[轉錄] 2040數據中心碳中和 — 淺談日本數據中

媽媽氣候行動聯盟 文/宋瑞文
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2040數據中心碳中和—淺談日本數據中心用電概況與對策（上）

2024年經濟部公布的「AI用電5年成長8倍」，給許多人留下「AI用電很兇、用電可能吃緊」的印象。與此同時，日本關於數據中心節能或者100%使用綠電的進展也消息不斷。

*圖說：2021年時，世界主要地方的數據中心數量。（來源：日本政策投資銀行）圖表見最上方網址

世界數據中心用電概況

國際能源總署IEA估計，2026年世界上數據中心用電將是2022年的2.2倍，亦即1,000TW，相當於日本一年的總用電量。這些用電和你我日常的網路使用有關，IEA估計，一般谷歌搜尋平均一次用電約為均0.3Wh，AI服務ChatGPT回應一次耗電2.9Wh。

據自然能源媒體HATCH整理，世界網路通訊量逐年增加，而手機佔全體的15%（2019年數據）。和手機通訊密切相關的數據中心數量，全世界大致的分佈狀況，北美有3027棟、在歐洲2610棟，亞洲有1311棟（2021年數據）。

這幾年，冰島、德國、中國、美國等國，興建大量的數據中心，為避免環境衝突與能源問題，在建設時制定了嚴格的條件加以防範。

擁有大量數據中心的冰島，預計2026年數據中心用電將佔電力需求的32%，如此高的佔比，對環境的影響自不待言。為此，冰島的能源與水資源主管機關，在2021年加強各種規範與限制。德國也在住宅區設下對數據中心的限制，並要求數據中心有積極利用再生能源的義務。

在政府制定規範之餘，民間企業也積極動作。例如，總公司設在冰島的Echelon，將運用離岸風電為100MW規模的數據中心供電。具體的做法是，利用英國大不列顛島西方的離岸風電對數據中心的直接供電，實現100%使用再生能源。

2040日本數據中心碳中和

據日本政府資料，截至2024年3月，日本數據中心設有219座。如同世界趨勢一般，用電量也是逐年增加。在2022年度達8,000GWh，預計2030年度達17,000GWh ，2050年度41,200 GWh，預計之後也會持續增加。

日本的數據中心大量集中在關東與關西的特定區域，關東佔63.7%，關西佔24.5%，造成區域性的供電不足問題。因此，如何分散數據中心的設置位置，成為解決數據中心供電問題的關鍵。

*圖說：日本企業軟體銀行的數據中心建設方向，未來將逐步分散化，避免集中給予區域供電壓力。（來源：軟體銀行）

作為解決數據中心供電問題的一環，日本政府提出的「數位田園都市國家構想」，促使數據中心分散設置，避免部分地區用電過高。

在分散設置之外，日本政府環境省也著力於數據中心對再生能源的積極利用，實施「促進數據中心零碳化與電網韌性強化之事業」。

透過這項事業，政府將補助兩種對象：一、地方上新設數據中心需要的、能夠利用在地再生能源的機器設備。二、既有數據中心需要更新的節能設備。藉此促進數據中心節能與利用在地綠電。

除了分散化，日本政府還會注意數據中心的電力使用效率PUE（Power Usage Effectiveness）、設定節能指標（benchmark）等用電對策。2021年，日本政府制定「2050碳中和成長戰略」，當中規定2030時新設數據中心需節能30%，部分電源需是再生能源。2040之前數據中心達成碳中和。

台日對策的比較

在前文中，日本政府說明了數據中心的數量與分佈的情形（參考下圖），而不只是用電量的成長預測。

*圖說：根據日本政府資料做成的未來數據中心設立地圖，數量與位置一目了然。（來源：電氣新聞）

相對地，台灣經濟部在2024年公佈AI用電需求預估時，記者提問用電量代表幾家數據中心，官員答覆「有幾座很難說得準」，連同其他問題在內，回答較不精準。

日本政府對於數據中心用電，提出節能指標等用電對策。而台灣政府的解決方法是電源開發（燃氣）、電網更新與儲能，不見節能與電力使用效率，特別是後者的缺乏，受到台灣能源學者的批評。

若台灣在數據中心用電的報告，能夠提供更多資訊，或許能像日本政府提出的分散化等方法，來減少非綠能的新設電廠（待續）。

*心得：這篇文章以日本為主，介紹了外國對於數據中心的節能規劃。首先，如冰島、德國等，並不是無限制地，要用多少電就給多少電。其次，一開始就應該規劃好數據中心的區位，跟節能的目標。而台灣沒有要求數據中心電力使用效率，連確切的數量都沒掌握好。

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