中國儲能網(wǎng)訊:3月3日早上9時,中國臺灣地區(qū)發(fā)生大范圍無預警停電事件,約549萬戶居民受到影響,高鐵停運、醫(yī)院斷電、人員被困電梯、紅綠燈不亮……
位于高雄的興達電廠設備故障,導致臺灣南部地區(qū)電力供需失衡,引起機組跳脫,系統(tǒng)自動切離保護,造成南部地區(qū)停電。全臺電力系統(tǒng)受到瞬間影響,又引發(fā)了中北部地區(qū)低頻卸載,導致中北部部分地區(qū)用戶停電。臺灣電力公司總經(jīng)理鐘炳利稱,事故當時全臺負載量為3000萬千瓦,因事故瞬間喪失的1050萬千瓦,大約占全臺電力供應的三分之一,將近30%。
3月3日晚,臺灣電力公司對外發(fā)表停電事故初步調查研判結果,稱此次發(fā)生大范圍無預警停電事件應是興達電廠在進行年檢期間,電廠開關場處理過程中出現(xiàn)操作上的人為疏失造成的。
興達發(fā)電廠為臺灣電力公司的火力發(fā)電廠,位于高雄市,發(fā)電總裝機為4325.95兆瓦,為臺灣第三大火電廠,次于臺中發(fā)電廠及大潭發(fā)電廠。
備受關注的芯片制造商臺灣積體電路制造有限公司(簡稱:臺積電)的最新回應表示,臺積電位于南部科學園的廠區(qū)3日上午受到電力壓降影響,歷時約400~1000多毫秒不等,未影響日常工作。實際影響仍在確認中。
在全球芯片短缺的當下,臺灣的供電可靠性已引發(fā)業(yè)界擔憂,制造芯片需要經(jīng)過3000多步工序,需要維持超凈、恒溫、高壓、真空、強電磁場等條件,這些都要消耗大量的電力。
“電老虎”
根據(jù)臺積電發(fā)表的《臺積公司109年度氣候相關財務揭露報告》,2020年,臺積電的用電量為169億度,比2019年增長了18%,超過整個臺北市的用電量。而中國臺灣全年的用電量為2710億度,相當于臺積電一家就消耗了臺灣近6%的電力。預計到2022年,這個數(shù)字將上升至7.2%。
臺灣的發(fā)電結構中,火力發(fā)電量約為2300.7億度(約占82%),燃煤占了1259.5億度,其次是燃氣998.7億度,以及燃油42.4億度;核能約為314.4億度(約11%);可再生能源約151.1億度(約5%)。臺灣2020年降雨不足、水情不佳,水力發(fā)電減少46%,光伏與離岸風電發(fā)展不如預期,導致可再生能源發(fā)電量與2019年相比不增反減。
由于可再生能源的不穩(wěn)定性,加上臺灣明確在2025年前棄核,臺灣的選擇剩下煤電和氣電。但在2030年減少20%的碳排放、2050年減排50%的目標下,臺灣電力公司建設煤電機組也被民眾投訴污染。氣電又只能依賴高價進口的天然氣,而且臺灣本地缺乏天然氣儲存設施,儲存能力只夠7到10天的使用量。另外,臺灣的電力系統(tǒng)與外界隔絕,本質上是一個孤島電網(wǎng)。用來衡量供電可靠性的指標——備用容量率在2021年5月17日跌到3.84%,這個數(shù)字的推薦值為15%,低于10%存在電力短缺的風險,低于7.4%則必須采取限電措施。
臺積電前董事長張忠謀曾在2015年指出,臺灣最大的隱憂之一是缺電,對半導體產(chǎn)業(yè)影響相當大。隨著臺積電引入EUV光刻技術,用電量還會進一步增加。臺灣的電力是否供得起臺積電的用電,需要打上一個大大的問號。
巨大的碳足跡
臺積電大量消耗的除了電,還有水——需要用超純水來對芯片進行清洗。根據(jù)臺積電《109年度企業(yè)社會責任報告》,新竹、中部、南部三個廠區(qū)每日用水量分別為5.7萬噸、5.4萬噸和8.2萬噸。盡管臺積電已實現(xiàn)86%的廢水回收利用率,平均每升水可重復利用3-4次,但仍然消耗巨大。2020年臺積電消耗了約7000萬噸水,2021年臺灣又遭遇了半個世紀以來最嚴重的干旱,臺積電的用水問題成為了一個有爭議的話題——芯片制造商與農(nóng)民爭奪水資源(為了保住“用水大戶”半導體產(chǎn)業(yè),臺灣當局采取多種措施,如抽取地下水、休耕停灌大量農(nóng)田等)。
越來越受各方關注的半導體行業(yè)也意識到需要加大行動力度應對氣候變化。安森美半導體首席設計工程師Sohini Dasgupta直指:“兩年前,半導體行業(yè)對于氣候變化的態(tài)度屬于‘騎墻觀望’,而現(xiàn)在每天都會討論可持續(xù)發(fā)展,我們公司在做什么,其他公司在做什么?”
半導體行業(yè)的脫碳是一個巨大的挑戰(zhàn)。臺積電發(fā)言人高孟華表示,能源消耗產(chǎn)生的碳排放占臺積電總排放量的62%??稍偕茉吹膹V泛使用或許可以幫助半導體行業(yè)減少碳足跡。臺積電于2020年與丹麥能源公司?rsted簽署了一項為期20年的協(xié)議,從?rsted在臺灣海峽建造的920兆瓦海上風電場購買所有電力。這筆交易被稱為全球最大的企業(yè)可再生能源采購協(xié)議,除了保證清潔電力的供應外,還能以批發(fā)價格支付電力成本,避免電價波動帶來的沖擊。2021年9月,全球最大的芯片制造商臺積電承諾,到2050年實現(xiàn)凈零排放,100%使用可再生能源。
除了轉向使用可再生能源,芯片制造商還可以通過更有效地調節(jié)芯片制造生產(chǎn)線的空氣、水溫、濕度和壓力來減少能源的消耗;安裝洗滌器和其他設施來處理生產(chǎn)過程中有害氣體的排放,使用更清潔的、對全球變暖影響較少的氣體來蝕刻晶圓片。
從手機、智能家電、通訊基站到電動汽車、太陽能電池板、風機等設備都離不開芯片,可以說,實現(xiàn)全球氣候目標將在一定程度上依賴半導體。芯片帶來的巨大碳足跡也不容忽視,隨著各方對芯片的關注和需求與日俱增,半導體行業(yè)需要繼續(xù)加大在可持續(xù)發(fā)展方面的投入,成為更環(huán)保的供應鏈的其中一環(huán)。