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全球趨勢

ESG國際快訊》綠色算力新戰場!日本押注AI強權,水下、氫能資料中心成解方?

日本的產業策略核心,是吸引AI和晶片公司建立資料中心、半導體工廠。圖片來源:Photo by HAYASHI KANNA on UnsplashTags:日本國旗圖說:Photo by HAYASHI KANNA on Unsplash
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▋海底數據中心崛起!中國首推商業化服務,挑戰微軟未竟之業
▋淨零碳排曙光乍現?報告揭露:再生能源增長已超全球用電需求
▋全球碳排最大來源國公布最新計畫,為何專家批「太保守」?
▋與川普針鋒相對!教宗良十四世發聲:譴責氣候變遷懷疑論者
▋「天然界鑽石」大變身!新加坡成功開發花粉防曬乳,抗UV更環保

隨著生成式AI崛起,全球資料中心用電正急遽飆升。國際能源總署(IEA)預測,如果目前趨勢不變,到2030年時,資料中心耗電量將占全球總用電量的3%。作為亞洲首屈一指的資料中心樞紐,日本也必定會面臨挑戰。

目前日本的產業策略核心,是吸引AI和晶片公司建立資料中心、半導體工廠,其中最顯著的例子就是台積電在熊本縣新建的龐大工廠,但日本也承諾在2050年前實現碳中和,並致力於使日本目前仍高度依賴化石燃料的能源部門脫碳。

《日本時報》(The Japan Times)指出,日本正處在資料中心建設熱潮中,在275個公開上市的資料中心中,約有20%是在過去十年成立。日本資料中心協會(Japan Data Center Council)事務局長增永直大分析,目前多數新建的資料中心都是為了支援手機雲端服務,多半集中在東京、大阪郊區,這些地區擁有穩健電網,通訊和能源供應充足。

增永直大強調,日本擁有非常完善的基礎設施,使其能成為亞洲資料中心的頂級選擇,「在擁有足夠基礎設施的同時,地緣政治又相對安全的國家並不多。」

然而,資料中心消耗大量電力和水,隨著生成式AI正式起飛,消耗只會增加。一座典型的100千瓩(MW)資料中心,每日用水量相當於6500個家庭,用電量則等於10萬個家庭。此外,發電是全球二氧化碳排碳最大來源,也是全球氣候危機的主因。

日本跨區廣域營運協調機構(Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators)估計,未來十年內,資料中心和半導體工廠的用電需求將成長超過14倍。為此,東京、大阪地區的電力公司正投入數千億日圓來強化電網,並尋找提高資料中心效率、與周邊城市協作的方法。

例如,東京電力就有一項計畫,希望能回收資料中心排放的熱量,並將其供應給附近工廠。正因類似的方案推陳出新,再生能源研究所(Renewable Energy Institute)研究主任石田雅也認為,新的資料中心並不會干擾目前減碳趨勢,「過去10~15年,用電量下降的最大原因,就是能源效率的提升。暖氣、冷氣、照明,都變得更有效率。」

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他進一步樂觀估計,AI和資料中心的更廣泛應用,反而會減少能源消耗、二氧化碳排放。科普雜誌《科學美國人》(Scientific American)也抱持相同論點,指出如果能善用AI改善交通、能源和食物生產,未來十年每年可減少高達54億公噸的全球氣候汙染。

不過,眼前的難題是,日本在能源使用、溫室氣體排放、氣候政策方面的評級仍被列為低或非常低。而一些新的資料中心、電網計畫已經明確採用較永續的方法,如本田(Honda)、矽製造商德山(Tokuyama)、三菱集團(Mitsubishi Corp.)在8月啟動一項計畫,利用回收電池建造日本第一座氫能動力資料中心。

航運公司日本郵船(Nippon Yusen)也和日本電信電話(NTT)、尤里烏斯能源控股(Eurus Energy Holdings)、三菱UFJ銀行(MUFG Bank)、橫濱市政府合作,研究離岸浮動綠色資料中心的可行性。日本郵船先進技術開發團隊董事森福正幸表示,離岸資料中心有潛力大幅降低建設、土地成本,但客戶擔心海洋環境會干擾資料中心運作,也對連線、存取問題有所顧慮,因而希望透過此計畫打消疑慮。

日本從政府到民間無不積極找出資料中心吃電怪獸的解方,反映各國在這場AI國力之爭競爭的激烈。《日本時報》提醒,除非日本加倍投入擁抱資料中心,並為其建立永續能源基礎設施,否則營運商可能會轉向美國、中國或其他國家。隨著日本產業政策傾向發展AI,資料中心的持續增長將無可避免,但這種成長對日本減碳目標究竟是福是禍,答案或許在未來幾年才會揭曉。

海底數據中心崛起!中國首推商業化服務,挑戰微軟未竟之業

一家中國公司正計劃把一組伺服器艙沉入上海近海,希望能解決運算領域的能源困境。示意圖。圖片來源:Unsplash by Alexander Schimmeck

耗電量巨大的資料中心運作時會產生巨大熱能,一家中國公司正計劃把一組伺服器艙沉入上海近海,希望能解決運算領域的能源困境。

法新社指出,在南通市附近的碼頭上,工人們正為了一個巨大的黃色艙體進行最後收尾工作,這種「水下伺服器」,可以運用洋流保持低溫,和陸上資料中心需要耗費大量能源的空調、水蒸發冷卻方式不同,但對生態的影響、商業可行性目前依然存在疑問。

2018年,微軟曾經在蘇格蘭海岸試驗過該技術,在為期兩年的實驗中,水下伺服器艙故障率只有陸上的1/8,而且海水冷卻大幅減少空調能耗,整體能源使用效率(PUE)表現相當優異,但維修與升級困難、部署與回收成本過高,加上應用場景有限、生態法規疑慮,雖然技術上證明可行,但並未打算進一步商業化。

儘管有前車之鑑,但這個預計在10月中旬沉入海裡的計畫,不只是全球第一批類似商業服務之一,更將為中國電信與另一家國有AI運算公司客戶提供服務,也是中國政府為了降低資料中心碳足跡而推動的廣泛計畫一部份。

因此,中國政府也補貼進行該計畫的海事設備公司海蘭德(Highlander),在2022年提供該公司人民幣4000萬元(約合新台幣1億7113萬元)補助,用於在海南省一個類似計畫,目前仍在運行中。

但美國加州大學河濱分校(UC Riverside)研究員任少磊示警,在水下資料中心大規模推廣以前,仍需克服重大的建設挑戰和環境問題。海蘭德上海計畫的工程師周軍也表示,水下資料中心的實際建設遠比最初預期的更具挑戰。

最明顯的挑戰,就是如何確保設備內部乾燥,並防止鹽水腐蝕。中國的解方是在伺服器所在的鋼製艙體上,使用含有玻璃薄片的保護塗層解決問題,而且為了方便人員進入,還將設置一座電梯連接主艙體和保持在水面上的部份。

此外,美國佛羅里達大學、日本電氣通信大學研究人員也發現,水下資料中心更容易受到水傳導的聲波攻擊,但中國如何應對,目前仍不得而知。

除了技術上的難題,水下資料中心對周圍水域的暖化效應,也引發對海洋生態系統影響的疑問。因此,任少磊建議,離岸設施可作為傳統資料中心的補充。它們可能不會取代現有的傳統資料中心,但可為某些特定領域提供服務。

淨零碳排曙光乍現?報告揭露:再生能源增長已超全球用電需求

今年全球再生能源總發電量有史以來首次超過燃煤發電量。示意圖。pexels by pixabay

由能源智庫Ember發表的最新報告指出,今年全球太陽能、風力發電量已經超過全球用電需求增長;這表示,全世界的太陽能與風能發電量增加速度,已超過全球用電需求的成長速度。同時,全球再生能源總發電量有史以來首次超過燃煤發電量。

該報告發現,今年上半年,全球太陽能發電量成長達31%,創史上新高,而風力發電量也成長7.7%。太陽能和風力發電總計增加超過400兆瓦時(Terawatt Hours),甚至超過同期全球總用電量的成長。

這顯示,只要持續投資太陽能、風電、水力發電、生質能、地熱能等再生能源,即便全球用電需求快速增加,世界仍有可能擺脫汙染性發電。

與此同時,化石燃料總發電量略有下降,儘管降幅不到1%,但該報告主要作者、Ember資深電力分析師維亞特羅斯-莫蒂卡(Małgorzata Wiatros-Motyka)表示,總量下降雖然不大,「但這是一個轉捩點!我們看到碳排開始趨於穩定。」

不過,隨著美國的潔淨能源因為川普政府的政策轉變而面臨挑戰,則為這股趨勢增添一絲隱憂。《歐洲新聞》(Euro News)指出,川普政府終止拜登時期支持潔淨能源計畫的撥款,廢除氣候相關法規的核心政策,並暫停風力發電開發計畫。

同時,川普政府還解除對採煤的障礙,給予燃煤電廠、其他汙染性產業兩年的法規寬限期,並為這些燃煤電廠提供數百萬美元的專款。

但這並不影響專家認為再生能源將取代化石燃料的趨勢。研究機構Project Drawdown資深科學家史密絲(Amanda Smith)表示,再生能源仍有機會在滿足部份需求成長的同時,持續取代化石燃料。

與川普針鋒相對教宗良十四世發聲:譴責氣候變遷懷疑論者

教宗良十四世。圖片來源:Unsplash by Alexander Schimmeck

就在美國總統川普於聯合國大會疾呼「氣候變遷是世界上最偉大的騙局」後,出身美國伊利諾州芝加哥的教宗良十四世(Pope Leo XIV)對否認氣候變遷的人士表達譴責,認為他們「正助長對上帝創造物的破壞。」

「有些人選擇嘲笑日益明確的氣候變遷科學,譏諷那些談論全球暖化的人,甚至把那些受影響最深的窮人歸咎於此事,」教宗良十四世是在10月初一場紀念前任教宗方濟各在2015年發布《願祢受讚頌》正式教義信函十週年的會議上發表這番談話,該信函呼籲信徒保護地球,包括對抗氣候變遷在內。

良十四世強調,「我們不能在藐視上帝創造物時,卻愛著我們看不見的上帝。我們也不能在不認同耶穌基督對創造物的觀點、不關懷所有脆弱和受傷之物的情況下,稱自己為基督的門徒。」

良十四世跟隨方濟各的腳步,呼籲「社會上的每個人,應向政府施壓,制定並實施更嚴格的規定、程序和管控措施,」以對抗氣候變遷、保護環境。

「天然界鑽石」大變身!新加坡成功開發花粉防曬乳,抗UV更環保

山茶花粉製成的天然防曬乳,就算沖入水中,也不會傷害珊瑚。unsplash by David Clode

塑膠造成的汙染,已經讓不少國家開始警戒。但在新加坡南洋理工大學,一項「取代塑膠」的研究,正在進行中。該校材料科學與工程學教授趙南俊(Cho Nam-joon)花費近十年時間,研究如何開發、利用孢粉素。這種物質異常堅韌,是構成花粉外殼的天然物質,有些人稱之為「天然界的鑽石」。

由趙南俊所帶領的團隊,目前已開發孢粉素的多種應用,包括可生物分解的包裝、用於汽車的降溫薄膜。此外,他們還利用孢粉素吸收紫外線(UV)的能力,開創一種以山茶花花粉製成的天然、具降溫效果的防曬乳,而且不會傷害海洋生物。

這項研究成果於9月刊登在頂級科學期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)上。在模擬陽光照射的實驗中,用山茶花粉製成的微凝膠在降低皮膚溫度方面,優於市售防曬乳,可讓皮膚溫度在20分鐘內保持涼爽5℃。

更重要的是,與含有合成紫外線過濾劑的防曬乳不同,這款用山茶花粉製成的天然防曬乳,就算沖入水中,也不會傷害珊瑚。在對珊瑚進行的實驗室測試中,市售防曬乳在兩天內就導致珊瑚白化,並在第六天造成珊瑚死亡。

延伸閱讀:COP30氣候峰會前夕,歐盟擬以減排意向聲明達共識

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