日韓能源政策
【觀點】核電為何是台灣不可避免的選項?從「AI算力需求」盤點中日韓能源政策

愈來愈多的國際大廠,要求它們的供應商承諾使用「再生能源」,以減少碳排放,遏止日益嚴重的地球暖化問題。

什麼是「RE100」?為何企業爭相加入?

2014年,由「氣候組織」與「碳揭露計畫」合作成立「RE100」(100%再生能源)能源倡議行動,呼籲各國企業共同守護自然環境,採用百分百「綠電」生產,減少碳排放,以及環境污染。解決未來燃料缺乏,以及氣候變遷等問題,讓企業能夠永續經營下去。

加入RE100的會員,必須公開承諾在2050年前,有階段性地達成100%再生能源之目標,並提報逐年使用綠電的進度,實際的會員平均目標是 2025 年前達成100%使用再生能源。

目前全球約有400多家企業成為RE100會員,其中著名的企業有蘋果、谷歌、微軟、Meta、3M、IKEA、BMW、瑞士銀行、花旗銀行、高盛、可口可樂、Nike、SONY、星巴克、沃爾瑪、寶僑、樂高等大企業。

台灣方面,台積電、聯電、世界先進、環球晶圓、宏碁、華碩、台達電、緯創、中華電信、佳世達、友達、元太科技、國泰金控、富邦金控等30餘家RE100會員。

近日,微軟公司將要求主要供應商在2030年前,100%使用再生能源,微軟宣稱將要求特定規模高產量的供應商,100%使用無碳排放電力。

生成式AI商戰:微軟篇
微軟近日要求主要供應商在2030年前達到100%使用無碳排放電力。

為何科技業迫切需要「低碳排」電力?

台灣的高科技公司是全球品牌公司的主要的代工生產商,若是無法快速邁向綠能,達成100%零排放的目標,將會造成公司經營的「迫切危機」。

電力是驅動工廠運作不可或缺的來源,在台灣的工廠若是無法使用「綠電」則很可能無法達成客戶需求,進而影響客戶的訂單。

用電大戶台積電,近年來陸續簽訂一些離岸風電供應合約,主要是希望藉此達成RE100的目標。
2023年台灣電力來源的結構,對實現RE100的目標有很大的障礙。

燃煤仍是台灣發電大宗

台灣電力發電的來源主要是仰賴「化石燃料」, 其中,燃煤發電占42.2%,天然氣發電占39.6%,合計達81.8%。石油發電占1.34%,加總起來,化石燃料占台灣發電量達83.14%

再生能源部分,太陽能發電占4.6%,水力發電占2.5%,風力發電占2.2%,合計9.3%。除此之外,核能發電占6.3%,由於不排放二氧化碳,故可將之視為「綠電」。另有一些定義不明確的再生能源占1.2%。合計台灣的低碳發電僅占總發電量約16.8%。

從全球的數據來看,2023年化石燃料約占全球發電量的60%,其中燃煤占35%,天然氣占22%,其餘為石油等燃料。

低碳發電占40%,其中水力發電占14.5%,核能占9.2%,風力發電占8%,太陽能發電占5.6%,生質燃料發電占1.8%。

對比台灣與全球的資料,顯而易見的是, 台灣過度依賴化石燃料發電,低碳發電比率偏低,欲達成RE100的目標有很大的難度。

火力發電廠
燃煤發電仍占台灣電力42.2%,導致達成RE100目標難度很高。
圖/ MC-Bauchemie官網

台灣「綠電」的不利因素

近年來台灣積極發展太陽能發電、風力發電,企圖提高再生能源的發電比率,不過太陽能發電、風力發電有先天上的限制。

台灣地小人稠,可放置太陽能板的面積有限,因此造成太陽能板與「魚場」、「農田」,搶地,美其名為「魚電共生」,造成生態被扭曲破壞。

風力發電朝「離岸」發展,不過台灣氣候特性是冬季吹東北風風力強,夏季吹西南風風力弱。冬季東北季風強,是風力發電最佳的發電季節,可惜的是台灣夏季用電量較冬季高很多。

太陽能發電、風力發電,皆是「看天臉色」發電。太陽能發電只有發電「半天」,「日出而作」、「日落而息」。風力發電看何時「起風」,發電量不穩定。

為了配合再生能源的不穩定姓,電力公司的輸配電網必須能容納不穩定的電源,同時必須有24小時不停歇發電的「基載電力」,方能有穩固的電力供應。

離岸風電 風機 風力發電機
離岸風電的不穩定因素高,讓電力公司仍得考慮其他「基載電力」。
圖/ 台灣電力公司

AI時代「電力即國力」

核電是很理想的基載電力,可以全日發電,而且成本低,同時也可被視為綠電,是台灣邁向「綠電」的「解方」。

電力是驅動現代科技的推手,沒有電,所有科技產品全面停擺。電是現代社會不可或缺的資源,很難想像在沒有電的世界生存。若是沒電,住在高樓層大樓的住戶幾乎無法出門,所有現代化的便利設施全面停擺,人類回到「茹毛飲血」的原始時代。

進入人工智慧時代,電力更是重要的資源,沒有電力就沒有「算力」,沒有「算力」就沒有「智慧」。

經過一年多的發展,生成式人工智慧愈來愈成熟,運用愈來愈多元,背後驅動的力量就是仰賴「電力」生出的「算力」。

根據IEA(國際能源總署)的估計,2022年「資料中心」、「虛擬貨幣」及「人工智慧」等應用,全球約需消耗460 TWh(兆瓦小時)電力,約占全球電力需求的2%。

預估到2026年,資料中心、虛擬貨幣及人工智慧的電力需求,將達620-1050 TWh,這代表從2022年到2026年資料中心、虛擬貨幣及人工智慧,必須增加160-590 TWh的電力需求,相當於至少增加整個瑞典的用電量(160 TWh),最多需增加整個德國的用電量(590 TWh)。

亞馬遜AWS資料中心.jpg
AI時代來臨,龐大的算力需求讓全球能源需求同步激增。圖為亞馬遜AWS資料中心。
圖/ AWS

「生成式人工智慧」快速發展,領導企業不時發布令人驚艷的功能,在光鮮亮麗令人興奮的新功能背後是電力消耗隨之快速上升,因此有穩定成長的供電設施,是國力的指標。

除此之外,邁入低碳、無碳的發電設施,是進入新時代競爭力的重要門票。

低碳排又穩定,核電走出車諾比陰霾?

根據IEA的估計,到2026年「低碳排能源發電」將有3項重要的「轉折點」。

首先,到2025年再生能源發電量,將超過全球總發電量的三分之一。

其次,低碳排放發電(「再生能源發電」加「核能發電」)占全球總發電量的比重,將由2023年的39%,快速上升到2026年年底的46%,逼近一半。

最後,以全球的角度來看,低碳排放能源發電,將滿足現在到2026年所有對電力額外增加的需求。

為達到低碳排放能源發電,核電成為世界各國積極增建的項目。從2024年到2026年間,全球將有29 GW(十億瓦)容量的新核能發電設施上線,其中過半的新增核電容量在中國及印度。

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根據IEA調查,2023年全球的新增核電容量,大比重集中在中國及印度2國。

全球各地新的核電開始商轉,法國恢復核能發電,日本也重啟核電,使全球核能發電容量創歷史新高。預估2026年全球核能發電量,將由2023年的2,741TWh增加到2,959TWh。

相比中日韓,台灣「低碳發電」敬陪末座

台灣低碳發電比:16.8%

回頭看台灣電力結構,化石燃料(煤炭+天然氣+石油)發電占比高達83.14%, 低碳排放發電僅占16.8% ,很難符合世界潮流。將來台灣廠商外銷,將面臨很大的困難,除了被課高額的碳稅外,也有可能被排除在供應商之列。

韓國低碳發電比:38.4%

韓國2023年電力結構,化石燃料占約61%(燃煤占31.2%,天然氣占28.51%,石油及其他占1.1%) 。低碳排放電力占38.4% ,其中最大的來源為核電,占整體電力的29.15%。太陽能發電占5.34%,生質能源占1.96%,水力發電占1.27%。韓國在低碳發電能夠大幅超越我國,主要是拜核能發電之賜。

日本低碳發電比:32.1%

日本2023年電力結構,化石燃料占約68%, 低碳電力占32.1% 。化石燃料中天然氣占31.78%,燃煤發電占29.09%,石油占3%,其他化石燃料占2.2%。低碳排放電力部分,太陽能占10.1%,水力發電占8.34%,核能發電占7.91%,生質燃料占4.39%,風力發電1.03%,地熱能發電占0.3%。日本低碳排放電力的比重較我們高出許多。

中國低碳發電比:36.3%

中國在低碳排放電力的表現,也較我們佳。

中國2023年電力結構,化石燃料占約63.67%(燃煤占60.4%,天然氣占2.99%,石油及其他占0.28%)。其中 低碳排放電力占36.3% ,水力發電占13.66%,風力發電10.61%,太陽能發電占5.76%,核能發電占4.48%,生質燃料發電占1.83%。

「廢核家園」真的好嗎?

近年來,中國大陸,大舉興建核電廠,將提高低碳排放電力的比率。台灣低碳排放發電占比較中國、韓國及日本差,將來競爭力將不如中、日、韓。

韓國核能發電占比高達29.15%,遠大於台灣的6.3%。韓國是台灣產業的強大競爭對手,高占比的核能發電,不僅讓韓國的碳排放量大幅降低,同時也使發電成本下降。

面對將來電力需求持續增加,以及低碳排放的需求,台灣的電力需求除了發展太陽能、風力發電外,增加核能發電的容量是無可避免的選擇。

延伸閱讀:核能除役,為何童子賢說「台灣不會缺電」?比起缺電,他更擔心這件事

責任編輯:李先泰

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從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?
從切菜到乾燥加工!宜展如何結合桃園市政府創業資源,以AI開拓農產加工第二成長曲線?

走進蔬果加工廠,同樣是100公斤高麗菜,最後能做出多少成品?答案不見得相同。氣候、產地與品質影響原料條件,客戶要求的切法、重量與交期也各不相同。對曾任科技業研發主管十多年的宜展科技農業執行長林佑澤而言,這是與科技製造截然不同的世界。

「農業部分全部都不一致。」林佑澤以青江菜為例,即使機械手臂已經訓練好辨識特徵,面對形狀各異的蔬菜,仍難以判斷該從哪裡抓取。農產品的天然變數,卻得面對學校團膳、連鎖餐飲、航空空廚等企業客戶對品質與交期的要求。如何讓加工流程穩定運作,成為宜展投入數位轉型的起點。

從紙本、LINE到數據,先把現場經驗留下來

目前宜展一年處理數千噸蔬果、服務超過120家企業客戶,業務涵蓋採購、截切、清洗、包裝與配送。林佑澤觀察,農產加工的關鍵經驗往往掌握在資深員工手中:該買多少菜、原料損耗多少、訂單增加又該安排多少人力,都仰賴現場判斷。

「主要就是把人的經驗變成數據。」林佑澤說。過去客戶透過LINE或紙本下單,現場靠人工整理訂單、對照不同客戶的加工規格;如今宜展利用AI辨識訂單內容並匯入ERP,再依客戶、品項與規格進行標籤化派工。製程則透過QR Code記錄原料投入量與成品產出量,逐步掌握各環節的加工損耗。

接下來是整理現場的判斷依據。林佑澤透過與資深員工對談,了解採購、派工與品管的作業方式,再利用AI協助找出規則、建立SOP。AI整理出的流程仍須由現場人員逐項確認、修正,才能實際執行。

品質管理也在持續改善。傳統金屬檢測器難以辨識菜蟲、橡皮筋等非金屬異物,宜展正與技術夥伴規劃導入AI影像辨識,輔助產線末端檢查。林佑澤表示,每批農產品品質不同,比起單看良率,他更重視客訴是否減少。隨著訂單與製程資訊逐步累積,宜展也希望進一步建立需求預測、採購建議與生產排程模型,減少營運對資深員工個人經驗的依賴。

不只把菜切好,乾燥加工尋找第二成長曲線

除了改善截切本業,宜展也開始發展乾燥加工。學校團膳在寒暑假面臨需求波動,生鮮蔬果則有保存期限短、價格易受產季影響等限制。林佑澤希望藉由乾燥技術延長農產品保存期限,開拓附加價值更高的加工業務。

不過,乾燥同樣有依賴經驗的問題。傳統做法是太乾就降低溫度、縮短時間,不夠乾就反向調整。每批原料的水分與成熟度不同,反覆試做不僅增加成本,也難以維持品質一致。「品質目標沒有設定的話,前面的製程參數就不知道怎麼調整。」林佑澤將過去研發車用面板的思維帶進農產加工:先決定產品希望達到的口感、含水率與水活性,再回頭檢視原料成熟度、截切厚度及乾燥參數等條件。

團隊進一步結合不同乾燥技術、自行改造設備,並接洽桃園的設備業者合作。林佑澤曾比較其他地區的設備,最後選擇設備構造、乾燥均勻度與可靠度較符合需求的桃園業者。宜展也持續累積製程參數,希望未來透過AI找出適合不同原料的乾燥曲線,減少反覆試做。

「我們主要還是要做代工,想要做一個功能性的原料平台。」林佑澤說,果乾目前更像是展示技術能力的產品,未來希望將服務延伸至辛香料、中藥材、太空食品、超級蔬菜及寵物食品等領域。現階段宜展主要營收仍來自蔬果截切本業,乾燥事業尚未形成主要收入。未來若能建立穩定的乾燥製程與代工能力,宜展便有機會從既有蔬果供應鏈,切入附加價值更高的食品原料市場。

從彰化走向桃園,驗證營運方法能否跨區複製

隨著加工流程逐步數位化,宜展也開始思考,這套管理方法能否帶到彰化以外的場域。

參與桃園市政府青年事務局天際線加速器及Meet桃園+後,宜展擴大與桃園產業生態系的連結。林佑澤提到,天際線協助邀集不同局處了解團隊需求,並提供資源媒合機會。宜展也開始與桃園市農會及在地農民合作,增加北部原料來源。這項合作不只拓展了供應來源,更成為宜展因應極端天候、穩定供貨的重要助力。林佑澤回憶,先前中南部連日降雨,蔬菜供應受到影響,宜展便從北部調度蔬菜,以不同產區互相支援,降低天候對供貨的衝擊。此外,團隊也透過天際線資源,獲得參與日本國際伴手禮設計競賽的輔導,並成功榮獲金賞獎肯定,除了展現產品的創新與設計實力,也為宜展拓展海外市場、提升國際能見度創造更多機會。

下一步,宜展規劃以桃園大溪作為第二個驗證場域,將彰化累積的資料、SOP與加工管理經驗,轉化為可複製、可優化的營運管理模式,帶到不同產地、供應鏈及人員條件下驗證。林佑澤指出,未來若要跨區域擴張,不可能每到一個新地方,就把原有團隊整批搬過去。因此,宜展希望將資深員工的實務經驗,轉化為標準化流程與數據模型,結合AI進行生產排程、資源配置及營運決策,讓新場域能依據當地條件快速調整,降低對特定人員經驗的依賴。

從彰化到桃園,宜展接下來要驗證的,是這套從傳統農產加工現場整理出來的管理方法,是能夠跨區域複製、快速部署並持續優化的農產加工營運系統。 長期目標是降低新場域的建置成本與管理複雜度,提升擴張效率,讓傳統農產加工業具備規模化發展的能力。

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