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電腦王國背後的原動力——新竹科學園區的用電特性

2003/06/05 經濟部能源局 點閱人次: 875

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▓整輯:何秀玲

高科技產業是我國立足世界舞台的根基,亦是未來國家的發展重心,其高產值的特性,更對舉國經濟有決定性的影響。在立足台灣的前提下,高科技產業的能源使用問題,非常值得大家認識與關注。

經過多年來的蛻變,我國由傳統的勞力密集製造業,轉向以資訊電子等高科技產業為主導的時代。目前我國居世界產值第一的產業或產品,包括晶圓代工、MASK ROM、IC封裝、筆記型電腦、液晶顯示器、CD-R與CD-RW光碟片、DVD光碟片、PC Camera、乙太網路卡、集線器、ADSL Modem、Wireless LAN、類比數據機等等,均屬於高科技產業,更顯示出高科技產業對於我國的重要性。

談到高科技產業,最具代表性的當然是新竹科學園區。本文將以新竹科學園區為例,簡略的說明高科技產業的用電特性,以供各界參考。

高科技、高產值、高規格需求

為推動國內高科技產業發展,由國科會主導,於民國69年在新竹成立新竹科學園區,共開發土地面積約625公頃,積極鼓勵國內高科技產業在園區內投資設廠,生產高附加價值的產品。目前園區內主要包括:積體電路、電腦週邊、通訊、光電、精密機械、生物科技等六大產業。

由於新竹科學園區內高科技產業蓬勃發展,總體產值逐年提升,由729全國停電、921震災時,媒體對於新竹科學園區損失情況的大幅度報導,即可反映出竹科已成為我國經濟發展的重要指標,而竹科高科技產業的用電情況,亦成為大眾矚目的焦點。

由於製程的需要,高科技產業用電特性不同於一般產業,當園區發生電力事故,或是瞬間停電,或是較為嚴重的電壓驟降(指降幅大於20%,或驟降時間大於0.2秒時)的情況時,往往造成高科技業者不小的損失。換言之,高科技產業對於供電可靠度及電力品質,有著更高的需求特性。

<插入表一>

高規格電力品質與穩定度

一般來說,高科技產業的電力消耗量並不是特別巨大,但是卻嚴格要求上述的可靠度與電力品質,其用電特性,可概述為下列四點:

一、連續性生產流程
高科技產業之生產流程大部份係採自動化生產設備運轉,為連續之生產流程。以竹科內比例最高之半導體製造廠為例,晶圓全部製造過程都是在無塵室進行,整個生產過程為24小時連續運轉,故此行業對於電力供應可靠度要求亦較高。

二、製造環境要求嚴格
在半導體製造工廠的生產流程中,若欲瞬停或長時間的電壓驟降,造成廠務設施或製程機台跳機。大部份的傳統產業於復電後可以繼續生產,但半導體製程機台會因氣壓、水壓、高溫等不符合要求而致連鎖跳機;復電後,製程機台的環境參數必須予以重新設定,由設定至整個製程穩定運轉,需時十數分鐘至十數小時。因此,電壓驟降,對於半導體製造工廠而言等同於停電。

三、高效率生產用電
從竹科廠商各項用電資料顯示,廠商每單位的裝置容量用電量高,以半導體業為例,其單位用電量可高達5,000度以上。此外,高科技業用電負載率,普遍即較一般產業為高,半導體業更可高達0.95,而高科技產業為連續製程之自動化作業,無法移轉尖峰用電量,離峰用電的佔比亦高。而由於市場需求,園區用戶大致全年無休,經協調每年僅安排一天分區全面停電檢修,整體用電呈現平穩的型態。由於高科技產業之產品大部份在無塵室生產,其冷氣空調系統全年運轉,夏季用電略高於冬季。

四、用電之產值高
高科技產業屬能源密集度較低之產業,每單位產能所耗之能源較低,半導體歸屬於電機類產業,其能源密度僅1.26公秉油當量/百萬元,遠較其他行業為低。半導體每單位用電量產值高達156.9元/瓩,顯示出高科技產業每消耗1度電,可獲得高價值的產品。

預防事故為第一要務

竹科內的廠商日以繼夜的不斷生產,一旦遭逢電力事故,就將造成嚴重的影響。如果事故出現於台電的系統內,將可能造成事故線路的下游用戶停電,而未停電的用戶亦有可能電壓驟降,同樣將影響生產。如果事故發生在廠商系統中,則亦可能影響台電的變電所,造成電壓驟降;更嚴重的是,因為竹科內的饋線長度甚短,若工廠事故時,責任分界點的斷路器未能及時跳脫,而由台電變電所內的饋線斷路器跳脫,則會造成整條饋線以及其他工廠的停電。

由於深怕事故的用電特性,隨著竹科進駐的高科技產業對於電力需求的質量持續增加,台電對於該區域的電力建設也不斷的在補強與改進之中。竹科內的線路,已逐漸將161kV與69kV的線路地下化,避免天災等因素的影響;另一方面,亦將送進竹科的電力線路改為地下化,降低線路事故的可能性。長遠來看,台電正積極進行六輸計畫,對於竹科供電網路將更為完備堅實,提供廠商更穩定與高品質的電力需求。


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