2023 IEKTopics|全面數位化拯救經濟、能源和地球

在已開發國家,享受舒適現代社會的人們,沒有人會反對創造出讓所有人都可以享受的生活,並在未來數百年、數千年延續下去,而不會對地球其他生物產生不良影響的「願景」,我認為從「可持續性」的角度來看,探討脫碳能源有助於釐清問題。

 

數位化僅解決能源經濟問題

既然討論基礎是「生活在舒適現代社會中」的「可持續性」,就不能忽視財務議題。我們必須奠基於全球投資趨勢及其影響的經濟問題進行思考。此外,還需要確認工業和科學技術的配套措施,以確保投資能夠建構出必要的解決方案,並且從工業及科學技術的研發,尋求解決之道。

從脫碳能源的角度來看,應該提前準備哪些技術?讓我們回顧一些歷史。

15年前雷曼兄弟破產,揭示了200年前開始的工業革命已至極限,雖然它是現今舒適生活的基礎。但持續投資有侷限性,支撐的現代社會也難免受到限制。

能源問題最典型的例子——智慧電網,曾被期望以最新的數位技術來解決電力問題。然而,因為技術尚未純熟,導致不符合經濟效益,進而減緩了投資。而早已準備好進行最新數位化投資的製造業成了救星,並引起關注,促使市場成形。全球對於數位化核心技術「半導體的投資」,一直持續至今。

儘管數位化為現代社會的能源問題,在經濟方面提供了解決前景,但並未明確顯示,對全球環境可持續性的貢獻。相反地,關於尖端半導體工廠和數據中心的能源需求,以及數位化車輛(如電動車)的製造過程是否真正環保,一直有爭議性。

因此,我認為當今需要討論的是「生活在舒適現代社會」和「可持續性」的整體優化共存方式

 

脫碳能源如何實現可持續性

首先,從「可持續性」的角度來看,我認為能源來源將是太陽能,我們可以預見未來太陽能將通過自然核融合成為永續能源。若直接利用太陽的光,光伏發電可以是主要能源,但假使利用太陽能會促使空氣溫度上升,那風力發電就應是首先考慮的能源來源。至於人們居住和工作的地方,也必須是具備隔熱設計的住宅和建築物(例如零能耗建築)。

這些相關設備都必須連續監控其功能及運行狀況,這也是智慧電網的目標。居住和工作的地方也都需要配備適當的能源儲存設施,以確保穩定的電力供應。這些問題早在15年前就已被發現,無論是在技術面與經濟面都受到阻礙,但隨著近來的投資,這些問題將迎刃而解。

此外,汽車和其他交通工具的各方面都需要使用先進半導體,這有助於減少交通堵塞和事故。因此,新興市場的交通工具將全面數位化,例如電動車,同時還要優化整個能源網絡(包括電動車)的數位基礎設施。為支持這種數位基礎設施,邏輯、記憶體、功率半導體,以及建構於這些半導體的生成式人工智慧、量子運算等也將成為必要的元素。

在前一節中,我提到了關注製造業有助於數位化投資,但半導體投資目前大多關注在智慧型手機和其他個人設備上。一旦包括交通工具及能源網絡的基礎設施也全面數位化、優化,對半導體的持續投資也將成為可能

 

工研院扮演工業與學術界之間的橋梁

脫碳能源的實施,其挑戰在於必須從廣泛角度看待「生活在舒適現代社會」的願景,因此各界專業人士的討論十分重要,然而僅彙總會議結論,不論花多少時間,都無法實現理想的的整體優化。

幸運的是,像工業技術研究院(ITRI)這類型的工業、科學和技術中心,正在全世界各地發展。可以預期,這些中心將整合各國討論,並充當彼此之間的翻譯者,藉此相互協同工作,實現整體優化的目標。

此外,這些中心還可望在每個國家內做為工業和學術界之間的橋梁。我相信透過這些方式,將在脫碳能源領域,找到充分利用尖端科技實現產業化的解決方案。

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