德國研究!讓數位化成為工業節能好幫手

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數位化(Digitalization)高度受到國際推崇,許多國家都將其列為前瞻發展的一大方針,不僅是對資訊管理有幫助,在氣候減緩上也能帶來節能減碳的效果,只不過也有些觀點認為數位化會造成未來用電量激增。整體究竟會為氣候變遷帶來正面還是負面影響,往往也不在制定數位政策的討論之中。

近幾年數位化慢慢被廣泛運用在工業、建築節能上(圖:Acques Bughin & Tanguy Catlin

近幾年,數位化(Digitalization)高度受到國際推崇,許多國家都將其列為前瞻發展的一大方針。像德國政府在2018年就頒布「數位進程」(Digitalisierung gestalten),建立明確的政策綱領來引導經濟、勞動市場和社會領域的數位發展。台灣今年也宣稱要設立「數位發展部」,負責國家通訊傳播產業、政府資訊管理、電信業務,以及資訊安全。

當然,數位化不僅是對資訊管理有幫助,在氣候減緩上也能帶來節能減碳的效果,只不過也有些觀點認為數位化會造成未來用電量激增。整體究竟會為氣候變遷帶來正面還是負面影響,往往也不在制定數位政策的討論之中。

  「數位排碳」一說,主要跟爆炸性的資訊傳播科技(information and communication technologies, ICTs)發展有關,像人工智慧、物聯網、雲端數據等運作,都需要足夠數據中心和網路設施,這些堪比一般家電,都是可怕的吃電巨獸。這也是為什麼國際科技大廠,例如:Google、Apple、Microsoft,紛紛宣示使用百分之百的再生能源來營運旗下的數據中心,並簽訂長期再生能源購電合約。

 

「數位排碳」說認為,數位化一起飛,資料中心的耗電量就會變得很可觀(圖:Tophost, CC BY-SA 2.0

  反之,「數位減碳」一說,是認為藉由即時的監控和調配,數位化可以使能源運用更有效率和優化,這在工業領域能帶來可觀減碳效果。德國一份研究就指出,利用數據的即時更新和判讀,數位化可以更有效地預測、管理再生能源的供應變化。而工業生產製程可根據再生能源的供應,在電價比較低的時段來運作。

  根據ICT公司Bitkom的調查,這些有效的數位化運用,可讓德國在十年內減少約120百萬噸的二氧化碳排放量。這份調查另外發現,在所有部門(包括產業、交通、建築、住商)中,產業是最具有數位減碳的潛能。研究模型還推估,如果產業部門進行「漸進式 (Moderate Digitalisierung)」數位化,並將提生產線自動化和效率,將能減少35百萬噸的二氧化碳排放;如果採取「加速擴漲 (Beschleunigte Digitalisierung)」模式,減碳量可高達61百萬噸。而參與該調查的公司,也有3/4的比例認為數位科技已經協助他們降低碳排放量了。

  其實,要怎麼把數位「排碳」轉化成「減碳」,關鍵還是在於資料中心機房和網路通訊設備夠不夠綠,這時就得導入能效較高的電源系統,或甚至是監測天氣數據。像Google 宣布要蒐集天氣資料,來預測太陽能和風能的種電成果,再搭配電網每小時的碳密集度變化,能夠調配出再生能源供應資料中心運作的優化時程。這樣多數的運算工作將能夠被集中於低碳供電時間內進行,其實跟前數工業製程案例有異曲同工之妙。

Google透過氣象資訊和再生能源產電量預測,讓資料中心運作更綠、更低碳(圖:Niharb, CC BY-NC-ND 2.0

 

【參考資料】

Beier, G., Fritzsche, K., Kunkel, S., Matthess, M., Reißig, M., & Zyl-bulitta, V. Van. (2020). A Green Digitalized Economy? Challenges and Opportunities for Sustainability. In IASS FACT SHEET 1/2020 (Issue April).

Bitkom. (2020, November 24). Digitalisierung kann fast die Hälfte zu den deutschen Klimazielen beitragen. 1–6. https://www.bitkom.org/Presse/Presseinformation/Digitalisierung-kann-fas...

De Bruyn, S. M., Van Den Bergh, J. C. J. M., & Opschoor, J. B. (1998). Economic growth and emissions: Reconsidering the empirical basis of environmental Kuznets curves. Ecological Economics, 25(2), 161–175. https://doi.org/10.1016/S0921-8009(97)00178-X

Kaika, D., & Zervas, E. (2013). The Environmental Kuznets Curve (EKC) theory-Part A: Concept, causes and the CO2 emissions case. Energy Policy, 62, 1392–1402. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.07.131

Sadorsky, P. (2012). Information communication technology and electricity consumption in emerging economies. Energy Policy, 48, 130–136. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2012.04.064

Santarius, T., Pohl, J., & Lange, S. (2020). Digitalization and the decoupling debate: Can ICT help to reduce environmental impacts while the economy keeps growing? Sustainability (Switzerland), 12(18). https://doi.org/10.3390/su12187496

Scharl, S., & Praktiknjo, A. (2019). The Role of a Digital Industry 4.0 in a Renewable Energy System. International Journal of Energy Research, 43(8), 3891–3904. https://doi.org/10.1002/er.4462

 

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