看好氫能前景 德國尋求與台灣合作(08/22/2021 風傳媒、新新聞)
德國加速廢核、廢煤之路,明年底前所有核能電廠如期關閉,2038年之前關閉所有燃煤電廠。由於碳價越來越高,燒煤就像在燒錢,德國聯邦經濟能源部能源政策司長赫登(Thorsten Herdan)預期,市場力量會使得燃煤電廠提前關門。「德國政府大力發展氫能,投入90億歐元建立氫能價值鏈,並且將尋求與台灣的合作機會。」
作者:謝錦芳
德國9月底將舉行國會議員改選,選後新政府的重要任務是針對《氣候保護法》所訂2045年前達成「氣候中和」(climate neutrality)的目標,提出具體的措施。
台德能源轉型論壇10日舉行線上會議,赫登發表演說時指出,德國憲法法庭要求聯邦政府訂定進步的氣候法,不能把問題留給下一代。聯邦政府提出新的《氣候保護法》,將德國「氣候中和」的目標從2050年提前至2045年。這對德國的工業、能源、運輸和建築等,公與私部門,每個部門都面臨極大的挑戰,到了2045年,所有產業的溫室氣體排放必須達到氣候中和,溫室氣體排放要降為零,可能還要把二氧化碳從大氣中抽出來。
在此之前,德國原來的目標是在2050年之前,減碳80%。赫登表示,工業界主要成員以往總是強調自己屬於那剩下的20%,可以擁有排碳權,現在這些空間都沒了。
400億歐元助轉型 結合工業、能源與氣候的策略
新冠疫情衝擊各行各業,德國聯邦政府通過振興方案,在1300億歐元的振興預算中,提撥400億歐元用於協助產業能源轉型與氣候保護。赫登表示,這是一筆龐大的預算,協助工業邁向「氣候中和」,提升工業的競爭力,投資有助於「氣候中和」的資產,這是一項結合工業、能源和氣候的策略。
德國明年底前廢核,而且廢煤時間可望提前。赫登指出,「由於碳價格高漲,沒有人想投資燃煤電廠,金融業對這類投資案也興趣缺缺,我認為市場力量會迫使燃煤電廠提早關門。在廢煤之後,氫能是最佳替代選項。未來必須發展更多再生能源,發展綠氫。我們的目標是協助能源產業去碳,同時也要協助其他所有工業去碳。」
「氫能是未來能源,德國積極找尋國際合作機會。」赫登回答《風傳媒》提問時表示,德國聯邦政府去年提出「氫能戰略」,主要有兩大項,包括在德國境內建立氫能生產鏈,並且從其他國家進口氫能。目前有62個計畫正在進行。
台德合作商機 看好離岸風電結合氫能生產
他表示,「台灣在離岸風電方面有很大濳力,離岸風電可以結合氫能生產,德國與台灣有很大合作機會。可以利用風電需求不高時,把多出來的風電用來生產綠氫。」
由於目前氫能的成本高,必須擴大市場,讓價格逐步降下來。他說,德國聯邦政府提出90億歐元預算發展氫能,其中70億歐元用於建立德國境內的氫經濟,另20億歐元用於國際合作計畫,包括與台灣的合作。
論壇中,經濟部能源局局長游振偉表示,蔡英文總統已宣示將在2050年達到淨零排放的目標,台灣也將發展氫能。德方詢問,台灣是否有具體計畫,可惜,台灣目前尚未提出淨零路徑,也沒有氫能戰略。
從德國能源轉型的經驗可以發現,早期再生能源價格高昂,德國政府以躉購制度補貼,提供20年保證收購,使得再生能源穩定成長。過去10年來,再生能源價格已大幅下降逾8成,預估未來20年,再生能源市場持續擴大,價格還會再降。同樣地,氫能在發展初期,成本較高,但隨著市場擴大,價格可望逐步下降。
台灣若要在2050年前達到淨零排放,除了太陽能、風能之外,氫能是必要的選項。國際上,德、英之外,日、韓也投入大筆預算積極發展氫能,做為零碳策略的一環,台灣若要發展氫能,取代天然氣,必須擬定「氫能戰略」,讓企業有所依循,不能只有口號。
完整內容請見:
謝錦芳專欄:看好氫能前景 德國尋求與台灣合作 (08/22/2021 風傳媒、新新聞)
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【散熱劃時代革命-液冷散熱】
時間:2021/8/1
發文:NO.1287篇
大家好,我是 LEO
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❖晶片效能越強-解熱難度越高
隨著半導體晶片發展-體積越來越小,電晶體密度越來越高,逐漸朝向高性能,超薄,微型化發展,電子元件散熱的空間越來越小,單位面積內所產生的熱能卻越來越高,無論是手機、電腦發熱發熱密度皆呈現指數級增長,此外,加密貨幣挖礦場,大型伺服器與資料中心,高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人,如果熱能不能快速有效散出,輕則影響效能,嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」,導致當機無法工作。
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❖台積電未雨綢繆超前部署
今年7月台積電在超大型積體電路 (VLSI) 研討會,展示晶片水冷研究結果,採用水通道直接引導到晶片,藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議,為什麼突然做這項研究?傳統晶片散熱-在晶片上塗導熱矽脂,將熱量傳到散熱器底部,導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片,最後風扇將鰭片的熱量吹走,完成散熱。
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但是,若未來晶片採用 3D 堆疊技術,最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面,線路的密度將是2.5D的1000倍,散熱就會遇到大瓶頸。
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3D堆疊晶片設計更複雜,更小的微縮製程,把晶片一層一層的堆疊起來,中間部分難以有效散熱,所以台積電的研究人員認為,解決方法就是讓水在夾層電路間流動,讓水直接從晶片內帶走熱量,這是最有效的方案,這裡指的水並非一般純水,而是不會導電的介電液,實際上操作起來非常複雜且昂貴,目前處於研究階段,這顯示出解決晶片散熱問題,將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
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❖晶片改朝換代推動-伺服器新設計
我們從上面描述可以知道新晶片設計只會更小,更複雜,更熱,而伺服器產業面臨的問題會更大,試想大型資料處理中心,裡面有多少伺服器?多少高階CPU、GPU都是24小時不斷電持續運作,龐大的熱能如何處理?當處理器的瓦數越來越高,一般來說,處理器的熱設計功耗超過240W就很難用風扇(氣冷)來解決,偏偏霸主Intel或是AMD新一代處理器動輒超過270甚至280W,現在馬上面臨到需要液冷散熱來帶走熱量。
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❖跟著產業霸主的方向走準沒錯
Intel在伺服器市場,主流解決方案以x86架構為主,全球 CPU市占率約 92%左右。未來Intel 仍將保持產業龍頭的地位,圍繞它的 CPU平台的升級仍是影響伺服器硬體產業鏈周期性變化的關鍵因素。
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2021 年第一季開始Intel最新的 Whitley Ice Lake 的處理器已向資料中心業者小量出貨,第二季開始放量,到第四季預估將占總出貨量的 40%,滲透率將大幅且快速提升,下一步,Intel英特爾預計 2022 年初量產支援 PCIe Gen5 的 Eagle Stream 平台,將會加速升級資料傳輸速度。
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❖英特爾正式將水冷散熱放進白皮書
有趣的事情來了,產業龍頭也意識到新平台-散熱問題非常棘手,2020年Whitley平台是intel「首度」將水冷頭(注意:非浸沒式)納入技術白皮書,更誇張的事情是未來的新平台 Eagle Stream第一顆CPU Sapphire Rapids至少 300W以上,甚至將來很多GPU會達到500瓦甚至700W以上,水冷散熱方案成為唯一解方,冷卻液監控主機(CDU)與水冷頭(覆蓋在處理器上方的水冷散熱片)全世界只有三家廠商通過Intel認證,台灣的廣運(6125)是唯一兩項全拿的合格供應商。
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❖節能減碳-省電又可以賺積分
歐盟在7月剛通過55套案,其中碳邊境調整機制,又稱碳關稅,預計自2023年起試行,2026年正式實施,先從鋼鐵、電力等產業先行,但是用電大戶的資料中心無法置身事外,跟大家分享一個數字會比較有概念,2017年中國數據中心總耗電量為1200-1300億KW,超過三峽大壩與葛洲壩電廠2017年全年發電量總和(分別為976億KW、190億KW),占中國總發電量的2%,到了2025年資料中心耗電將高達 3842億KW,占全中國總發電量的 6%,這隻吃電怪獸肯定會被盯上,高排碳業者會被課較高關稅(碳關稅),將進一步帶動資料中心業者積極導入液冷散熱達到「省電」與「節能減碳」的效果,甚至有望仿效電動車Tesla透過碳積分來挹注獲利,可望大幅提高液冷散熱滲透率。
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❖水冷散熱技術門檻高-不簡單
2021年3月26日雲端資料中心伺服器開發商---緯穎科技宣佈,參與資料中心液冷廠商LiquidStack的A輪融資,並取得一席董事席位,其實早在2019年緯穎就與3M合作開發液冷方案,但是3M的電子氟化液是非導電-介電液是一種專利配方,掌握在3M手中,未來耗材都需向3M購買補充,入股LiquidStack可望取得自主技術。
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大家知道這種-不導電的「介電液」有多貴嗎?1公斤要價100美元,一個180KW的機櫃光是介電液裝滿就要價1000萬,重點是這個介電液每年都會耗損,需要定時補充,這樣就知道賣水的概念有恐怖、有多賺了吧,得介電液者得天下。
就算目前短期重點放在一般的「冷卻水」,得到英特爾認證的兩款冷卻水,一個櫃的成本大約7~8萬元,廣運集團研發成功的介電液打七折賣,一公斤70美元就相當有競爭力,而冷卻水一個櫃更只需要8000元,重點是水要通過認證,水在管線裡面跑如何恆久不變質?裡面還必須添加抗凍劑、苔癬抑制劑等特殊配方,是不是很多眉角!這些都是LEO深入研究去挖出來的。
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❖廣運(6125)上中下游整套系統全部整合
目前有三大產品線,水冷背門(20~25萬)/櫃,水冷頭(100~150萬)/櫃-目前英特爾首度放入新平台技術白皮書,已通過Intel認證,浸沒式機櫃(1000萬)/櫃,此外還有最重要的冷卻液監控主機(CDU)它是水冷散熱技術的根源,還有各種耗材、管線、冷卻水、介電液都是未來的發展重點。
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傳統散熱模組雖然便宜,一個42U的機櫃,風扇加散熱模組成本頂多台幣8~10萬,但將來水冷變成剛性需求,水冷頭機櫃,水對氣120~150萬/櫃,水對水90~120萬/櫃,全球的資料中心大約有 500萬櫃,每年新增30萬櫃左右,大家可以算看看,這產值增速有多恐怖。
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目前全世界只有2家公司有能力量產伺服器等級水冷頭機櫃,雙鴻、超眾這些傳統大廠要跨入最難的CDU(水冷監控主機)至少需要5年以上的參數與經驗值,而廣運的陳總已經深耕30年的散熱產業經驗,水冷頭機櫃的五大關鍵零件--廣運擁有四項(CDU、水冷頭、分岐管、制冷背門)盲插或快接頭,這個產業很新,很多法人也還沒那麼了解,有很多眉角,很多技術秘密,篇幅有限今天LEO就先介紹的這邊。
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天佑台灣,疫情早日結束❤️
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台灣5月兩次大停電 美國商會發布《2021台灣白皮書》:需加倍提升燃氣與再生能源發展!(06/16/2021 蘋果日報)
(陳培煌/台北報導)台灣今年5月在一周內連續發生兩次停電,加上Covid-19疫情爆發社區感染後,在家工作模式劇增導致用電量吃緊。台灣美國商會今(16日)舉行線上記者會發布《2021台灣白皮書》,內容提到近期遠距工作增加、缺水造成的水力發電供給不足與提前到來的炎熱天氣,造成短暫供電問題,再次凸顯台灣長期能源自給議題;商會建議台灣政府需加倍努力提升新的燃氣、太陽能與風能等再生能源發展。
台灣美國商會成立1951年,目前有超過1000位個人會員代表過500家企業,在促進美台交流扮演鍵色,每年出版《台灣白皮書》迄今已邁入第25年。
台灣政府需加倍努力提升新的燃氣、太陽能與風能等再生能源發展。透過簡化申請與認證流程和 推動新的能源政策,以促進電網規模能源儲存技術與電力市場自由化,將有助於達成目標。此外,政府應強化電力的彈性調度與分配系統,以避免產業中斷或駭客攻擊。
白皮書指出,為實現政府減碳及穩定發電的目標,迅速增加液化天然氣的進口量是必須的。今年決標的興達及台中電廠燃氣複循環發電機組興建工程是重要的進程,儘管此重大工程仍面臨許多挑戰。若台灣要從此項投資中獲得最大效益,就必須確保液化天然氣接收站的基礎設施可滿足容量需求及調節能力。
白皮書指出,這方面的進展在去年卻因環評許可證的延誤和因預算不足需進行多次投標而明顯落後。對於公、私部門而言,未來兩年內大幅增加液化天然氣的項目十分重要。再生能源的進展相對順利,許多大型風電和太陽能計畫陸續啟動,政府也往創造具競爭力市場的目標邁進。然後政府並未達成去年新增再生能源發電的目標。儘管有大量未利用的土地和適合的閒置空間,尤其是在台灣南部,陸上太陽能擴張速度緩慢的原因之一是一系列複雜的監管和政治障礙。
商會指出,台灣政府正朝著正確的能源轉型方向邁進,並期待與能源局持續密切合作,以加快過渡期的步伐,在2025年前減少煤炭與核能的使用情況下,同時保持電網的穩定性和具競爭力的價格,有必要允許更多的民營電廠 進入台灣電力市場, 以促進競爭並加速開發更多的發電量,最重要的是要在允許市場力量推動額外能力的開發與鼓勵新技術間取得適當的平衡,同時確保市場提供能夠滿足台灣能源需求的政策。台灣政府還需要進行核電廠的退役,並確定台灣核廢料有最佳存儲位置和處理途徑。
商會說,認知到台灣當前目標是2050年將碳排放量減少到2005年的50%。許多鄰近國家所設定的減碳目標更為積極,在2050年或2060年前就希望達到淨零碳排以減緩氣候變遷帶來的風險。台灣在全球零碳排活動中處於有利地位,且台灣的經驗、創新、研發和專業知識,可以成為全球效仿的榜樣。
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