摘要
本報告由科技民主與社會研究中心（DSET） 與環境權利保障基金會（ERF）共同撰寫，針對台灣半導體產業的水資源與電力使用安全問題，我們不僅從供給與需求「總量」來分析先進製程廠擴廠對台灣水電系統的衝擊，更強調分析晶圓廠所在「區域」的資源調度狀況以及所暴露的「氣候風險」差異的重要性。
本報告共分作四篇，首篇說明台灣於電力與水資源的地理區位與部門使用上分布不均，使得特定區域在不考量先進製程擴廠需求下，已然是工業用水與電力供給能力較為脆弱的區域，需要仰賴跨區調度資源；倘若再考慮氣候變遷下高溫及乾旱，加上半導體先進製程需求的衝擊，其營運風險預期會更高。在第二篇和第三篇則闡述先進製程擴廠對於電力與水資源的具體要求，不只是在於需求「量」，更在於對供電與用水品質的要求，並說明氣候變遷具體會帶來的風險為何；對此，政府亦提出了一些調適或配套的方案，例如海水淡化、再生水、電網韌性計畫等，而這些解方又各自存在侷限，例如再生水涉及地方的污水下水道接管率、興辦時程是否來得及量產上線等等，以及過往較少被提及的廠務用電議題。最後，在第四章我們綜合專家訪談意見，進一步提供政策建議。以下簡要呈現本研究重點成果：
氣候變遷升溫將對廠務系統用電造成衝擊
目前對半導體先進製程的高耗能討論，尤集中在極紫外光微影設備的使用。本報告指出，總體而言製程用電僅佔全廠耗電約46.1%，另外超過五成的能源消耗則是來自無塵室、外氣空調、冷卻系統、超純水供應系統等設備構成；其中，空調系統更是最大的單一用電項目。
在TCCIP的氣候變遷情境下，各地氣溫逐漸推升，將導致對於外氣條件敏感的廠務系統耗能增加，在本團隊估算下，最多將增加6.08%的低溫冰機耗電量，顯示廠務用電也應納為未來氣候調適作為的目標。
科技造水的限制：缺乏規模經濟、基礎設施權責不清、時程不及
本研究報告指出，再生水與海水淡化在技術突破後水質更加可控，已逐漸成為半導體產業的重要水源，例如台積電便在寶山二期環評中承諾100%使用再生水，並大舉投資再生水廠，而水資源較為吃緊的縣市也已投資於海水淡化廠建置。
然而，目前台灣水價低於國際水準，除半導體產業因水質要求嚴格而能接受高成本外，其他工業部門缺乏經濟誘因投資，也導致再生水缺乏市場規模；再者，再生水廠水源仍需接管公共污水廠，而由於專管經費龐大，中央與地方如何分擔前期設置的財務成本仍有爭論，且地方政府的下水道接管率亦影響污水水量，顯示基礎設施投資的權責分配，是未來擴大再生水採用的重大阻礙。
另外，面對2奈米製程的水資源需求，本研究報告分析，當前再生水廠建設期程未及晶片量產時程，使得在再生水廠終期完工上線前，相應缺口仍需仰賴自來水供應。以台積電新竹寶山二期2奈米先進製程P1至P4廠為例，下方圖所示紅色部分即為再生水未能及時支應的缺口。
總量而言，台灣目前並沒有缺電疑慮－但因高度仰賴區域之間的資源調度能力，需強化輸電節點的韌性，並將極端氣候事件的影響納入事前評估，才能確保產業用電安全。
根據本研究報告以過去一年（2023年11月1日至2024年10月31日）逐日夜尖峰時段用電利用率最高的時間點，選取該時刻實際最大電力供給量與實際用電量的資料作為基線，推估未來2025至2035年間，若考慮經濟部能源署所評估之電力需求年均成長率，以及加上目前已知2奈米先進製程廠的最高用電量（約1.928GW），對台電系統在面對未來每天的夜尖峰使用狀況，其供電能力會受到什麼樣的衝擊。
根據估算結果，在總量意義上並無夜尖峰用電量將超越系統最大可供電能力的問題。值得關注的是，在2025至2027年，其備轉容量率可能會偶爾出現略低於6%的情況－這對於台灣在仍然高度仰賴區域電力系統調度的狀況下，為增加台電的調度餘裕與產業用電安全，本報告強調，持續發展分散式電力系統、增加輸配電設施、並提高儲能設備裝置量，才能避免單一事件誘發大規模停電，並加快產業恢復用電的速度，據以提高用電韌性。
政策建議
基於本報告的研究內容，分別就氣候風險與目前水利與電力系統因應衝擊的手段提出政策建議如下：
- 臺灣現行氣候風險評估缺乏細部數據，導致決策無依據，應建立跨部會資訊共享機制與標準化評估流程，使各部門在統一情境下整合資源，提高氣候風險資料適用性，進而精準規劃調適措施。
- 科學園區缺乏細緻的水電使用數據，難以評估氣候衝擊，應要求業者揭露廠區細部用水用電資訊，據此提升風險透明度，使園區能更有效規劃基礎設施韌性，並納入廠區選址與擴廠標準。
- 氣候變遷帶來的豐枯季降雨量極端化與水庫淤積等問題，將增加未來供水的不確定性，主管機關需建立起更明確的定價原則與財務透明度，以實現以季節、區域為單位的動態水價機制，達到降低風險與鼓勵再生水使用的目的。
- 儲能投資因缺乏市場規模而成本過高，進一步導致分散式電網建置困難，建議可將儲能投資列產業創新補助行列，整合半導體產業對於供電風險趨避的資本投入，提升儲能技術投資的經濟誘因。
- 考量再生能源之發電間歇性與氣候災害可能造成的供電風險，在產業園區層次上，建議可導入混合儲能系統（HESSs），一方面讓廠商依據自身風險評估，設計相應的應急能源，另一方面引入表後儲能設備，可平衡再生能源的日夜供電不均狀況。
- 再生水與再生能源的開發將與地方政府權責更加相關，如再生水水源取決於各縣市污水接管率，而污水下水道系統屬地方政府權責；再生能源也仰賴縣市國土空間規劃，地方政府應透過擴充再生水與再生能源建置量來吸引廠商投資，以因應將來氣候變遷與區域競爭趨勢。
- 台積電承諾於2040年100%使用再生能源並達成水資源目標，但再生資源供應有限，可能造成其他需求者資源排擠，因此建議透過調整傳統高碳排產業規模並引導產業轉型，協助與鼓勵產業端的永續發展作為，進而增強台灣基礎設施韌性。
