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夏天用电高峰来了,台湾到底缺不缺电

夏天到了,台湾缺电的日子又来了。

最近,当台湾媒体询问台湾电力是否短缺,蔡英文表示“电力没有短缺问题,而是如何调度现有发电量,今年会比较困难一点,但当局会尽力调度电力,明年以后,很多新机组会投入发电,不论备载或备转容量都可达到一定水平。”

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蔡英文当时在考察自己力推的风力发电机组。台湾的风力发电,主要依靠东北季风,在风力强劲的时候,恰恰是不太需要用电的冬季;但在用电高峰的夏季,风力反而不强。所以结论当然是:指望不上。

虽然台湾环保团体鼓吹“用爱发电”非常荒谬,“2025非核家园”计划也困难重重,但应该承认,台湾省在电力工业上是有先进经验值得学习的。

台湾每年所耗用的能源资源,96-98%是来自进口(有数据甚至说达到99%),在这种极端严重地缺乏能源资源的情况下,台湾人均年耗电量超过1万千瓦时,在世界工厂林立的亚洲,台湾一度成为非产油国家和地区人均耗电量之最,甩开了人均GDP高于自己的日本和欧洲老牌强国。台湾贸易量的50%以上一度是台湾向其他国家输出的工业品,台湾的产业精英们确实不容易。

而且台湾做到了电价长期处于全球较低水平。2015年台湾地区工业电价为全球第8低,居民电价更是全球第3低。

台湾大多数的装机容量集中在核电厂和火电厂,核电约占16%,火电约占72.6%(燃煤占40.3%),绿色能源占不到3%。但是在民粹压力下,按台湾当局的规划,到2025年台湾天然气发电占50%,燃煤30%,绿色能源20%。这几乎是一个不可能完成的任务。

风电和太阳能能量密度小,成本高,不稳定,以台湾的地理条件和电网限制,并不可能大力发展。“核四厂”停工,“核一厂”和“核二厂”又必须按期“退役”,台湾民众对雾霾怨声载道,火电又不能加码,燃煤改燃气机组也有空污排放超标问题。

可以说,台湾电力工业是到了一个死局中,最后一根稻草则是台湾经济的支柱产业——半导体。

过去五年,全台湾增长的电量,其中1/3都被台积电给消耗了。张忠谋几乎每次公开发言,都会提到“电”。

2015年底,马英九参观台积电中科厂。当时张忠谋表示,目前台湾最大的隐忧之一就是缺电,台湾2017年可能面临限电危机,“这对产业影响相当大”。

他的话果然言中,2017年的“815大停电”,2300多万人口的台湾,668万户停电。

张忠谋还说,停电对于台积电的影响“几乎不可估计”。台积电每个厂都有备用电源,但备用电源的用电成本比起台电提供的电贵3倍,如果未来长期限电“这就很累了”。

电力供应的稳定性对于半导体厂商,乃至整个半导体产业来说都至关重要。2016年,西安市高压变电站设备一度起火爆炸,西安市东部和南部电压陡变,导致西安三星存储芯片厂的紧急停机,产线上晶圆全部作废,按照当时的64层NAND芯片价格估算,那次事故三星损失高达3亿美元。(张忠谋说台积电每个厂都有高成本的备用电源,西安的电力资源配套可能做得不好,而且西安三星项目拆迁被曝腐败,拆迁面积造假导致国家多付了十个亿,让这个“改革开放后中西部地区最大外资项目”蒙上的阴影更多了一层)

如果因为供电原因停产,可能直接影响全球芯片的供应和价格。2015年台湾高雄地震,台积电中科、南科厂停产,导致全球逻辑芯片价格上涨10%~20%。韩国第二大芯片厂商海力士位于无锡的晶圆厂发生爆炸后,全球存储芯片价格瞬间就跳涨了25%。

台积电5nm工厂已经于今年在台南开工,3nm工厂计划在2020年开工。去年就有消息说台积电可能会到美国建3nm工厂,总投资超过1600亿人民币,非常惊人。台湾政界为了挽留台积电纷纷表态,“经济部长”李世光一方面表示当全力确保水电供应无虞,一方面也承认,若电厂建不出来,供电是有困难的。

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最先进的项目为何台湾可能留不住?项目耗电太大,台南电力不足是一个主要原因。电力问题让一向专注本业的台积电甚至动过自建电厂的念头。

5nm工艺将必须引入新的EUV(极紫外光)光刻机才能实现,一台EUV机台得经过十几面反射镜,将光从光源一路导到晶圆,最后大概只能剩下不到2%的光线。EUV的能源转换效率只有0.02%左右,一台输出功率250W的EUV机器工作一天,将会消耗3万度电。再加上巨大的耗电发热又需要部署耗电的冷却系统,如果3nm制程的生产线还是用现在的EUV光刻机,一个3nm制程Fab的用电量将相当于整个台东(花莲、宜兰、屏东)的用电量。

那么耗电巨大的生产线放到大陆可以吗?答案显然是不行。

先不说台湾当局和美国的阻力,因为瓦森纳协议的限制,台湾厂商就不能向大陆投资建立先进制程的芯片生产线(即便日后两岸统一,台积电需要的生产设备也会被卡脖子)。台积电南京厂是16nm,而台积电在台湾已经7nm量产,这样台湾仍然保持领先大陆2个世代,如果3nm建厂在美国,台积电在半导体制造布局上就形成美国顶尖、台湾次之、大陆最后的格局。

三星16nm制程生产线的第一期第一阶段,西安市的电力就已经不堪重负。如果不是中芯国际28nm量产良率快搞上来了,让台积电感到了威胁,台积电恐怕也不会投资30亿美元在南京建厂。而且台积电南京厂的产能仅有2万片,远小于台积电在台中和台南超大晶圆厂10万片以上的规模。

由于台湾经济持续不景气,而台积电又是台湾之光,台湾经济仰仗出口尤其是半导体产业为基础的电子零件制造,离不开台积电。传闻台积电可能会把最先进工厂设到美国去,就已经让台湾网民炸开了锅,急坏了台湾当局。

一边是经济衰退的刺激、停电的刺激,一边是环境污染的刺激、核电风险的刺激,台湾确实是在一个hard模式中,不牺牲一点什么是不行的。之前已经说了,历史上看台湾在电力工业上是非常先进的,现在核四燃料棒买来还没拆封又要花大钱退回美国拆解,创下了世界首例,这正是hard模式中台湾当局已经举足无措的表现。核废料难以处理,也是台湾需要废核的重要原因。归根到底,没有大陆的支持,台湾一个孤岛已经做到了自己的极限,即使没有民粹阻力,台湾的产业精英也终将遇到无可奈何的瓶颈。

“中国制造2025”将实现的那天,不知道台湾当局提出的“2025非核家园”计划,会把台湾制造业带到哪里。

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