Kimberly Blakemore
環境永續發展總監
Fiona Treacy
工業自動化資深總監
能源、清潔技術與永續發展的未來
二十多年來，科學家和氣候學家一直在發出警示，提醒人們關注全球暖化的影響及其與溫室氣體（GHG）排放之間的關聯。但如今，全球社會的注意力轉向具體的行動，以及如何解決氣候變遷的根本原因和相關影響。半導體是現代設備、電動車（EV）、智慧型手機、機器人等產品的大腦中樞。透過客製化創新和自適應邊緣智能，半導體或可抓住解決永續發展危機的關鍵。
本文為系列文章的第一篇。本系列文章旨在闡明創新技術平台和軟體解決方案為清潔科技提供支援的方式，並邀請其他各方就能源和永續發展的未來展開對話。
氣候變暖（且愈演愈烈）的成因
自工業革命開始，能源的可及性為社會發展和經濟成長提供了支撐，由於內燃機、蒸汽機和電動馬達等技術的興起，全世界都依賴經濟實惠的集中化能源生產。過去兩百年間，這些能源是透過燃燒碳氫化合物來提供的。雖然這種方式帶來了巨大的經濟成長，但背後的代價也十分高昂。自1820年以來，溫室氣體排放量增加了686倍，導致全球平均暖化約1.1°C ，同時引發了一系列重大的生態、經濟和社會後果。例如，2015-2019年間，因氣候危機需要糧食援助的人口多達1.66億，2000-2019年間，因災害造成的經濟損失高達3萬億美元。
如果目前的趨勢保持不變，到2050年，全世界需要消耗兩倍於當前水準的能源，才能推動全球發展按預期軌跡前進。若不改變我們的能源來源和整體能源效率策略，到2050年，我們目前的排放軌跡預計將導致氣溫升高1.9°C至2.9°C（與工業化前水準相比）。專家表示，相關後果也可能導致全球33%的人口流離失所，全球GDP減少11%至18% ，每年因氣候造成的災害損失高達23兆美元。
電氣化和能源效率
全社會正想辦法解決全球貧窮等緊迫問題，因此，能源對於普及電力和營養食品等基本服務至關重要。然而，為了避免氣候變遷產生惡劣影響，全世界需要在2050年之前實現淨零排放，並將全球升溫幅度限制在1.5°C以內。實現這些目標的關鍵在於能源成長和快速脫碳。
要實現能源成長和快速脫碳，需要大規模用再生能源取代化石燃料（即從目前到2050年，再生能源需求成長9倍），並大幅提高全球能源效率（即從目前到2050年，能源效率提高2倍）。
ADI汽車與能源、通訊和航空航天事業部高級副總裁Greg Henderson表示：「透過再生能源推動終端應用的電氣化，可以淘汰產生溫室氣體的技術，進而為清潔能源轉型之路帶來前所未有的機會。主要的例子包括逐步用電動車取代內燃機汽車，目前已經在如火如荼地進行中。隨著越來越多的產品採用電力驅動設計，更廣泛的發電、配電和儲存系統生態系統開始發揮作用。整體而言，我們需要一個適應性強且安全高效的能源系統。”
ADI工業和多市場事業部高級副總裁Martin Cotter表示：「在為再生能源重新設計能源網路的同時，必須專注於提高所有應用的能源效率。從總排放量的角度來說，全球約50%的能源消耗來自工業部門。透過部署數位互聯工廠技術，我們可以加強對現有老舊工廠內工業運營的控制，並在此過程中提高生產力，讓整個價值鏈受益，並實現競爭差異化。投資永續發展目標和提高獲利能力並不矛盾：透過投資提升工業效率，我們有可能在減少能源使用的同時提高競爭力。世界既需要新工廠，也需要升級改造的工廠，而能夠靈活調整的互聯數位工廠可以節約能源，從而減少排放。”
實現電氣化和提升效率
根據麥肯錫估計，從現在到2035年，每年用於支持低排放資產轉型的實物資產支出將增加4.5萬億美元，這些年的累計支出將達到78.4萬億美元。在ADI服務的終端市場中，我們預計將有大量全球投資湧入，用於工業效率提升、建築升級改造，以及為EV部署和EV基礎設施、綠色發電以及電網現代化提供持續支援。
由於監管力度加大、私人和公共部門的投入加大、私人部門投資增加、碳市場日趨成熟，以及太陽能電池板等終端應用的總擁有成本下降等各種長期趨勢的共同作用，ADI對這方面資本支出增加的規模和可能性充滿信心。
如果這些低排放資產大規模採用，結果會如何？
根據對低排放資產支出的預期，我們設想了一下更環保的解決方案被全面採用和規模化後的情境。要將全球溫室氣體排放量從目前每年的510億噸（或51 Gt）減少至淨零，光靠一種解決方案是遠遠不夠的。
ADI技術副總裁兼公司院士Tony Montalvo表示：「我們向自己發起了挑戰，試圖搞清楚，如果這些終端應用得到全面採用和規模化，像ADI這樣的解決方案所能實現的脫碳程度。結果表明，大約可以實現一半。我們設法將ADI的整個解決方案組合的支持影響力聯繫起來，重點關注那些將ADI技術作為關鍵推動因素的終端應用。」
對於一定程度上由ADI等技術實現的終端應用，如果得到全面採用和規模化，約可消除或減少一半的排放量。
我們的評估得出了兩類主要的終端解決方案，一類是取代產生溫室氣體的傳統終端技術，另一類是提高技術的能源效率。取代技術的例子包括電動車、能源轉型以及再生能源供電的電解器。提高能源效率的終端產品範例包括工業馬達、5G無線通訊和互聯HVAC系統。
我們認識到ADI技術本身並不是終端產品。然而，在許多情況下，它們在終端應用中是不可或缺的。例如電動車需要依賴鋰離子電池，如果沒有電池管理技術不斷評估每個電池單元的健康狀況、平衡電池內的電池單元並確保電池不會充電不足或過度充電，那麼電動車將無從談起。因此，作為ADI領先市場的技術，電池管理是促成電動車的關鍵技術之一。如果設想一個已經完全採用電動車的世界，我們認為電池管理硬體與演算法進步的重要性，將與電池化學以及高效、低成本且可靠的傳動系統等其他技術方面的進步並駕齊驅。
再例如，ADI解決方案還可透過部署採用ADI精密控制技術的變頻驅動器，並與負載或速度不斷變化的馬達系統結合使用，來幫助減少二氧化碳排放。ADI技術可精細調節馬達轉速和扭力以配合受控制的負載。這樣可以使馬達的容量與手頭上的任務相匹配，從而節省能源。如果將所有馬達與驅動器配對，全球排放量可望減少10%。
對於一定程度上由ADI技術實現的終端應用（如電動車或變頻驅動器），如果得到全面規模化和採用，全社會可以實現約26Gt的溫室氣體減排。受到這項啟示的鼓舞，我們期待利用ADI在終端市場的獨特優勢地位為多個產業的脫碳助一臂之力。
請閱讀本系列後續文章，詳細了解ADI消除和減少排放的能力。
立即行動，刻不容緩
2000年至2014年北極夏季月份海冰和太陽能吸收的變化。藍色表示海冰減少的地方，紅色表示太陽輻射吸收增加的地方。
現實情況是，氣候變遷的證據隨處可見——北極海冰正以每十年近13%的速度融化，海洋氧氣流失對熱帶珊瑚礁產生影響，二氧化碳水平上升，全球各地區的生物多樣性降低。要想在2050年之前大幅降低溫室氣體排放，我們必須採用正確的技術、部署合理的基礎設施並積極投入其中。這其中存在著尚未開發的巨大潛力，未來幾年對於大規模開發現有解決方案和投資突破性創新技術至關重要。我們熱切期待與廣大客戶合作，共同實現大規模減排。
歡迎加入我們並繼續關注後續系列文章，進一步了解如何與ADI攜手並進，實現淨零排放。
ADI在推動科技革命方面經驗豐富。縱觀ADI發展歷程，我們是許多突破性進步的促成者和推動者，未來也將繼續擔任這個角色。這一切都歸功於我們豐富的專業知識和經驗，以及我們攜手客戶開發綜合解決方案，以解決他們乃至全世界棘手問題的核心能力。而眼下正是我們運用這些能力，與合作夥伴共同建構解決方案以實現淨零排放轉型的理想時機。
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