前言
為期兩週的第26屆聯合國氣候變遷大會(COP26)於11月中旬落幕,全球領袖們已通過《格拉斯哥氣候協議》(Glasgow Climate Pact),確定延續2015年《巴黎氣候協定》將全球氣溫升幅限制在1.5℃之內的目標,並「逐步減少」(phase down)[註1]燃煤發電與森林砍伐,以及超過三十多國共同簽署加速零碳排的電動車發展。儘管仍有大批聚集於格拉斯哥城的年輕人憤怒質疑這場由全球首領排排坐的會議其實是場「漂綠(greenwash)」的委員會,但可以確定的是,各國政府勢必將面臨如何在國家、城市、產業經濟等多重面向中,提出具體節能減碳策略的重要挑戰。
前英國商業與能源及工業策略部部長Alok Sharma,在本次COP26氣候會議主席開場致詞時便提到:「COP26是我們達成維持1.5℃目標的最後希望!」英國首相Boris Johnson也呼籲面對氣候變遷,我們必須採取實際行動,而不是紙上談兵或是在會議室裡空談。(Michael,2021)我們比以往任何時刻都更加清楚,氣候變遷促成了全球成為一個唇亡齒寒的氣候風險共同體,若再不共同為淨零碳排努力,我們將很快面臨全球的生存威脅。
然而,伴隨著氣候風險的是永續發展的機會與轉型挑戰。由聯合國氣候變遷委員會(UN Climate Change)倡議發起的「全球創新中心(Global Innovation Hub)」於2021年11月正式啟動,希冀透過更具抱負的數位氣候行動,有效促進低碳排及具氣候韌性的永續發展。為實現這一目標,該中心將採用新的途徑來促進氣候方案發展與部署中的變革性與創新。作為一個數位平台,全球創新中心主要包含三大項目:氣候方案需求數據庫、確定氣候行動影響的工具、促進有關氣候融資的空間。創新中心讓來自世界不同地區的政策制定者、金融家、企業、公民團體、技術商可以透過數位創新,多面向的提供促進氣候方案的可能性。(UN Climate Change,2021)該中心以創新變革性、基於需求和解決方案為導向,帶領人們在糧食、居住、交通移動等核心需求開拓具漸進、共享協作的新氣候方案,為全球跨領域提供一個虛擬的數位平台,允許平台用戶搜尋、瀏覽和儲存在數位資料庫中感興趣的主題項目。
數位技術被視為調適(adaptation)與減緩(mitigation)氣候變遷的重要工具,並且將有助於決策者在能源消耗、碳排放等巨量資料中有效地蒐集、統計及判讀數據(data),應用於更加優化的製造設備流程或城市智慧電網的建構等。國際能源總署(IEA) 在〈2019 Energy Efficiency Report〉報告中指出,針對全球氣候變遷的減碳策略中,近一半都是仰賴提高能源使用效率來達成。主要包括產業製程、交通運輸、建築等三大項目,這些領域中包含電源效率的提升、電動車與充電解決方案、綠建築等。政策決定者可以著手的一個工具便是數位化(digitalisation)。
數位化正在重塑整個能源系統,而這種變革是由三個領域的進步所驅動的:由於感測器(sensors)和數據存儲成本下降,數據量正持續增加,以及先進的分析和計算能力持續取得快速進展,更便宜、快速的數據傳輸促進了更緊密的連結。在這個能源系統鉅變的時代,各國政府努力提高潔淨能源於結構中的占比;然而,再生能源其間歇性、不易預測性且易受天氣影響的特質,對電力系統供需穩定與擴建完整電網運轉,是潔淨能源大量併入電網時,所面臨的一大挑戰。但,「數位化」正促使需求面的能源使用效率轉換為更有價值的資源。
數位技術如何優化能源效率
數位化透過蒐集和分析巨量資料的技術提供了能源效率提升的潛力,並且作為改變物理條件的工具(無論是自動地或透過人為干預)。所有這些過程都以有線和無線數位電信網絡為基礎,使得人們與機器設備以前所未有的速度和流量相互發送、接收和分析數據。(IEA,2019)
圖1 數位技術如何促進能源效率
資料來源:(IEA,2019)。
另一方面,數位化本身的非實體性(dematerialisation),使得數位化流程下的產品與服務減少了許多實體物質上的輸入、排放與浪費。例如疫情蔓延全球,使得居家辦公、線上會議與課程成為可能與可見,同時也減少了人員移動與辦公室相關的能源消耗。數位化不僅搭建了人際網絡更便利的交流合作平台,數位化的工業製程,亦即所謂的工業4.0,透過自動化生產流程、大數據與 AI分析、數位分身(digital twin)等創新科技,標誌著機器與機器之間、市場供給與需求面的連接度上(connectivity)更為精準與有效的創新轉型,且數位化生產被視作產生較少的碳足跡(carbon footprint)與能源有效使用的新途徑(Renn et al., 2021)。當Covid-19在全球蔓延的同時,達成數位化條件的基礎設施、技術和服務已成為讓政府、企業和社會持續運轉的關鍵。數位化除了確保資訊的連續性和通連性外,更為接下來的經濟和能源永續發展奠定了非常重要的基礎。(陳米蘭,2021)
數位行動就是氣候行動
參與11月3日COP26會外活動的國際電信聯盟(International Telecommunication Union, ITU) 副秘書長Malcolm Johnson指出:「現在,氣候行動比以往任何時候都更加重要,正如專家、科學和我們親眼所見的證據所表示的那樣。」Malcolm Johnson認為,從人工智慧(AI)到5G,新興蓬勃發展的數位技術有望讓地球走上淨零(net zero)的道路。例如歐盟執委會(the European Commission)最新執行的一項計劃Destination Earth(DestinE),將那些有關地球表面和大氣的星球觀測數據,透過數位分身(digital twins)的核心數位技術,呈現地球大氣變化與人類活動的虛擬影像,幫助研究人員更清楚地理解氣候如何變遷,並可以為社會提供減輕極端氣候相關風險的政策訊息。(ITU,2021)
依據DigitalEurope(2021)〈Digital action = Climate action: 8 ideas to accelerate the twin transition〉報告指出,到了2030 年,數位技術將有助於產業節省20% 的全球二氧化碳排放量的潛力。無論是維也納城市透過數位技術與大數據分析有效減少建築物碳排放的環境效益,又或是鹿特丹港口結合包含人工智慧(AI)技術的創新數位工具,優化了船舶航線的規劃和靠泊,數位行動對於有效減少碳排放發揮了關鍵作用。數位技術不僅提供了減緩氣候變遷影響的解決方案,還提供了監測和適應的創新工具。
臺灣高科技產業的數位永續
盤點目前臺灣34家高科技產業所提供的CSR和氣候變遷相關報告(見表1),都離大規模工業4.0、大數據等數位科技減碳方式有一段距離。根據本研究觀察,目前約有56%的公司採取廠務節能的方式提高廠務、辦公室內能源使用效率與管理。最普遍的作法為將空調冷氣與照明燈具更換為更具節能的規格與LED燈具,有三家廠商則進一步導入數位技術作為創新能源管理工具(如加裝各式感測器及AIoT無線智能電錶、數位分身技術降低能源浪費)。而同樣比例的公司也建置能源管理系統(ISO50001),並以數據方式更有效地去改善能源使用效率、達成溫室氣體減量和減少成本支出。另外有35%的廠商則透過機組修改最佳化、汰換零件、採購新機等方式來達到製造過程節能。而大約有三家企業導入工業4.0與自動化生產製程,以及結合數位化工具、大數據分析、人工智慧(AI)等創新途徑,成功減少產品製程能源消耗(透過大數據分析手法及機台改善,成功提升機台整體能源使用效率)。除了在能源消耗的智慧管控,有一半的廠商也把數位技術應用到水資源的循環利用上。像是對廢水處理狀況進行即時監督、數據化管控分析,並達到提升廢水回收再利用和減量排放的目標。
由此可見,目前高科技產業部門紛紛以數位手段進行能源管理、節能製程、與水資源管理,並同時打造減碳與創新節能的新綠色經濟機會。但要如何讓更多廠商加入數位永續的行列、並達到用數位手段來節能減碳,期待有更多學術政策討論來推動。
表 1 臺灣高科技產業的數位永續
工具 |
內容 |
實例 |
能源管理系統建置 |
傳統工業能源管理系統(ISO 50001) |
台積電、富士康(鴻海)、台達電子、華碩、南亞科技、緯創、友達光電等,為大多數企業主要採取的能源管理措施。 |
廠務節能 |
提高廠務、辦公室內能源使用效率與管理。除了將空調冷氣與照明燈具更換為更具節能的規格與LED燈具外,部分企業更導入數位技術作為創新能源管理工具。 |
聯華電子:加裝各式感測器及AIoT無線智能電錶等新技術,積極發展智能化及優化節能控制系統,在不影響產能的情況下,成功節省不必要的能源浪費。 |
光寶科技:2017 年開始引進大數據與IoT 遠端即時監控系統,廣建智慧化生產系統,並朝向共料、共模、共治具的生產模式,降低單位產品能資源投入。 |
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富士康(鴻海) :鴻海集團採用數位分身技術(Digital Twin technology)降低能源浪費,降低幅度達到30%;透過數位轉型,集團也逐步轉型到無紙辦公室階段,例如中國成都廠區,相較於5年前,去年紙量消耗減少57萬張。 |
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製程節能 |
除了透過機組修改最佳化、汰換零件、採購新機等方式,近期亦有多家企業導入工業4.0與自動化生產製程,以及結合數位化工具、大數據分析、人工智慧(AI)等創新途徑,成功減少產品製程能源消耗。 |
台積電:2020年,透過大數據分析手法及機台改善,成功提升 5% EUV 機台整體能源使用效率。 |
華碩:透過AI分析在製程應用上,檢視供應鏈料件瑕疵和機台運作預示系統,建立高品質的生產模式。 |
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群創光電:導入工業4.0,推動智慧製造智能化關燈工廠,結合專家知識與排程演算法,利用機台IoT資訊,實時監控製程參數並即時補正,自行開發AI檢測技術,提升產品品質。此外,結合數位分身(Digital Twin)技術的精準設計、智慧生產、智慧檢測,及再推進至智慧節能/智能廠務/智能倉儲/智能人員管理等,發揮整體提質增效降本減存等成果。 |
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水資源管理 |
從導入可持續水管理標準(AWS Standard)、採用世界資源研究所(World Resources Institute, WRI)的水風險評鑑工具、發展再生水、建立回收水系統等水資源管理中,亦有企業導入數位技術有效節省與開拓水資源。 |
富士康(鴻海):龍華園區預計 2021 年上線環保監測平台,對廢水處理狀況進行即時監督,透過平台數據化管控分析,達到提升廢水回收再利用和減量排放的目標。 |
台達電子:在水資源智能監控管理範圍內的廠區及建築均已設置電子水表,並結合能源在線監控資訊系統(Delta Energy Online)進行用水量監控。 |
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友達光電:運用大數據、AI 技術及平台精緻管理及導入水效率管理認證體系,精進回收系統效率及參數最適化。 |
註解:
[1] 臺灣大學風險社會與政策研究中心近期發表針對「聯合國氣候變遷綱要公約 第26次締約方大會」(COP26)之成果回應,指出承諾逐步「淘汰」煤電且原本前景一片看好的「全球煤炭轉型潔淨能源聲明」(Global Coal to Clean Power Transition Statement),卻在大會談判最後階段,因受到印度與中國干預,協議中的措辭從「逐步淘汰」(phase out)燃煤,改為「逐步減少」(phase down)。此舉被視為「淡化」(watered down)且削減協議的力道。參考自:https://rsprc.ntu.edu.tw/zh-tw/m01-3/climate-change/1638-1117-cop26-comment.html。
參考文獻:
- 陳米蘭(2021)。〈後疫情時代的必須:歐洲鋼鐵業踏上數位轉型之路〉。台達電子文教基金會:2021/11/27檢索。
- DIGITALEUROPE (2021). “Digital action = Climate action: 8 ideas to accelerate the twin transition.”.Retrieval Date: 2021/12/01.
- IEA (2019). “2019 Energy Efficiency Report.”
- ITU (2021). “COP26: Stepping up digital collaboration to reach net zero.”.Retrieval Date: 2021/12/01
- Michael Behr (2021). “COP26 | The Role of Digital in Building Sustainability.DIGIT.” Retrieval Date: 2021/12/01.
- Renn, O., Beier, G., & Schweizer, P. J. (2021). “The opportunities and risks of digitalisation for sustainable development: a systemic perspective.” GAIA-Ecological Perspectives for Science and Society 30(1), 23-28.
- UN Climate Change (2021). “COP26: Global Innovation Hub Launched for Transformative Climate Solutions.”.Retrieval Date: 2021/12/01.