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2018全球執行長100強

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2018年11月號

翻轉缺電危機,日月光導入智慧電網

預計2019年第三季進入實際運作
文■張彥文
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  • "翻轉缺電危機,日月光導入智慧電網"

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全球最大半導體封測廠日月光,投入新台幣上億元,發展能即時性反應,並達成耗能最佳化的智慧電網,認為這會是面對缺電危機的高科技業,一條可行的出路。

高雄楠梓加工區的K1廠,是日月光半導體於1984年成立時的「起家厝」。

這裡有一個土地公神像,是創辦人張姚宏影,也就是日月光人口中的「張媽媽」,於建廠時即迎來的。這個廠是日月光最有歷史的一個廠。過去34年來,日月光就從K1廠,發展為全球最大半導體封測廠,2017年合併營收近3000億。

隨著公司成長,必須不斷導入更高階的精密製程。而更高階製程勢必用電更多,這在陷入缺電危機的台灣,無疑是一大挑戰。怎麼辦?

日月光決定投入上億新台幣,發展智慧電網,並於高雄廠區優先導入,預計2019年第三季可進入實際運作。

追求最佳化的生產效能

日月光資深副總周光春解釋,所謂智慧電網,是針對工廠每一個用電單元,做最適當的電力配置,達到最高生產價值。他說明,高科技廠雖然是24小時不間斷,但也有生產與非生產的時間。智慧電網可以讓非生產時的機台進入待機,甚至是關機狀態,降低耗電量。

智慧電網能做到即時性反應(real time)。「那麼多的製程設備同時運作,靠人力已經做不到(即時反應),必須有很聰明的運算,讓這些事情變成最佳化,」周光春點出智慧電網的核心價值。

舉例來說,智慧電網可全盤掌握機台是處於生產狀態、待機狀態、關機狀態,以便採取相對應的空調。生產中的機台產熱高,空調的進氣和抽氣就會自動增加;相反則是減少空調,達到節能效果。

以往空調是屬於中央廠務供應,與生產設備分屬不同部門,現在利用智慧電網,就可以串接在一起。

再舉個例子,有些機台運作時必須以熱水清洗,如果停機,熱水應該要停止供應,但一直開開關關也不見得是最佳化,若能由智慧電網依據「最高的生產價值」,去計算出機台待機多久,關閉熱水清洗功能最合宜,不是更好?

由於每個科技廠內的製造設備已多達數千台,早已不太可能用人去控制,若能用整套系統去設計,會更好。

能夠即時反應,並達成耗能最佳化的智慧電網,對面臨缺電危機的高科技產業,尤其重要。一般企業要降低用電量,尤其是尖峰時間的用電量,有很多種做法。

比如說,在夜間製作冰水,做為白天冷氣的使用,就不需要用昂貴的尖峰電價去支應冷氣。或者,像煉鋼廠,可以利用夜間離峰電價時段再啟動高耗能的電弧爐,這些做法都不需要即時,只要把程序準備好,每天按表操課即可。

「但在我們高科技廠房沒有辦法這樣做,」周光春強調,他們當然也可以做冰水,但卻不足以產生足夠的效能,也沒辦法像煉鋼廠白天停工,「所以我們必須要做的事情,是當接到限電通知,如何即時把高耗電的東西降載,而影響工廠最少的運作。」

要做到這件事,就必須先取得生產線上充足的資訊,搭配很好的演算法,形成實際指令。讓工廠每一次面對可能限電的時候,對生產運作是沒有影響,或是最少的影響。

避免限電造成系統性崩潰

基於避免限電造成工廠的生產損失,正是日月光發展智慧電網的重要動機。

台電為了避免因供電不足,造成「系統性的崩潰」,也就是大停電,會在電力備轉容量低於五十萬瓩時,就採取分區輪流停電,以維持電網的穩定運作。

但智慧電網已經可以做一些以前做不到的事。假設今天台電發出限電令,日月光的廠區可以在半小時內就降載5%,有效避免系統性崩潰。

降載5%的概念是,犧牲掉一小部分的生產,換來工廠的持續運作。例如一收到電力不足訊息,可以先把空壓機、逆滲透、廠務,甚至一部分的製程設備停掉,確保生產持續進行,人員也不必因為停電產生的毒性物質而疏散。

更重要的是,智慧電網會立刻把電力降載情形,回饋到台電的電力控制中心,讓台電知道,現在電夠了,不需要用停電來避免電力網路的系統性崩潰。

周光春指出,一般人常常將電力公司的責任無限上綱,但其實,電力公司的責任有限,「今天我需要24小時供電,所有的損失我必須自負,為了不讓這個損失擴大,我得要有個方法來讓我不被限電。」

其實,企業若不想被限電,一般有兩種方式,一個是與台電簽訂161KV(16.1萬伏特)的超高壓供電契約,可不受限電影響;第二個是自備發電機。但以日月光高雄廠區的狀況來說,兩個方法都行不通。

因為要建構161KV的超高壓供電設施,需要數億元的基礎建設,而且還要另闢廠區空間來擺放相關的設施;自備發電機也面臨類似的問題。

所以日月光必須要在現有條件下找出解決之道:既要不限電,又不用投資那麼昂貴的代價,最佳的替代方案就是智慧電網。

回收的是風險成本而非金錢

目前高雄廠花費上億元,最主要目的也不是為了節省電費,而是為了降低風險。

近幾年來,台灣五缺新聞鬧得沸沸揚揚,國際大客戶經常對台灣高科技廠提出「缺電」的質疑,有了智慧電網,日月光就可以很明確地告訴客戶解決之道,「我總不能找台電出面解釋吧?」

導入智慧電網,應是缺電危機下的出路之一。




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