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全球趨勢

ESG每週必讀》AI算力潮讓資料中心化身GW級吃電怪獸,全球大廠瘋搶無碳電力

過去資料中心的競爭焦點是空間、散熱、機櫃規模,如今電力供應成了首要關鍵限制。pexels by panumas nikhomkhai

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AI熱潮延燒,除了算力提升外,電力也從單顆晶片功耗由250W激增至3000W,電力與算力成為決勝關鍵。面對資料中心、AI工廠紛紛邁向GW級規模,科技巨頭不只搶晶片,更積極投資能源,將戰略從RE100轉向「24/7全時無碳能源」。台灣作為全球供應鏈樞紐,也正面臨這場能源競賽帶來的挑戰與新契機。

「No AI without energy!」DIGITIMES分析師余佩儒於3日在「DIGITIMES科技大勢2026」論壇開場,便點出全球資料中心面臨的核心問題。新一代AI模型需要更高算力,而算力成長直接推升用電與冷卻需求,使電力供應成為資料中心擴張最主要的限制。

余佩儒指出,過去資料中心的競爭焦點是空間、散熱、機櫃規模,如今電力供應成了首要關鍵限制,全球AI正把能源系統推向一個前所未有的壓力臨界點,「未來不是你要買多少機櫃,而是電網能給你多少電。」

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單晶片耗能衝破3000W,GW級資料中心時代來臨

這股壓力的根源,來自GPU規格的高速膨脹。「Energy is the limiter!」(能源才是真正的極限),余佩儒引用輝達執行長黃仁勳的話說明,從2014年Kepler架構耗能僅250W,至今Blackwell架構單顆晶片功耗已飆至1500W,預計2026年問世的 Rubin,更可能突破2000W、甚至逼近3000W。

余佩儒表示:「每一代GPU都更熱、也更耗電,但AI運算效率卻是以倍數成長。」這種效能與耗能同步攀升,正以連鎖效應推高伺服器的用電與散熱需求,讓資料中心全面邁向新的量級。以目前的發展來看,2024年中大型雲端資料中心的用電需求大多落在10~30MW,到了2025年,AI工廠則可能需要30~200MW電力規模,若在2030年則會跨入GW等級電力需求的壓力。

圖/DIGITIMES分析師余佩儒。黃泓瑜攝

余佩儒指出:「GW級別資料中心將成為新常態。」包括OpenAI、Meta等科技巨頭近年都宣布打造耗電量堪比一座城市的超大型基地。以Meta「亥伯龍」(Hyperion)為例,規模上看5GW;馬斯克旗下AI公司「xAI」所推出「Colossus」則達1.3GW;而OpenAI「星門」(Stargate)計畫更高達10GW。她預測,目前全球資料中心耗電量約為416TWh,2030年可能突破1000TWh。

綠能轉向低碳就地發電,AI催生核能復興浪潮

面對AI帶來的龐大電力需求,全球科技巨頭的能源策略正快速轉向。「當科技公司開始把資金投入發電,而不是只買伺服器,就代表能源供應已成為AI競爭的核心門檻。」余佩儒指出,企業過去追求RE100,多依賴太陽能與風力等再生能源。然而AI伺服器需要24小時運轉,看天吃飯的間歇性綠電已無法滿足需求,因此Google、微軟等公司紛紛將目標升級為更高標準的「24/7全時無碳能源」(24/7 CFE),其中核能與綠氫也被納入選項。

尤其,這股追求穩定電源的趨勢,進一步催生了科技界「核能復興」。比如微軟宣布重啟三哩島核電廠;Google投資核能新創凱洛斯電力(Kairos Power)的小型模組化反應爐(SMR);OpenAI執行長奧特曼親自入股核融合公司海利恩能源(Helion Energy),而輝達也投資核融合公司聯邦核融合系統(Commonwealth Fusion Systems)。種種動作顯示,科技大廠已不再等待能源市場成熟,而是主動投入、加速低碳基載能源的發展。

圖/余佩儒表示,由於向公用電網申請供電往往曠日費時,美國許多資料中心開始採取自力救濟。示意圖。pexels by ALLAN FRANCA CARMO 

根據美國核融合產業協會(FIA)報告分析指出,2021年至2025年全球核融合投資成長5倍,2025年投資金額高達97億美元;其中「聯邦核融合系統」總募資金額便有20.6億美元,成為最多企業投資的核融合公司,其次是Google與雪佛龍也有投資核融合公司「TAE」,也擁有13億美元募資金額。

除了尋找新電源,發電模式本身也正在改變。「由於向公用電網申請供電往往曠日費時,美國許多資料中心開始採取自力救濟。」余佩儒表示,透過就地發電(On-site Power)來打造分散式低碳能源正成為新趨勢,業者不再依賴電網,而是在資料中心旁直接建置燃料電池,再搭配儲能系統,形成小型獨立微電網。

余佩儒解釋,這種自給自足的「能源孤島」雖然成本較高,卻能確保算力中心如期上線,避免卡在供電排隊、電網擴建延誤等問題。她認為:「未來幾年此類模式將成為解決AI時代供電瓶頸的主流做法。」

余佩儒預測,2030年資料中心用電結構將以低碳能源為主,占7成,天然氣與煤炭等將低3成以下。另外,儲能電池、燃料電池與燃氣機組將成為資料中心的「鐵三角」,扮演就地發電的重要角色。

北部電網塞爆變電所難產,台電推電力園區籲AI產業南移

圖/台電系統規劃處處長易序權。黃泓瑜攝

不僅產業端擁有龐大電力壓力需求,回到台灣來看,在電力端也出現嚴峻的供電現場。「電力設備現在不僅台灣在搶,在全球主流國家搶都搶不到。」台電規劃處處長易序權於3日在勤業眾信舉辦「低碳能源,決定AI未來」研討會坦言,如今全球電力設備的供應都陷入前所未有的瓶頸,大型燃氣渦輪機的交期從2~3年延長至7~8年,價格甚至翻了3倍;變壓器、開關設備也從40週延長至120週,仍不一定能交貨。

除了設備短缺,資料中心選址與區域供電差異也成為新的壓力來源。近年Google、AWS、Meta接連在台布局大型資料中心,輝達與鴻海宣布2026年在高雄打造27MW的「AI工廠」,GMI Cloud也規劃在2026年3月於桃園啟動16MW的AI資料中心。然而,易序權表示,這些基地多落在都會區,土地有限、基礎設施競爭激烈,再加上電網容量緊繃,使建設難度倍增。

「其中最關鍵的是『北電南送』結構長期未解。」易序權指出,北部供電不足使所有新增用電負載都會推升電網壓力,再加上土地稀缺與鄰避效應(NIMBY)讓變電所難以找到合適位置,許多園區在企業進駐後才發現未預留變電所空間,導致「有電送不進去」,電網如同只有車道、卻缺乏交流道的城市道路。

另外,企業申請用電量與實際落地量落差過大,使電網規劃更加困難。易序權透露,從2021年至2023年,資料中心每年申請超過1000MW,但真正落實僅三成,大量「假性申請」讓台電難以掌握實際發展步伐,增加規劃風險。

隨著AI推動算力需求,資料中心耗能甚至逼近半導體廠。台灣最大資料中心已從100MW成長到220MW,等同一座高階晶圓廠的用電量。「每增加兩座大型資料中心,就像要再蓋一部火力發電機。」易序權認為,AI與半導體雙軌並進將對供電形成巨大壓力。

「資料中心最快三年可完工,但電網興建常需十年以上,包含徵地、環評、線路架設等程序,速度遠遠跟不上產業擴張。」為解決此矛盾,易序權提出「電力園區」概念,主張資料中心應改變過往全往北部都會集中的模式,而是「主動靠近電源」,往中南部電力較充裕的地區移動,讓穩定負載就近消化掉,減少輸電損耗,也避免北部電網持續惡化。

易序權強調,台灣若希望在AI時代成為「算力小島」,而不只是高耗能儲存基地,未來國土利用、能源配置與產業策略都必須同步調整,這將需要政府、台電與產業三方共同協作。

AI帶動能源革命,台廠能源、儲能供應鏈迎來新商機

圖/儘管AI資料中心不斷擴建讓電網建設面臨挑戰,但這波能源轉型卻也為台灣供應鏈帶來了巨大的新商機。示意圖。unsplash by
Igor Omilaev

儘管AI資料中心不斷擴建讓電網建設面臨挑戰,但這波能源轉型卻也為台灣供應鏈帶來了巨大的新商機。余珮儒分析,隨著全球對「就地發電」與「儲能」的需求暴漲,台灣相關供應鏈正站在風口上。她特別點出,台灣在燃料電池與儲能系統領域擁有完整的產業鏈。

在燃料電池方面,甲骨文(Oracle)、美國電信公司Equinix、雲端業者CoreWeave等企業建置資料中心都採用來自Bloom Energy的固態燃料電池,在全球已部署超過1.5GW電量。余珮儒指出,作為其關鍵零組件供應重鎮的台灣廠商,如高力、康舒、保來得等,將來訂單能見度可大增。

值得關注的是,余佩儒看好台達電近年來投入氫燃料電池的布局,她認為,台達電具備在地供應鏈製造與系統整合優勢,量產後有機會在全球氫燃料電池取得市場地位。目前台達電在台南已建置首座MW級水電解製氫與氫燃料電池測試平台,2025年更在桃園觀音廠布局氫能新事業,目標2026年開始小規模量產,將來可應用在資料中心與半導體。

在儲能方面,為了調節綠能與備援,余珮儒認為,表後儲能將在2026年迎來爆發年。台灣業者如台塑新智能、鴻海等,不僅投入國產電芯製造,光寶、東元、大同、友達更在功率調節系統(PCS)、電池管理系統(BMS)與能源管理系統(EMS)展現技術實力,從過去依賴國外進口,轉向自主研發與製造,未來幾年有機會投入在資料中心。

圖/余佩儒認為,地熱將接棒太陽能與風電,成為台灣下一波綠能開發的重點。示意圖。大屯火山區觀測站官網

此外,地熱開發也成為新亮點。台灣Google日前已宣布投資台灣地熱案場,雖然初期規模僅1MW,但象徵意義重大。余佩儒認為,這預示著地熱將接棒太陽能與風電,成為台灣下一波綠能開發的重點,而台灣本身的地質條件與供應鏈能力,正好能在此領域發揮優勢。

「無論國際政局如何變動,分散式、低碳能源的發展趨勢都已不可逆轉,」余佩儒總結,AI的未來,不再僅僅取決於晶片的奈米製程,更取決於國家能多快地布建出穩定、清潔且足夠的電力系統,這不僅是科技業者的焦慮,更是國家競爭力的核心指標。

延伸閱讀: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?

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