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學校能源教育之內涵與實施

程金保 博士國立台灣師範大學工業教育學系 副教授

臺北縣三芝鄉三芝國小能源教育研習活動

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獎勵推動能源教育優良學校之目的

鼓勵學校繼續推動能源教育工作，提昇國民中小學能源教育素養。藉由公開表揚與示範觀摩活動，展現各校推動能源教育之成效。提昇社會大眾之能源素養，拓展能源宣導施行成效。

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推動能源教育優良學校之獎項 與獎勵名額

評選推動能源教育成效優良之學校，頒發能源教育績優獎，依推動成果區分為： 傑出獎：其名額依前述分組，每組錄取一所為原則，計選出六所優良學校（國中二所、國小四所），頒發獎座乙座及提供獎助金新台幣壹拾萬元。

優等獎：以六所學校為限，每組以錄取一所為原則，頒發優等獎之獎座乙座。

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評審準則

學校能源教育計畫與實施 學校辦公室、教室節約能源措施與具體成效各科教學之配合與實施 相關活動配合與實施能源教材、媒體之管理與應用其他

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教育部與經濟部於 91 年 12 月共同發佈之「加強國民中小學推動能源教育實施計畫」，本項計畫之主要目的為：

1. 加強學生節約能源之知識。

2. 增進學生有效使用能源的能力。

3. 灌輸學生能源有限之憂患意識。 4. 培養學生愛惜能源之態度與習慣。

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國民中小學能源教育目標

一、學習簡易的能源基本概念、能源使用與安全的實務技能　

二、養成能源節約的習慣及正確的能源態度

三、關懷能源供需情勢，豐富生活內涵，並增進能源與環境之觀念，創造美好的生活品質　

四、培養繼續學習興趣與能力，以奠定學童能源內涵之基礎　

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透過學校教育的程序，使學生對能源產生認知、情意及技能的教育目標，以解決能源的科技問題、經濟問題及社會問題

至於學校推動能源教育之教學策略可包含下列四項：

﹙1﹚ 正式課程之活動設計

﹙2﹚ 融入式教學之活動設計

﹙3﹚ 相關活動之活動設計

﹙4﹚ 團體活動之活動設計

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能源教育內涵能源議題—係指應瞭解該種能源的概念、、應如何使用該種能源、、對該種能源節約的方法、、該種能源的安全考量及瞭解該種能源對環境的影響

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能源教育內涵能源種類—係指當前現有的

初級能源：再生能源 :水力能、風能、地熱、太陽能

非再生能源 :煤、石油、天然氣、核燃料

次級能源：電力、汽油、天然瓦斯

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能源 vs 再生能源

石油煤炭

天然氣 太陽能風力水力

地熱能生質能

能源化石能源 新能源

再生能源能源新利用

燃料電池電動機車淨煤技術

潔淨能

源

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能源別

項目 石 油 天然氣 煤 炭

總蘊藏量

(2002 年) 10,477 億桶

156 兆立方公尺

9,845 億公噸

產 量 (2002 年)

271 億桶

2.53 兆立方公尺

48 億公噸

可 使 用

年 數 41 年 61 年 204 年

世界初級能源蘊藏量及可使用年數

資料來源： bp statistical review of world energy June 2003

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國內能源供給結構

進口能源依存度： 85.3% 95.3% 97.0%

2.1%7.1%

50.4%

32.3%

8.1%萬公秉油當量

10,852

2.3%

53.9%

23.2%

5.6%

萬公秉油當量5,849

萬公秉油當量3,296

8.0%3.6%5.1%

15.6%

67.6%

15.0%

自有能源貧乏， 97% 依賴進口。

產品

70年 80年 90年

核能發電水力發電

( LNG)天然氣 含原油及產品

煤及產品

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再生能源被視為二十一世紀全球減緩氣候 暖化的關鍵要素。

而在能源使用的永續性上，台灣面臨了以下幾個挑戰：

1. 電力不足導致核能電廠的增建，未來可能擴大核能污染與核能廢棄物處理的爭議。

2. 石化燃料的過度依賴，使得因燃燒所產生的 CO2排放急速增加，加速全球暖化的速度。

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溫室效應所謂溫室效應，係指大氣層中增加了過量的溫室氣體，使地球表面如覆蓋在一層玻璃罩 (溫室 ) 之下，使全球氣溫逐漸升高之現象。在過去一百年間，地球平均溫度已上升 0.45℃ ，且在其他條件不變的情形下，公元 2030 年時地球平均溫度將再上升 1℃ ，至 2100 年時則又上升 3℃ ，此一結果將使兩極冰山解凍，海平面上升，致陸地面積縮小，危及人類生存空間與生態平衡。

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有效紓緩溫室效應的途徑

溫室效應問題主要是由於人類經濟活動使用含碳量甚高的化石能源能源所致。因此，若要有效紓緩溫室效應，有賴兩個途徑：一為人類經濟活動少用或不用能源；一是採用低碳或無碳能源取代高碳能源。

就前者而言，節約能源或提高能源使用效率的主要方法。

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圖

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積極發展再生能源有效運用，已發展具有成果者：

（ 1）太陽能發電（ 2）台塑重工風力發電示範系統（ 3）澎湖中屯風力發電（ 4）正隆集團的春風風力發電系統（ 5）未來宜蘭溫泉發電

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雲林麥寮風力發電示範系統 承建：台朔重工 容量： 2.64 MW 機型： 4 部丹麥 Vestas 660 kW 民國 89 年 12 月完工商轉

澎湖中屯風力發電示範系統 承建：台電公司 容量： 2.4 MW 機型： 4 部德國 Enercon 600 kW 民國 90 年 10 月完工商轉

竹北春風風力發電示範系統 承建：天隆造紙廠 容量： 3.5 MW 機型： 2 部丹麥 Vestas 1,750 kW 系統測試中

已輔導設置共 8.54 ＭＷ風力發電示範系統

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台塑麥寮風力發電機組

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澎湖中屯四台 Enercon E40-600 kW 風力發電示範系統

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再再生生能能源源

生質能是再生能源的一種生質能是再生能源的一種

生質能工業有機廢棄物

農業廢棄物

都市廢棄物

林業廢棄物

畜牧業廢棄物

再再生生能能源源

再再生生能能源源

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廢棄物能源回收利用系統

來 源來 源 轉換核心技術轉換核心技術 利 用利 用

廢塑膠廢橡膠石油焦

油(污)泥都市垃圾農產廢棄物生質作物

前處理

氣化/裂解

燃氣淨化/純化

發

電

燃氣引擎

氣渦輪機

複循環發電

燃料電池

外燃式引擎固態衍生燃料

熱利用

鍋爐(混燒)

焚化爐

工業爐

結合資源回收體系減少環境污染

提高能源效率應用多元化

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固態廢棄物衍生燃料技術

破碎分選乾燥摻配造粒

玻璃金屬資源回收

衍生燃料 ( 能資所製造樣品 )廢棄物

燃煤鍋爐水泥窯

體積縮小十分之一熱量為煤炭的三分之二儲存期可達半年，不會腐化

電能熱能

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我國潔淨能源獎勵補助措施

資料來源 :經濟部能源會

獎勵措施 補助方式及標準 占設置成本

比例 補助對象

太陽能熱水系統推廣

獎勵辦法

（89.01.26 發布）

按其所購置之集熱器種類及有效集熱面積予以補助(平方公尺)

本島 離島 1面蓋式平板集熱器：1,500元 3,000元 2真空管式集熱器： 1,500元 3,000元 3.無面蓋平板集熱器：1,000元 2,500元 4.其他型式之集熱器：本、離島由主管機關 核定

15-20% 1.用戶 (中華民國國民或法人 )購置合格產品。

2.以新品為限。

風力發電示範系統設置

補助辦法

（89.03.22 發布） 每 KW之補助金額：<1.6萬元 <50%

中華民國國民或法人於本辦法施行後在臺灣及離島地區新設或擴增示範系統，且未曾獲得補助者。

設 備

補 助

太陽光電發電示範系統設置補助要點

（90.03.06新修訂發布）

每峰 KW補助<15萬元。公立機構在 10 KW

以內得全額補助，但以不逾補助預算半數為限

<50% （公立機構 10KW

內得 100%）

中華民國國民或法人於本辦法施行後在臺灣及離島地區新設或擴增示範系統，且未曾獲得補助者。

促進產業升級條例

（88.12.31 修正發布）

財 稅

獎 勵

公司購置節約能源或利用新及淨潔能源設備或技術適用投資抵減辦法 （89.07.19修正發布）

1.抵減營利事業所得稅 10-20﹪ 2.二年加速折舊 3.低利貸款：按交通銀行基本放款利率減

2.125﹪-2.25﹪計息

－

以公司為限 購置利用太陽能熱水器、風力發電、太陽光電、小水力發電、地熱利用、生質與廢棄物能利用等設備均得適用。

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國民中小學能源教育內容項目

太陽能什麼是太陽能？ 太陽產生的效益

石油什麼是石油？石油的重要性 節約汽油的使用

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國民中小學能源教育內容項目

風能風能有何特性？ 風車如何運轉？

天然氣 什麼是天然氣？ 天然氣的重要性天然氣有何用途？

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國民中小學能源教育內容項目

電能 用電須知電的安全性、迫切性、重要性 電力公司為我們做什麼服務？ 電費知多少？ 如何使家電達到最省電

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融入式能育教育 - 太陽能一、能源教育內容 :1. 介紹人類對太陽的依賴程度2. 介紹地球表面的太陽能有多少3.解說太陽對地球的影響 二、融入時間 : 約 10分鐘

三、使用教材 : 太陽能投影片 ( 參考國小低年級能源教育教師手冊)

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能源教育內容項目綱要－太陽能

介紹人類對太陽的依賴程度　 介紹地球表面的太陽能有多少　 以圖片說明地球上的太陽能分佈情形　

解說太陽對地球的影響　 講解利用太陽能在日常生活中的應用範圍　

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能源會計畫於「挑戰 2008國家發展重點計畫」中，規劃自九十三年起預訂於全國各鄉鎮各遴選一所中小學裝設太陽光電發電示範系統，達到教育與推廣的雙重效用。期藉由示範案例之增加，推廣普及太陽光發電之應用。

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挑戰 2008: 陽光電城 (Solar City)

(1)住宅區：以新市鎮開發或舊城鎮再造計畫為載具 打造國內第一座太陽能實用化的生活示範

社區。(2) 學校區：融入學校建築，讓太陽光電的應用與教 育緊密結合。

(4)休閒公園：規劃一座綠色公園，應用於路燈、 噴水池、給水泵等。 (5) 市鎮地標： 火車站、市政大樓等

(3)停車棚、隔音牆及交通號誌：充份利用空間

主動規劃創新應用展示示範，營造一座永續發展的綠色新市鎮

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台北縣秀朗國小太陽能樹屋 (www.hles.tpc.edu.tw)

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太陽能玩具

太陽能光電系統

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太陽能熱水系統

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融入式能源教育 – 風 能一、能源教育內容 :

1. 介紹風能的特性2. 介紹風車是如何的運轉3.以圖文說明地球上使用風能發電的國家4.解說風能使用的優缺點

二、融入時間 : 約 10分鐘

三、使用教材 : 風能投影片 ( 參考國小低年級能源教育教師手冊 )

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能源教育內容項目綱要－風能

介紹風能的特性　 介紹風車是如何的運轉　 以圖片說明地球上使用風能發電的國家　

解說風能使用的優缺點　 講解利用風能在日常生活中的應用範圍　

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風力發電原理

葉輪轉動基本原理 風能轉換及效率

藉由空氣的氣動力作用（包括升力及阻力）轉動葉片以擷取風的動能，進而轉換成電能。

風力機無法轉換全部風能，輸出效率約 20～ 40％。

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1. 葉片 8. 油溫冷卻器 15. 轉向控制2. 葉輪輪轂 9. 萬向接軸 16. 齒輪箱支撐桿3. 葉片軸承 10. 主發電機 17. 轉向齒輪盤4. 主傳動軸 11. 維修用小吊車 18. 轉向齒輪5. 副發電機 12. 旋角控制桿 19. 塔頂控制單元6. 齒輪箱 13. 機組座架 20. 油壓控制單元7. 碟式煞車 14. 塔架

風力機結構現今商業化主流風力機為水平軸、三葉式翼型風力發電機

Vestas V47-660 風力機結構

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台灣風力潛能分佈圖民國 71～ 79 年間，能資所利用中央氣象局長期及 17個自設測站短期風力資料，評估陸上風力發電潛能可達 100 萬瓩以上，主要分佈於台灣西海岸及澎湖離島地區。

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風力電場 (Wind Farm)

規劃海底電纜與本島電力調度

離岸式風力發電可行性評估

風力剩餘電力進行海水淡化

風力發電對電網衝擊評估Micro-siting

建設大型風力電場 (Wind Farm)前景－台灣西海岸及澎湖風力極佳，可大力開發風能

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無所不在的精靈 - 風

製作風動車

辨別風來的 方向

製作風車 感覺風從 哪裡來

體會風力下的萬物變化 玩大風吹

觀察風的 威力

做出風力玩具

無所不在的精靈 - 風

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能源教育內容項目綱要－石油

介紹石油的形成　 介紹日常生活中使用石油的產品　 以圖片辨認地球上生產石油的國家　 解說汽油使用的優缺點　 講解汽油使用對環境造成的影響　

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國際油價變動 (1972~2002 年 )

資料來源： bp statistical review of world energy June 2003

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Dubai Brent West Texas Intermediate

波斯灣戰

爭

第二次石油危機

第一次石油危

機

年

單位：美元

桶

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能源教育內容項目綱要－天然氣

介紹天然氣的形成與種類　 介紹日常生活中使用天然氣的範圍　 以圖片說明地球上生產天然氣的國家　 解說天然氣使用的優缺點　 講解天然氣使用對環境造成的影響　

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能源教育內容項目綱要－電能

介紹用電須知　 介紹日常生活中使用電的範圍　 說明電的形成　 解說如何看電費單？ 講解大量使用電對環境所造成的影響　

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學校推動能源教育之可行性方向一、生活面

1. 節約用電與增加使用效率 學校是否有採購省電或高效率器材政策 ? 師生是否會主動關掉不用的電源 ? 師生是否喜愛自然的通風 ? 是否定期查核修繕學校能源相關設施 ?

2. 節約用水 學校是否採購省水器材 ? 師生用水是否會注意調整適當流量 ? 是否定期查核能源使用效率並分析統計水電 費支出 ?

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學校推動能源教育之可行性方向二、校園建築與硬體設施

1.建築物設計配合當地氣候與自然環境 學校建築規畫是否考慮自然通風及採光 ? 師生是否了解如何適當調整硬體設備來維持

舒適的學習環境 ?2. 提高自然資源的使用

學校是否曾調查與評估使用太陽能或與水利用系統的可行性 ?

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學校推動能源教育之可行性方向三、教學與宣導活動

1. 融入各科教學 是否在教學會議中鼓勵老師將能源教育融入 一般教學中 ? 是否將能源作為作業活動主題，鼓勵學生蒐 集資料並討論 ?

2.戶外教學參觀 是否舉辦能源設施或相關機構之參觀活動 ?

3.配合節日舉辦大型宣導活動 是否配合節日舉辦大型能源相關宣導活動 ?

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學校推動能源教育之可行性方向4.藝文競賽及展示 是否舉辦能源為主題之藝文活動 ? 並公開展

示 競賽優秀作品 ?5. 鼓勵教師參加培訓活動 學校是否鼓勵老師參加能源研習及培訓活動 ?6. 鼓勵師生進行能源相關研發及創作 學校是否鼓勵教師研發能源教育教材及媒體或教具等 ?

學校是否鼓勵師生以能源為科展之主題 ?

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學校推動能源教育之可行性方向7. 能源教材、媒體之管理與應用 學校是否廣泛蒐集能源教材媒體並集中管理 ?是否鼓勵師生利用 ?

8. 校內能源教育之刊物或通訊 學校是否在公開區域分享能源相關文章或作品 ?

學校是否發行相關刊物宣導能源教育 ?

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學校推動能源教育之可行性方向四、行政與管理

1. 組織和人員及其運作 學校是否有推動能源教育組織編制 ? 學校是否成立節約能源推動小組，訂定能源管理辦法並執行 ? 是否公告讓師生了解 ?

各項會議是否留有會議紀錄 ?

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學校推動能源教育之可行性方向2. 獎勵機制 學校是否對熱心推動能源教育之師生予以公開表揚或鼓勵 ?

3. 對外交流 是否公開學校之能源教育行動， 讓社區人士 、專業團隊與民間團體知道， 爭取支持獲得支援 ?

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結論一

能源教育之教材發展方式，隨使用時機而不同，以目前的課程結構而言，列為單獨科目進行教育的可能性不高。推動方式可分為

(一 )正式課程中的隨機教學 (二 )非正式課程的相關活動

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結論二正式課程隨機教學乃分析各領域的教學內容，與能源主題有關，即進行隨機教學的推動方式。教師在教學情境中，具有彈性的，依當時教學的情境，針對社會所關注的能源主題，或自行營造能源教育的情境，進行能源教育的隨機教學，以「建立學生能源素養」的教育。

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結論三

非正式課程的教材單元設計，乃利用班會、週會及學校相關活動中，直接以能源為主題，實施教學活動，例如壁報比賽、辯論比賽、寒暑假作業、作文比賽等，此種非正式課程的單元設計更具彈性，教師可自由發揮。

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台北市西松國小能源教育相關活動成果

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結論四

能源教育在國民小學階段主要是養成學生愛惜能源﹑節約能源﹑有效運用能源的正確觀念﹑態度及習慣當前能源教育的推動，最重要的是藉由各種教學的策略運用，以潛移默化的方式，教育國民具備能源素養為 最後目的。

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節能標章