文/徐元直
全球AI快速發展,算力即是國力,也是電力。台電預估AI Data Center(AIDC,AI資料中心)未來用電量將持續高速成長,且AIDC用電密度太高,恐對民生及其他產業用電衝擊太大,因此台電研議針對AI資料中心祭出新管理規則,包括選址須鄰近電源、須自備電源、以及適用特定電價費率等面向。
隨著AI發展,根據IEA(國際能源總署)預估,到2030年資料中心用電量將逼近全球總電力的3%,其中AI伺服器將成為新增用電的主要來源,貢獻近半數的增量。台綜院報告指出,目前全球有超過8000個資料中心,其中約33%位於美國,16%位於歐洲,接近10%位為中國大陸。2024年全球資料中心耗電已達415TWh,占全球用電量約1.5%。
因AI發展需要龐大電力,被視為「吃電怪獸」,各國科技巨擘也對AI資料中心訂定發展策略,以美國《AI行動計畫》指出,AI帶來龐大電力及基礎設施需求,要求強化電網、擴增可調度能源。
面對AI快速發展,國科會、經濟部能源署、台電也開始關切、研討AI用電可能呈爆炸性成長的因應之道。國科會副主委林法正是國內電力專家,也是台電前常務董事,他指出,根據國科會資料,預計到2029年全臺灣AI算力中心(資料中心),包括政府和民間合計的規模大約會達到450MW,而且AI 算力中心需要穩定電壓與頻率,對電力品質要求更甚科學園區。簡言之,AI算力中心建置對於穩定供電將是大挑戰。
根據台綜院報告指出,臺灣目前有36座資料中心,北部28座,中部3座,南部5座,有22家資料中心營運者,負載約是60MW規模,約占臺灣用電量0.16%。另還有五個正在規劃與興建的案場,用電規模將增加為100MW。
若以目前資料中心負載60MW,國科會估計2029年民間和政府合計的AI算力中心將達450MW,短短三年後,將是目前7.5倍。這將是爆發性成長態勢。
台電總經理王耀庭表示,現在2個機櫃的GB300就要價1億元,「非常非常貴」,因此初期AI算力中心設置量還不至太多、太快。但他也預料,待未來AI應用更廣泛後,AI資料中心的設置量將呈指數型成長,這意味著將來電力需求將呈指數型成長,因此台電必須及早思考未來AIDC設置供電及配套等問題。
AI會有多吃電?台電董事長曾文生形容,台電大樓整棟樓的用電負載不到2.5 MW(千瓩)。而現在一個AI算力櫃,如GB200/300系列,就要1.4 MW,這意味著,兩個機櫃的用電量就超過整棟台電大樓。
他表示,台電對於電力用戶是有分類的,工廠是用電密度最高,住宅、商辦相對低。AI Data Center「用電密度太可怕了」,其用電密度遠高於一般工廠,甚至只有半導體廠能與之相比。且AIDC體積非常小,可以放在都市商辦大樓內,在局部電網中,若用電密度非常高,會把電吸過去,造成區域電網快速過載,「會讓原有電網撐不住」。
王耀庭更點出台電在供電給AIDC的困難。他說,1個機櫃大小約2公尺高,19吋見方,相當於一個冰箱的大小,很難想像在都市中一個小房間塞滿算力機櫃的用電量,而為了傳輸這些算力機櫃所需電力,這樣等級的電纜恐怕需要幾十條,這在都會區恐怕難以這樣開挖。台電日前內部舉行「因應AIDC發展趨勢-電網韌性之挑戰與因應作法」研討會,邀請學者就AIDC設置配套及管理提出建議。台電也拋出未來核供AIDC的管理方向:自備電源、與電廠/變電所共址、訂定AIDC特定電費費率等。
曾文生表示,因應AI用電成長快、用電密度大,AIDC應該要跟電源放在一起,減少電網負擔。供電端與AIDC都應各自協調,是最好方式,如果只是單一方解決,供電成本將會拉很高。
曾文生表示,設置AIDC將會逐漸設計出規範,例如要設置緊急供電設施,如柴油發電機。其次是區域供需平衡與「 Power Couple 」概念,目前國外的初步解決方案是共置,盡量讓AIDC與電廠擺在一起,減少電網輸送的負擔。在同一個場址裡面,要做供需的匹配,在一個相對小範圍電網系統裡面解決掉。
「AIDC應該會是台電核供最嚴格的對象,」台電總經理王耀庭直言,AIDC設有機會在電網較鬆地方,例如桃園以南設置;但若沒有配套措施,就必須嚴格限制它設置地點,例如就在電廠旁邊3、5公里之內。事實上,台電已限制桃園以北不接受5MW以上中心申設。臺灣也在2025年11月修正「能源管理法」3項子法,將新(擴)建5MW以上資料中心與主機代管資料中心納入能源使用說明書審查範疇,於建廠前提出能源使用先期規劃並送審查;明訂超大型資料中心(提供雲端服務之業者)PUE(Power Usage Effectiveness,電力使用效率)不超過1.3、主機代管資料中心(業者提供空間、電力、網路環境供客戶租用)PUE不超過1.4。
台綜院長吳再益指出,全球資料中心建設趨勢,朝向自建電源或選址於電廠附近,提升傳輸效率,減少能源損耗與碳排、分散風險並提高供電可信度。
因應AI資料中心興起,台電副總經理蔡志孟表示,各國已開建立配套方向,例如,南韓規定10MW以上資料中心設置須通過電力系統影響評估;新加坡、德國則要求新設資料中心,須符合PUE一定以下的能效標準。至於選址,美國則要求Google、Amazon及Microsoft資料中心選擇與低碳電源共址,強制或自願須配合降載、建議自備電源以穩定系統。
吳再益指出,以國內目前申設36座資料中心來看,七成八是設在北部區域。目前因大多數通訊海底電纜登陸地點設於北部,為了降低延遲,資料中心業者都希望設址在臺北或桃園以北。但北部因人口成長,新設電廠預計無法如期完成、加上近年傳統電廠除役機組多,新北市及臺北市電力自主率偏低,根據科技、民主與社會研究中心(DSET)報告指出,新北市及臺北市電力自給率低於51%,遠低於桃園市、臺中市、臺南市及高雄市;若AI資料中心持續集中在新北市及臺北市,「將使區域電力供需不均加劇」。
台電表示,目前世界各國資料中心建置地點,多靠近終端用戶及人口集中地區,臺灣亦有同樣趨勢。台電預估,資料中心整體用電量仍逐年上升,一座大型AI資料中心相當10萬戶家庭用電,占地小,但用電密度高,是一般住宅的129倍、商辦大樓26倍;而且,建置一座AI資料中心僅需2~3年,建置非常快速。
台電表示,若集中在都會區,配電將排擠既有饋線容量,影響民生用電;若使用輸電供電將面臨都會區不易施工問題,供電線路新擴充不易,無法滿足資料中心建置時程。此外,全球AI用電成長,全球同時搶電力變壓器、開關設備等,國內電力建設受國際供應鏈影響。因應AI資料中心用電成長,吳再益認為,應以「區域平衡」為原則,中南部為太陽光電、離岸風電大量併網地區,半導體園區及資料中心若能往中南部鄰近電源地區設廠,可就地消耗電源並減少傳輸損耗。
他舉例,鴻海攜手輝達建設AI中心就落腳在高雄,建置以超級晶片GB200伺服器為核心的先進算力中心,總計64櫃、4,608顆GPU,專案完工的時間為2026年。電力配置由20MW後續再增建40MW,最終達100MW目標。
此外,台電參考世界各國經驗,為有效管理AIDC對電網影響,研議透過特定費率(電費差異)、長約要求(簽訂用電合約)、分擔成本等作法,將電力系統用電成本直接或間接反映至資料中心之用電成本。
在電力系統控制方面,透過需量反應,減少尖峰用電,自備電源、系統評估,能效標準(降低單位用電)、與電源共址等作法,降低電力系統壓力。
外界很關切未來北部地區何時可以開放申請大型AI資料中心?曾文生認為,這會隨環境改變,只要區域電網壅塞狀況改善,或者是北部有新的電源開發出來,就有機會改變。他強調,「算力」未來一定是台灣的核心課題,「電力」也是大家關注的重點,這兩個課題如何找出最佳解方,希望能早點討論,之後台電也會再與社會溝通。
編輯室報告
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