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國科會旗下智庫科技民主與社會研究中心（DSET）與環境權利保障基金會（ERF）針對台灣半導體產業水資源與電力使用分析，點出半導體用電遭到低估，及科技造水限制2個風險。（圖片來源：iStock）
台灣的半導體產業在全球的供應鏈扮演關鍵角色，但半導體業屬於高用電、用水產業，並深受氣候風險的影響，2021年曾遇「百年大旱」，缺水問題一度威脅竹科的晶圓生產。
由國科會旗下智庫科技民主與社會研究中心（DSET） 與環境權利保障基金會（ERF）於20日發布「氣候變遷與基礎設施韌性：台灣半導體產業水資源與電力使用分析報告」，點出半導體廠務用電遭到低估，及科技造水限制2風險，並提出4個政策建議。
半導體用電被低估，須納入氣候調適作為
近來半導體產業用電需求成長備受關注，加上今年台灣2奈米以下的先進製程即將陸續於竹科、中科與南科楠梓園區量產，為滿足晶圓廠高耗電與高用水需求，台灣的水力與電力系統將遭受衝擊。
半導體屬於24小時製程，即便是在夜間仍有很大的用電需求。報告分析，在納入半導體先進製程晶片量產後，台電系統在未來10年仍保有一定的運轉彈性及餘裕；但在2025年至2027年，夜尖峰備轉容量率略低於6%註，顯示2奈米先進製程擴廠的用電需求成長，對台電系統供電能力造成衝擊。
報告分析，在納入半導體先進製程晶片量產後，台電系統在未來10年仍保有一定的運轉彈性及餘裕。（圖片來源：DSET）
為提高產業的用電安全，報告建議須持續發展分散式電力系統、增加輸配電設施，並提高儲能設備裝置量，才能避免單一事件誘發大規模停電，以提高用電韌性。
另一塊容易被忽視的是廠務用電。報告指出，製程用電僅占全廠耗電約46.1%，另外超過5成的能源消耗來自無塵室、外氣空調、冷卻系統、超純水供應系統等設備構成，空調系統就是一大吃電怪獸。
雖然半導體的製程耗電，但報告指出，超過5成來自廠務用電，未來氣溫上升將對廠務用電造成衝擊。（圖片來源：DSET）
在TCCIP（台灣氣候變遷推估與資訊平台）的氣候變遷情境下，各地氣溫逐漸推升，將導致對於外氣條件敏感的廠務系統耗能增加，推估最多將增加6.08%的低溫冰機耗電量，顯示廠務用電也應納為未來氣候調適作為的目標。
水資源高度仰賴科技造水，時程趕不上、缺乏經濟規模
此外，半導體產業是高度依賴水資源的產業，對於用水的需求不僅表現在用水量，對水的品質也有高度的要求。台積電的先進製程工廠每日總用水量可達10萬至15萬公噸，這個數字相當於一個中型城市的每日用水量。
目前半導體業高度仰賴「科技造水」，像是「再生水」與「海水淡化」逐漸成為半導體產業的重要水源。例如台積電就在寶山二期環評中承諾100%使用再生水，並大舉投資再生水廠，水資源較吃緊的縣市也已投資海水淡化廠建置。
不過DSET兼任研究員林孟慧提到，根據2021年水利署發布的「台灣各區水資源經理基本計畫」，在2036年規劃目標裡，尚未把台積電或其他相當廠商的擴廠需求納入評估，顯示在面對產業快速擴張下，水資源供給存在較大的不確定性。
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DSET兼任研究員林孟慧研究專長在氣候調適，她點出台灣整體水電資源「不是患寡，而是患不均」。（圖片來源：DSET）
而且科技造水等大型公共工程也有其侷限性，再生水成本每度高達20元（對照自來水費每度7～10元），缺乏經濟規模，並仰賴地方政府提升污水下水道接管率，建置需要時間，報告預估「在2025年至2029年再生水仍存在可能性的缺口，需要靠自來水補充。」
台灣整體水電資源「患不均」，報告提出4大政策建議
環權會副執行長許博任強調，台灣整體水電資源面臨的困境「不是患寡，是患不均，有區域與時間上的挑戰。」包含北部地區的用電量高於發電量，需要中南部供電支援，形成「中電北送」的現象，以及缺水風險較高的區域與半導體重鎮高度重疊。針對問題，他提出4個政策建議：
- 透過政策工具提高水利與電力基礎設施韌性：透過投資抵減的方式，促使廠商端願意投入綠能跟再生水建置投資。
- 對齊氣候風險認知與資料分析：目前在氣候模式的評估風險預測上，沒有統一的標準，建議政府可建立氣候風險分析的標準化。
- 地方政府須負擔更多再生能源與再生水供應責任：未來因應氣候變遷，無論是減緩或調適，地方政府需要更多負擔再生水與再生能源的供應責任，才能夠吸引廠商進駐。以發展再生水來看，除了工業區工廠回收自己的水外，也需要透過城市的接管率來達成，等於變成是招商的重要指標。
- 持續推動傳統難減排產業的轉型：再生資源供應有限，可能造成其他需求者資源排擠，建議透過調整傳統高碳排產業規模並引導產業轉型。
化危機為轉機，半導體業可扮演氣候領頭羊
從另一個角度來看，當地緣政治加速供應鏈移轉，這些半導體廠在海外所面臨的環境管理措施值得進一步追蹤。台灣氣候行動網絡研究中心總監趙家緯舉例，在台灣常常會聽到說法是「沒有核電就沒辦法發展半導體」，但台積電在德國設廠，面對的是非核家園，在環境管理措施與能源效率提升方面，都有台灣可借鏡學習的地方。
林孟慧則提醒，「我們看到的危機，相對也是一個努力的轉機。」半導體產業也可扮演氣候領頭羊，近期環境部爭取到100億元的「綠色成長基金」，以鼓勵企業投資相關淨零及調適的技術發展，是接下來台灣企業很重要的利基點。
註：根據台電的標準，備用容量率大於等於10%，代表供電充裕亮綠燈；小於等於6%代表供電警戒的橘燈，系統限電機率增加。
