【AI 用電難題(上)】臺灣想積極擁抱 AI 相關產業需要多少電?

【AI 用電難題(上)】臺灣想積極擁抱 AI 相關產業需要多少電?

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報導重點摘要

  • 今年夏天,臺灣迎來第一個沒有核電的夏天,本該是能源轉型的重要里程碑,種種挑戰卻讓這個島嶼彷彿站在十字路口。AI 科技熱潮讓臺灣未來的用電與經濟成長的壓力高度掛勾,AI 發展的不確定性又讓能源的選擇成為各方角力的戰場。「AI 用電難題」系列分成兩篇,(上)篇聚焦於 AI 能源需求。
  • 對於 AI 相關產業可能帶來的電力需求,政府保證未來不會缺電,但最新的電力資源報告中,卻移除了許多細節。專家認為政府應提供更多情境、更多細節的資料,才能讓人信服。
  • 臺灣政府對 AI 用電「保證沒問題」的心態,也體現在環評中。環團指出台積電擴廠的環評程序有切割環評的疑慮,也因為進行速度太快,很多細節都無法釐清。
「這是臺灣崛起的一年。」總統賴清德也在今年的國慶日致詞時提到,經濟成長率「是亞洲四小龍第一名,也超越了中國」,而他將亮眼的經濟成果歸功於臺灣半導體、資通訊及電子零組件相關產業;10 月 17 日,中華經濟研究院公布最新的臺灣經濟成長預測,從原本的 3.05% 大幅上修至 5.45%,正是受惠於 AI 科技熱潮推動全球對半導體的需求。
AI 與半導體帶動經濟發展的同時,也帶來壓力。今年 4 月,國際能源總署發佈有關 AI 和能源(Energy and AI)旗艦報告,特別提到了臺灣:報告指出 AI 專用晶片的主要供給集中在臺灣和南韓,而台積電扮演主要角色,「全球半導體產業目前預估每年消耗電力約占工業用電需求的 1%,但在某些特定地區有更顯著的影響——以台積電為例,2023 年的用電幾乎占台灣全國電力消耗的 10%。」
面對能源的壓力,臺灣政府顯得很有信心。從輝達(Nvidia)在台總部的選址可能有大量電力需求、到在野黨質疑「沒有電提供資料中心」,台電的回覆都是產業需求「一定會滿足」,且已經將半導體、AI 新興技術等用電成長納入未來規劃,不會缺電。
而今年是臺灣 40 年來第一個沒有核電的夏天,隨著核三廠 3 號機除役,臺灣正式踏入「非核家園」,本應是能源轉型的重要里程碑,卻彷彿站在十字路口:
  • 再生能源的達成目標預定時間持續推遲,今年的太陽光電是 8 年來可能第一次無法達成 1GW 的目標,退回到 2018 年的水準;
  • 作為再生能源發展過渡選項的燃氣(2030 年佔比 50%),在美國的兵推報告中,被認為會成為中國若實施海上封鎖時最脆弱的一環;
  • 立法院的在野黨以改善空氣污染為由,要求台電在 2028 年前就關閉所有燃煤電廠,比原先預計提早了 6 年;
  • 8 月的「核三重啟」公投雖然投票率不到 3 成,卻有 430 萬人同意重啟,遙遙領先不同意票
懷抱著發展 AI 相關產業的野心,我們需要多少電?而臺灣又要用什麼樣的「電」走向未來?

AI 需要多少電?

目前政府對 AI 相關產業用電的預估,主要有兩個來源。一個來自去年 7 月的「全國電力資源供需報告」,其中提到 2023 至 2028 年,AI 用電將成長 8 倍;去年 8 月台電在國家氣候變遷對策委員會,更進一步加上半導體產業用電的預測,兩者至 2030 年預計新增用電 432 萬瓩,相當於再新增 0.9 座臺中火力發電廠
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不過針對「AI 用電」的部分,台灣氣候行動網絡研究中心(TCAN)總監趙家緯認為不太可能發生,「這樣的推測,每年資料中心用電成長量要達到 50%,等於每一季臺灣都要興建兩個 Google 在彰化等級的資料中心。」
趙家緯根據國際能源總署所模擬的三個情境推估,對比臺灣官方推測的 8 倍都是很驚人的量。
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「根據台電的說法,是基於資料中心送出的建廠計劃來估計,且預估中有比較多的量會落在 2028 到 2030 這幾年。如果到時候真的有這麼多的資料中心,不太可能現在 2025 年下半年我們都沒有跑完這些程序,所以對這樣的用電需求我有點懷疑。」趙家緯提到,「目前國際上在談 AI 用電量的時候,有個趨勢是會先四處框定資料中心要設在哪裡,可能因此造成用電需求有膨脹的情況。」

電力是高估還是低估?專家認為資料不足無法判斷

「但我們目前的挑戰,是這次最新電力資源供需報告裡看不見 AI 的細節,也不知道官方怎麼估算的,跟前年的資訊有很大的差異。」趙家緯直言。
每年經濟部公布的「電力資源供需報告」,會盤點該年的實際用電量、實際發電量,並推測未來的用電需求,以作為電力機組新增和除役的依據。上述提到去年公布、112 年的電力資源供需報告首次納入了 AI 用電的預測,提出 8 倍的成長;但在今年 9 月底的 113 電力資源供需報告,相關預測卻不再出現。
報告針對未來用電預估的敘述中,對 AI 發展的的野心依舊:「考量 AI 科技發展、半導體產業擴廠、美國對等關稅實施及深度節能推動等影響下⋯⋯」未來預估用電成長卻調降許多:「預估未來電力需求年均成長率約為 1.7%。」相較於去年的預估是 2.5% 至 2.8%,趙家緯指出,「以 2030 年的差距為例,等於少了一個臺中火力發電廠。」
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而整體用電量預估中,以納入 AI 相關產業、未來平均用電成長 1.7% 來看,臺北科技大學工業工程與管理學系助理教授徐昕煒認為似乎偏低,他解釋,過去用各部門(如住宅部門、商業部門、工業部門等)的產業結構和影響因子去推估的電力成長,都尚未納入 AI 相關產業,就已經有 2% 以上,「但我沒辦法說對或錯,因為看不到評估的細節。」
「老實說 AI 相關產業電力預估是很難的,因為過去電力推估都是用歷史資料推估未來,但 AI 是這幾年較新的議題,沒有歷史資料。」徐昕煒說。
能源署副署長吳志偉解釋今年預估的降幅,「去年下半年開始實施深度節能政策,今年有一些成果,所以預測時會把長期節能的效果納入。」
而關於 AI 用電的預測,吳志偉表示,估算方式會考量 AI 產業未來的需求,也會參考國際上的相關研究,「主要會看伺服器(server)、AI 設備、GPU 的發展狀況,包括設備耗電量、系統技術發展情形,以及未來的應用方向。而因為臺灣大多屬於應用層的角色,我們也會考慮邊緣運算(指在個人電腦裡運算,而非雲端),例如現在有些電腦也能處理部分 AI 功能,都會納入考量。」
「目前估出來,以今年 2025 年蒐集資料計算,至 2030 年 AI 產業用電需求約達 218 億度。」吳志偉說,「雖然比去年的預估還要來得低,但(AI 相關的)需求基本上是蠻強勁的,基本上都有考慮進去。」
徐昕煒認為,目前很難判斷這 218 億度的代表性,因為能源署如果沒有公布現在 AI 用電量是多少,就無法推估增加量;就像今年讓用電預測大幅下降的「深度節能」措施,「實際如何量化,如何影響未來用電量,我們都不知道。」
「相較於過去,目前政府對能源的資料揭露當然是愈來愈進步的,但今年好像突然變得比較保守。」徐昕煒提到,除了今年的電力供需報告不再有 AI 相關的預測,目前的預測也都只有一種情境,「我在意的是你怎麼達到這些目標?在什麼情況下有可能達不到?其中 AI 的成分是多少?這些都沒有揭露。」
趙家緯也提到,「今年用電成長率壓到 1.8%,當然是件好事,因為 1.8% 跟整個國家的減碳目標相符,但你說這 1.8% 已經考慮到 AI 用電需求,那過去一年到底發生什麼事?是你盤點之後發現原本該來的不會來?還是用電需求的標準提高了,才能達到這樣的水準?」
他強調,「以兩年的估算來說,能減少一個中火的發電量,如果真的能做到,我們當然非常樂見。但政策強度如何做到,我們很難確認。」
徐昕煒也提醒,過去電力資源供需報告的角色,是拿來規劃電廠興建的依據,估計通常都會比政府的減碳目標來得高,「這樣才合理,因為電廠規劃要比較保守,準備較為寬裕的電廠資源以備不時之需。但今年的報告跟政府減碳目標一致,還拿掉了很多資訊,是比較奇怪的地方。」

對 AI 用電「保證沒問題」,就很難談細節

趙家緯指出,「相較於國外,臺灣面對 AI 用電需求時,還是處於一種『保證沒問題』的狀況,就很難看到國外已經開始對 AI 用電有積極的管理措施和因應方式。」他舉例,美國前總統拜登卸任前提出的相關計劃,就提出資料中心選址應該在地熱潛力場址、或再生能源充足的地方等等。
「當然目前有進步的部分,是臺灣目前要求資料中心用電量,要納入能源使用評估的先期管理。」趙家緯提到,過去幾乎只有電廠要去做這件事,要去提供證明說我的發電機組是最有效率的,「但我現在只看到它納入規範,沒有更細節的要求說用電效率要提升到什麼程度。」
這種「保證沒問題」的心態,同樣出現在個案審查流程中。

AI 相關用電量實際會用在哪?

為了暸解 AI 用電實際會用在哪裡,READr 盤點過去 5 年環境影響評估、環境差異分析審查資料,找出跟 AI 相關產業有關的開發案,預計至少新增 166.7 萬瓩的用電量,大約是目前全臺發電裝置容量的 2.5%。目前環評審查的開發案主要分為個案和園區類開發,個案是個別公司的申請,園區類通常都是由地方政府或科學園區管理局申請。地球公民基金會媒體行銷部主任鄧宇佑提到,以台積電的環評為例,「討論過程中,我們都還覺得有很多可以釐清的事情,但整體氣氛就是想要趕快處理、趕快過,我相信這樣環評委員也會有一些壓力。」
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鄧宇佑提到,台積電在高雄煉油廠土地建廠環評案只有 1.5 個月就通過,還有切割環評的疑慮。由於這塊土地承載著特殊意義,他們原本期許台積電可以變成一個更好的產業轉型案例,承諾購買更多不影響社會的綠電(如屋頂光電),最後未能達成。
高雄過去的產業以重工業為主,作為台積電新址的這塊地,過去是高雄煉油廠的所在地,居民與污染和工安風險共存,直至 2015 年才關廠。而煉油廠關廠後,地方社區原希望改建成生態公園,時任高雄市長陳菊也曾親口承諾,將還給後勁一片乾淨的土地,中油也規劃了 10 年的土地復原計劃,直到台積電要進駐的消息傳來。
當時台積電在新竹的進駐計劃碰壁,轉向高雄,陸續由高雄市經濟發展局、台積電提出環境影響評估審查,「過程有蠻多變動,包括台積電的產線調整,製程變得更先進,但對環境的影響愈來愈大,用電量也成長蠻多的。而且目前他們想將這些案子併在一起,變成南部科學園區管理局的第三園區。」鄧宇佑直言,就地球公民基金會過去經驗所及,這沒有先例,沒有任何一個園區是先用別的名義開發,開發完之後再把它變成科學園區,這等於是在切割環評、規避更嚴謹的環評程序。
至截稿前,這個包裹了原本 4 個環評案的「南部科學園區楠梓園區開發計畫」環評案正式送出,預計於 11 月 5 日開始審查。鄧宇佑提到,環評制度設計的邏輯是以科學方法評估開發前跟開發後的環境影響,再討論應不應開發、或如何降低開發造成的環境成本。而這幾個案子已經開發,無從調查「開發前」的狀況,這次的環評已經沒有「不應開發」的可能性,也難以要求廠商在現狀下調整開發內容。
「台積電目前在高雄 5 個廠區加起來,換算總用電量是 92 億度,等於是 2023 年高雄市總用電的三成、高雄市住宅用電的 1.6 倍。」鄧宇佑直言,雖然台積電的製程相對高雄其他的既有產業如鋼鐵、石化業,碳排沒那麼高,但這麼大的用電量,還是會成為高雄第二大的碳排來源,高雄未來的減碳工作,會受到很大衝擊。
「目前經過推算,電力是夠的,不會因此缺電。」鄧宇佑提到,「但過去臺灣很多是南電北送、或是中電北送,未來南電要自己難用,無法再支應北部。所以台電陸續在北部規劃電源開發,也是在因應這樣的問題。」

地方政府全力配合台積電進駐

「其實也不只環評,各式各樣的基礎設施都在配合這個園區。」鄧宇佑舉例,台積電要用水,再生水廠的開發就快馬加鞭;台積電要用地,中油馬上就把土地整治完成。高雄楠梓各式各樣的交通建設,去配合台積電開新路、規劃捷運,都很明顯地是在圍繞著這個產業進行。
高雄市將台積電的進駐,視為從重工業走向智慧科技城市的重要里程碑。10 月初,高雄市長陳其邁收到台積電新廠試產的紀念晶圓,將功勞歸功於整個城市。他提到,市府在土地、水、電等關鍵條件提前做好準備,包含中油高雄煉油廠原需 17 年整治的土地,在跨部會協作縮短為 2 年,完成土地與地下水解除列管,迅速提供台積電用地。進入建廠階段後,市府與廠方採取「全天候對接」模式,確保投資順利推進,包括鄰近的公共設施,「市府亦在行政程序、執照核發、環評及都計變更等面向積極協調,使各項審查順利銜接。」
市府積極配合台積電開發,這樣不好嗎?鄧宇佑說,「這當然見仁見智。高雄市民對於台積電進駐,抱持著很正面的態度,覺得我的城市轉型了、提升了、變先進了。但市府對於產業的整體規劃有沒有更完整的轉型想像,我們一直覺得不充足。新的產業進來了,但我們過去負擔的污染、用電的壓力,難道不存在嗎?現在是別的產業要配合台積電減產嗎?現在的感覺,就是(台積電)先進來就對了。」
趙家緯先前在接受端傳媒《世界的台積電》專題採訪時,也提到:「和政府談到半導體產業用電議題的時候,政府幾乎處於一種不可置疑的狀態。他們覺得半導體產業的擴張是一個預設,沒有討論空間⋯⋯很難去質疑成長趨勢是不是不應該那麼誇張。」
趙家緯補充,他的觀察主要基於政府在這個議題上,常常提不出細節的評估,「例如 2035 年臺灣減量目標討論過程中,經濟部已經願意談鋼鐵業、石化業的規模調整與用電量的抑制,但在對電子業的評估中,無法提出不同的情境規劃。」
鄧宇佑認為,台積電的高用電量、又承諾使用再生能源,會讓再生能源的開發壓力增加,更讓整個綠電開發發展的驅力被產業拖著走,「政府跟 NGO 都支持再生能源,但我們根本性的差異是,政府受產業驅力要積極發展綠電,但我們期待的是降低能源的環境成本,這兩件事有時候是衝突的。」
而這正是目前臺灣再生能源發展面臨的最大挑戰。
為了滿足 AI 產業發展,臺灣能源供應出現什麼挑戰?請見下篇:【AI 用電難題(下)】綠電追不上、核電又再起:如何為 AI 產業穩定供電?
此篇報導獲得 Internews 地球新聞網絡(Earth Journalism Network)的支持,此計劃「Dark Side of the Boom」由亞洲 11 個新聞媒體共同合作,調查人工智慧、加密貨幣與晶片製造等數位科技快速崛起背後的代價。
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