國小能源教材讀本

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1. 目次 CONTENTS 第二章 第一章 大自然的力量 再 ⽣ 能 源 2.1 前言 2.1.1 何謂再生能源 2.1.2 我國再生能源政策 2.1.3 潛力的再生能源 2.1.4 初級能源與次級能源 2.2 探討五大再生能源 2.2.1 太陽能 2.2.2 風能 2.2.3 海洋能 2.2.4 生質能 2.2.5 地熱能 17 18 19 20 22 24 26 31 35 火的傳說 1.1 中國的火神 1.2 希臘神話的火神 1.3 布農族的Haipis 6 8 10 延伸單元 延伸單元 延伸單元 1 ⽬次 16
2. 第四章 第三章 能源與生活 3.2.5 太陽能發電 3.2 臺灣電廠種類 3.2.1 火力發電 3.2.2 水力發電 3.2.3 風力發電 3.2.4 核能發電 3.3 電到我家 3.3.1 電怎麼到我家 3.3.2 用電安全 3.4.1 熱島效應 3.4.2 空汙問題 4.1 一度電 4.1.1 生活中的能源單位與計價方式 4.1.2 電與瓦斯、天然氣的效率 4.1.3 汽油車與純電車的能源使用效率 4.2 節能生活 4.2.1 省電迷思 4.2.2 節能家電與分級 4.2.3 省電妙招與電器保養 4.2.4 臺灣用電分配現況 臺灣來電了 3.1 電哪裡來？ 3.1.1 臺灣電力近代史發展 3.1.2 臺灣電力未來潛力 43 46 50 53 55 57 59 64 66 72 73 74 75 76 77 80 40 42 延伸單元 延伸單元 3.4 碳足跡與溫室氣體問題 延伸單元 2 ⽬次 63
3. 5.1 溫室效應與氣候變遷 5.1.1 什麼是溫室效應 5.1.2 失控的全球暖化 5.1.3 極端天氣與氣候變遷 5.2 氣候衝擊、減緩、調適 5.2.1 氣候衝擊對人類生活的影響 5.2.2 減緩碳排放的策略 5.2.3 因應氣候變遷的調適策略 5.3 國際再生能源發展趨勢與政策 5.3.1 巴黎協定 5.3.2 我國再生能源發展現況與政策 5.3.3 比較與展望 5.4 能源永續與淨零排放 5.4.1 再生能源的發展與應用 5.4.2 森林與碳權 5.4.3 產業與再生能源 84 85 86 87 88 90 91 92 93 94 95 99 淨零排放 第五章 延伸單元 延伸單元 延伸單元 延伸單元 延伸單元 延伸單元 延伸單元 延伸單元 3 ⽬次 83
4. CHAPTER 4 第⼀章 ⽕的傳說
5. 5 第⼀章 ⽕的傳說 1.1 中國的火神 1.2 希臘神話的火神 1.3 布農族的Haipis ⽕的傳說
6. 打雷閃電、火山爆發，甚 至樹林乾燥都可能引發起火， 成為自然界中火的現象。 人類一開始看到火時並不 會想要利用它，而是像動物一 樣害怕得要命，直到中國古代 出現第一位火神－燧人氏（上 古時期部落首領，發明鑽木取 火，教人熟食，被尊為「火 祖」），傳說是他教會了人類 鑽木取火、教人熟食，使人類 遠離了茹毛飲血。 1.1 中國的火神-燧人氏 圖1-1.鑽木取火。 人類剛開始對火不了解，所以遇到火都是避之唯恐不 及，而在中國商丘時代的燧人氏有位聰明的人發現小動物 被火烤過之後會比生肉少了一股腥味，而且口感更好，因 此他教導族人將捕獲的動物放入火中烤來吃，也會將採摘 下來的植物根莖放到火中烤完再食用，使人類開始遠離吃 生食的習慣。他們也發現在寒冷的天氣時只要在火的附近 就會變得溫暖，因此人類慢慢懂得火的妙用，也知 道把火 保留下來讓它不會熄滅就需要不斷的添加薪材，但是非常 不方便。 火的傳說 6 第⼀章 ⽕的傳說 人類從什麼時候開始懂得使用火已經無法考據，據說 可以追溯到一百多年前，也因為人類原本對火的無知與敬 畏，所以有許多神秘的傳說與神話。不同的民族與種族都 有火的傳說，從傳說中可以了解人類對於火的敬畏。 有些種族將火視為與超自然現象溝通的工具與途徑之 一，更有種族將取得火種視為神聖的代表，成為其心靈的 寄託，所以我們收集了世界各地對於火的傳說，來看看不 同地區的人對於火的傳說有哪些相同和不同的地方吧！ 難度
7. 7 第⼀章 ⽕的傳說 圖1-2.人類慢慢懂得火的妙用後，開始用火煮食遠離吃生食的習慣。 人類的日常生活常會用到火，但是自然界 中的火並不是到處都有且隨時存在的。燧人氏 發現有鳥啄燧木（傳說中一種取火的樹木）而 產生火花，因此他就摘取燧枝摩擦生火，所以 有鑽木取火或是擊石取火的方式，而遠古人類 就是利用摩擦的方式來生火。燧人氏因為發現 了鑽木取火的方法並且教導人類 取火的技術，所以被後人尊稱為 「燧皇」「火神」「火祖」。 他們也發現在寒冷的天氣時只要在火的附 近就會變得溫暖，因此人類慢慢懂得火的妙用， 也知道把火保留下來讓它不會熄滅就需要不斷 的添加薪材，但是非常不方便。
8. 1.2 希臘神話的火神 古希臘神話中的火 神 和 匠 神 是 赫 菲 斯 托 斯，他是奧林帕斯十二 主神之一，但是他不但 天生瘸腿，而且還有壞 脾氣，可是他有著孔武 有力的雙手和肩膀，對 於建造神殿、利用金屬 製作各種武器和用品的 技術十分高超，所以被 稱為工匠以及鍛造的守 護神，據說當他在打造 鐵器的時候，天空中會 雷聲轟隆而且製鐵的爐 火就像火山一樣噴發出 圖1-3. 希臘神話的火神和匠神是赫菲斯托斯，用火鍛造了 許多諸神持有的武器、工具和藝術品。 第一章 8 第⼀章 ⽕的傳說 真正為人類帶來火源的神是先見之神-普羅 米修斯。傳說人類被創造出來在地球上生活時， 地球上並沒有火種，那時人類的只能夠靠著採 集和狩獵取得食物，也只能吃生的食物，夜晚 也沒有火可以驅寒或是照明，人類在地球上的 生活非常的困苦。普羅米修斯看到人類苦難的 生活就想著要幫助人類將天上的火種帶到地 球，他用樹枝當作引火的火棒，等待著太陽神 阿波羅駕駛著太陽車從天上飛過的時候，伸到 太陽車的火燄裡，帶著燃燒的樹枝將 火種帶到地球上，為人類帶來了火種， 給人類帶來了光與熱，成為一位讓人 敬仰的神。 來。他成為古希臘諸神的鐵匠，鍛造了許多諸神持有的武器、 工具和藝術品，傳說宙斯的閃電長矛，海神波塞頓的三叉戟， 太陽神阿波羅駕駛的太陽馬車，厄洛斯的金箭與鉛箭都是他鍛 造的作品。赫菲斯托斯雖然被稱為火神，卻與人類懂得使用火 沒有關係。 難度
9. 圖1-4. 太陽神阿波羅所駕駛的太陽車引燃普羅米修斯手中的樹枝，將火種帶到地球上。 宙斯為了處罰普羅米修斯就將他綁在高加索山，受 風吹日曬和鷲鷹啄食。赫菲斯托斯曾悄悄地對普羅米修 斯說：「只要你向宙斯承認錯誤，歸還火種，我一定請 求宙斯饒恕你。」普羅米修斯卻說：「為人類造福，有 什麼錯！我可以忍受各種痛苦，但決不會承認錯誤，更 不會歸還火種！」。 而這樣年復一年的苦難並沒有讓普羅米修斯低頭， 直至赫拉克勒斯在尋找金蘋果的途中正好路過高加索山， 看到普羅米修斯被鎖在岩壁上，才用箭射死鷲鷹、砸 碎鐵鏈，並將他解救出來。 9 第⼀章 ⽕的傳說
10. 10 第⼀章 ⽕的傳說 1.3 布農族的Haipis 第一章 布農族是臺 灣原住民中海拔 分 布 最 高 的 民 族，相傳他們的 祖先遇到了大洪 水，所以帶著族 人一直往高處避 難，但是逃難的 過程中他們沒有 攜 帶 食 物 和 火 種，因此發生了 生存的危機。 圖1-5. 布農族為臺灣原住民的其中一個族群。 (資料來源：痞客邦-糖小梅) 你知道臺灣原住民共有幾個族群嗎？ 除了布農族，你還知道有那些族群呢？ 頭 頭 頭腦 腦 腦體 體 體操 操 操 難度
11. 11 第⼀章 ⽕的傳說 布農族人避難到一座山頭時因為沒有攜帶火種所以飢 寒交迫，而在另一座山頭卻出現火光熊熊，於是就開始討 論要如何到另一座山頂取火種，其中有幾種動物自告奮勇 的試著去取得火種，但都是失敗。 其中紅嘴黑鵯也決定要試試看，牠拍動翅膀往另一座 山頭飛去，也順利地到達，他一開始用嘴啣著火種往回飛， 但是火種的滾燙，讓紅嘴黑鵯的鳥喙難以忍受，他想到可 以換成利用腳爪握著火種，但是一下子腳爪就又被燙紅 了，紅嘴黑鵯沒有放棄，就有時用嘴巴叼著、有時用腳握 著，終於成功取回火種，幫助布農人取得火源，可以取暖 及煮東西吃。 但是紅嘴黑鵯的嘴跟爪在取得火種的過程中都被燒得 紅通通，身上的羽毛也被火烤焦，全身羽毛都變成黑色 的，布農族人為表感激，也立下了不可以捕殺紅嘴黑鵯的 禁忌。Haipis也就是紅嘴黑鵯，成為布農族神話中提到的聖 鳥。 圖1-6. 紅嘴黑鵯因為幫助布族人取得火源而成為布農族神話中的聖鳥。
12. 第一章 12 第⼀章 ⽕的傳說 與此同時，紅 嘴黑鵯作為臺灣獨 有的鳥類亞種，其 外觀雖初看平凡， 但細觀之下，頭頂 蓬松的冠羽如同精 心梳理的髮型，個 性十足，再加之紅 艷的喙與爪在黑色 羽毛的映襯下更顯 耀眼，成為極易辨 認的鳥類。這些特 圖1-8. 紅嘴黑鵯。(資料來源：iStock) 徵不僅讓紅嘴黑鵯引人注目，也似乎與布農族流傳的神話 故事相契合，增添了神秘色彩。 圖1-7. 二葉松的果實。 (資料來源：iStock) 二葉松臺灣特有的大喬 木，樹高可達30米，松針兩 針一束，木材內富含松脂， 是臺灣重要的造林樹種，廣 泛分佈於高海拔山區。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 二葉松 二葉松 二葉松 在臺灣高海拔地區， 布農族人巧妙地利用當 地 特 有 的 二 葉 松 來 生 火。這種高大的喬木只 需用獵刀削成薄片，便 能輕易點燃火焰。 布農族人對家中的 火爐極為視，常設於門 內右側牆角或兩側，尤 其認為右灶之火不可熄 滅，關乎家庭安寧。他 們尊重自然，僅取枯木 為薪，體現了對生態的 珍視與永續利用的理念。
13. 上面三則傳說故事中，請你比較看看他們 取得火種的方式有什麼差異性？ 如果你到一個荒郊野外你會有哪一種方式 取得火種？ 問題一 問題一 問題一 問題一 問題一 問題一 各位同學，現在家裡面要把東西煮熟 或是要加熱食物是否還一定要使用到火 呢？ 有那些器具不使用到火就可以把東西煮熟 或是把食物加熱？想想看？為什麼？ 問題二 問題二 問題二 問題二 問題二 問題二 問題三 問題三 問題三 問題三 問題三 問題三 請你調查看看家裡面可以產生火的器具或 是點火的東西，這些器具是利用什麼方法 產生火花？想想看和傳說中取得火的方式 有什麼不同？ 能源小思考 能源小思考 能源小思考 13 第⼀章 ⽕的傳說
14. CHAPTER 14 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量
15. ⼤⾃然的⼒量 再 ⽣ 能 源 15 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 2.1 前言 2.1.1 何謂再生能源 2.1.2 我國再生能源政策 2.1.3 潛力的再生能源 2.1.4 初級能源與次級能源 2.2 探討五大再生能源 2.2.1 太陽能 2.2.2 風能 2.2.3 海洋能 2.2.4 生質能 2.2.5 地熱能 延伸單元 延伸單元 延伸單元
16. 2大自然的力量 再 ⽣ 能 源 16 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 地球上充斥各種能量，人類對這些 能量的掌握，可以說是長久累積下來的 經驗，透過不斷嘗試與經驗累積才懂得 利用。地球從誕生以來，就有許多能源 不停的運作於其中，經過漫長的歲月， 伴隨無數生命物種循環，直到今日仍舊 未曾停歇。人類在讚嘆這些能源所散發 的力量時，也在思考學習如何為其所 用，進而得以應用於人類的文明上，銘 刻於歷史之中！ 圖2-2. 大自然蘊含滋養萬物的力量，圖 中是地熱能源。(資料來源：Pexels) 我們常說大自然的力量很強大， 但是大自然的力量有哪些呢？那就是 短時間能夠再生的能源像是風能、太 陽能、地熱能.等，這些滋養萬物的自 然力量一直存在你我身邊。深入了解 之後會發現，原來這些再生能源不是 這幾年突然間才被大家重視，而是從 人類有文明以來就開始依賴它們了， 到了現今這樣的依賴也越來越深了呢！ 圖2-1.能源提供給我們明亮的生活 環境。 (資料來源：Pexels) 在臺灣是如何規劃運用未來能源的？又要往哪個方向走？ 依據地球環境的永續發展，當然往永續再生能源方向走是最好 的。很多能源是經過漫長的歲月才得以形成，用完後還需要長 久的時間才能夠再生成，我們必須要掌握與規劃短時間能迅速 再生的能源，才能讓能源的運用生生不息！ 2.1 前言 臺灣是一個天然資源缺乏，同時卻具有豐富發展再生能源 潛力的國家，如果我們能夠善用並規劃再生能源，對於國家的 未來可是大有可為。為此我們也需要認識一些國家的能源政 策，畢竟這關乎著我們還有子孫後代的未來生活。再生能源之 中，除了我們熟悉的幾個自然界的再生能源外，其實還有不少 的很具潛力的待開發能源， 值得我們更深入的去認識它。
17. 17 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 2.1.1 何謂再生能源 什麼是再生能源？就是在你 有生之年，取之不盡用之不竭的 能源，換句話說就是人類有限的 壽命中能更不斷重複再生，生生 不息的能源，它甚至不是人類親 手去製造的能源，而是存於大自 然之中，這些能源可是伴隨了地 球誕生以來數十億年之久呢！目 前在臺灣法律裡訂下了許多的再 圖2-3. 善用太陽光與熱 生能源項目，當中屬於自 然再生能源的有太陽能、 風能、生質能、地熱能和 海洋能之外，還有一些其 他的再生能源，都可以透 過上網查詢來了解喔！ 圖2-4. 將過剩農、林、畜產轉化應用也可以當作能 源使用。 (資料來源：Pexels) 圖2-3. 善用太陽的光與熱。 頭 頭 頭腦 腦 腦體 體 體操 操 操 生活中可以看見那些太陽能的運用 呢？ 難度
18. 第二章 2.1.2 我國再生能源政策 為了順應國際潮流，達 到地球永續發展的目標，我 國能源政策開始逐漸重視再 生能源，減少化石能源的使 用，期望與世界同步達到 2050淨零排放的目標。可惜 終究是差了那麼一點就成功 了，因此我們回來檢視一切 的歷程發展，探討究竟是哪 裡出了問題？ 18 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 圖2-5. 2050淨零排放海報。 (資料來源：行政院官網) 圖2-6. 石油。(資料來源：iStock) 又叫礦石燃料，是遠古 生物死亡後被長時間封存在 岩層中，經過長時間的化學 變化後，形成各種被現今人 們所使用燃料。大致上可分 為三種型態，分別是固態的 煤炭、液態的石油以及氣態 的天然氣。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 化石燃料 化石燃料 化石燃料 過去臺灣長期倚賴化石 燃料，比例在七成以上，但 是在2011年日本發生311大地 震後，國際對核能的疑慮升 高，促使臺灣的反核聲浪湧 現，政府能源政策朝著2025 非核家園目標前進，除了讓 核能發電能順利退役，也為 了達成能源自主，大力推動 再生能源發電的相關目標與 計畫，期望能降低化石燃料 的碳排放。 為響應聯合國2050永續發 展淨零排放的目標，我國規 劃為再生能源60~70％、氫氣 9~12%、火力發電搭配CCUS為 20~27%、抽蓄水利1%，剩下無 法消減的二氧化碳，由我們 所種植的森林幫忙吸收二氧 化碳來達到淨零排放。 難度
19. 19 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 但是這些年用電量大增、國際局勢不穩定、能源價格大 漲，還有新冠疫情帶來的工程延宕，2025非核家園目標勢必要 修正，連帶後續2050的淨零排放規劃，也可能深受影響。種種 挑戰與變數，說不定是導致我們未來世界崩壞的原因，值得 我們多加留意。 碳捕捉與封存再利用CCUS是 CO Capture, Utilization and Storage的縮寫，翻譯為二氧化碳捕獲、封存與再利用技術， 是將工廠排放在大氣中的二氧化碳進行收集後，透過管線 灌入地底封存或再利用，目前有物理與化學兩種方式能夠 捕捉二氧化碳。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 碳捕捉與封存再利用，CCUS 碳捕捉與封存再利用，CCUS 碳捕捉與封存再利用，CCUS 2.1.3 潛力的再生能源- 氫能源 圖2-7. 氫氣被視為乾淨無碳且最具淺 力的綠色能源。 (資料來源：iStock) 補充小知識 補充小知識 補充小知識 氫氣 (H₂) 氫氣 (H₂) 氫氣 (H₂) 氫是一種化學元素，化 學符號為H，元素週期表中 排名第一位，是宇宙中含量 最豐富的元素。氫通常是以 兩個氫結合成的氫氣(H )存 在，燃燒後的氫氣只會產生 水(H O)和熱，不會產生二氧 化碳(CO )，被視為乾淨、無 碳的綠色能源。 我們不止要關注主流發 展的再生能源外，還得要留 意一些頗具潛力的能源，例 如氫能源就是一個頗具潛力 的再生能源。氫能源是指利 用氫氣（H ）作為能源的形 式，燃燒後產生水蒸汽而不 會產生二氧化碳，是一種乾 淨、高效的能源，所以氫能 源被視為一種潛在的綠色、 低碳能源，有望未來擺脫對 化石燃料的依賴，並改善對 環境的傷害。 臺灣看好氫能源所具備 的潛力，為解決工業產生的 廢棄氫氣轉為發電之用，另 外在燃料電池、電動車領域， 也朝著以氫能為動力之目標 一直加緊研發，希望能跟上 國際氫能源潮流。 難度
20. 氫能源的後勢發展大有 可為的能源，說不定能有機 會改變目前能源與環境困境。 2.1.4 初級能源與次級能源 圖2-9. 太陽能屬於初級能源裡的再生能源。 (資料來源：iStock) 圖2-10. 核能屬於初級能源裡的非再生能源。 (資料來源：iStock) 地球上的能源可以區分為初級能源與次級能源。首先我們 先談談「初級能源」，初級能源是天然形成的資源，可以直接 使用，而且可以再細分為兩種，一種是再生能源，另一種是非 再生能源。 「再生能源」是自然界中能夠循環利用的能源，例如：太 陽能、風能、水力能、海洋能、生質能、地熱能…等等；「非 再生能源」是自然界中有限的能源，由於再生時間可達到萬年 或是億年以上，蘊藏量有限，因此每開採或使用一分，就會減 少一分，如果不妥善使用，則會迅速耗竭。但因為開採技術與 使用效率的提高，消耗的並沒有人們想像中那麼快，所以依舊 是人類文明仰賴的穩定能源，其中這類非短時間內再生的能源 有：石油、煤炭、天然氣、核能…等等。目前人類對於非再生 能源的使用比較依賴，技術上也比較成熟，但是如果繼續消耗 下去，就會讓地球上的生存環境更加惡化。 第二章 圖2-8. 氫能電動車正在積極研發改善。 (資料來源：iStock) 20 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 難度
21. 能源分類示意圖 能源分類示意圖 能源分類示意圖 圖2-11. 汽柴油。 (資料來源：iStock) 圖2-12. 煤碳。 (資料來源：Pexels) 接 著 是 「 次 級 能 源」，次級能源是近代 文 明 發 展 才 出 現 的 能 源，它們需經過處理或 是轉換後才能被使用， 例如電能、電磁能、汽 柴油、燃料油、液化石 油氣、煤氣、氫能、機 械能等等，其中電能可 以提供我們日常生活中 所需的電力、汽柴油能 提供運輸工具發動的主 力和煤燃燒後的煤氣能 提供火車行駛的動力等 等，這些都是現今不可 或缺的能源。 21 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 再生能源 例如： 太陽、風力能.. 非再生能源 例如： 化石燃料、煤、 石油、天然氣.. 由一次能源經過加 工轉換以後得到的 能源 例如：汽油、柴油、 液化石油氣.. 初級能源 在大自然中天然 形成的能源 次級能源 將初級能源經過處理 而轉換成另外一種 不同形式的能源 能源
22. 第二章 22 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 2.2 探討五大再生能源 我們的生活中，有五大再生能源可以 應用，接下來我們將針對這五種再生能源 帶大家認識喔！ 2.2. 1 太陽能 圖2-13. 植物利用陽光進行光合作用。 (資料來源：Pexels) 太陽能屬於自然再生能源 之一，自古就是人們崇拜的對 象，像是太陽神、天照大神都 是將太陽神化的代表。人們會 利用太陽的規律性制訂時間、 天文曆法、算數，即便是今日 科技發達的時代，太陽也與我 們的作息密切相關。 1 大眾對太陽能的應用 圖2-14. 太陽為我們生活上帶來許多的便利。 (資料來源：Pixabay) 現今我們利用太陽發出的 熱能來為我們做許多事情，最 常使用的方式像曬乾農作物、 魚類、酸菜、衣服、棉被等， 來達到食物殺菌或殺死塵 的 效果，利用太陽的熱能把水加 熱的太陽能熱水器；露營時可 以利用凸透鏡的聚焦太陽光引 燃火種亨煮食物；泰國商販利 用鏡子反射太陽的熱能來烤雞販賣等等。上述例子皆表示人們 善用太陽能的熱能為生活帶來許多的便利。 難度
23. 2 利用太陽的 「 太陽能 」 來發電 近年來太陽能發電一直是再 生能源的熱門話題之一，我們透 過太陽能設備的光電轉換和儲存， 便成為了可利用的電力和熱能。 太陽能設備中，最令我們耳 熟能詳的便是太陽能板，太陽能 板又被稱為太陽光電板、太陽能 電池板，是一種利用太陽光轉換 成電能的設備，也是太陽能發電 系統的核心組件之一。 3 臺灣的太陽能發展現況 以目前的太陽能光電發展分布來看，主要以臺灣西南部 為主，這裡的平原廣闊、陽光充足。太陽能電板發電看似很 美好，但是日照時間的長短與天氣變化容易影響太陽能的發 電效率，而夜間太陽能供電只能依靠白天的儲能電池來提供， 是它最大的瓶頸。另外太陽能板由於長期裝設在戶外、退役 後的太陽能板難以回收分解，往往成為大型廢棄物，就會有 存廢的問題產生。日前也發生過因為政府過於鼓勵設置太陽 能板，而導致一部分農漁民認為設置太陽能板來賣電遠比耕 作養殖還要來得賺錢，進而影響糧食、水產的產量危機。 23 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 圖2-15. 農地結合太陽能板的種電情形逐漸普遍。 (資料來源：Pexels)
24. 24 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 第二章 2.2.2 風能 生活中人們會利用風 力做各式各樣的應用，例 如風乾臘肉、柿餅、米粉 等等。 風也和氣候有關，屏 東恆春一帶冬季乾燥的落 山風很適合栽種洋蔥，而 洋蔥生長時落山風更能讓 洋蔥的結球變得碩大，廣 受消費者的歡迎。 在家中有些材質的衣 物清洗過後不適合在陽光 底下曝曬，所以我們會選 擇在陰涼通風處來晾乾衣 物，而「晾乾」就是透過 通風來加速蒸發進而達到 帶走衣物上水分的效果。 圖2-16. 鳥類的飛行與滑翔會依靠風力。 (資料來源：Pexels) 圖2-17. 風乾臘肉 。 (資料來源：iStock) 圖2-18. 風乾柿餅。 (資料來源：iStock) 植物會利用風來授粉 或是散播種子、鳥類利用 風來飛行與滑翔、哺乳類 鼯鼠利用風能滑翔等等， 人類經過這樣的大自然環 境觀察之下，發明了滑翔 機，進而開啟了航空飛行 的時代。 難度
25. 25 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 人們的早期住屋也會著 重建築結構的通風性，為了 讓自己住的房子能住起來能 冬暖夏涼，除了考量日照方 位，也會去考慮當地季風的 風向。 圖2-21. 臺灣的國旗。 (資料來源：iStock) 圖2-22. 風車在荷蘭有著非常悠久的歷史。 (資料來源：iStock) 旗子、風箏和風車等物 品也是人們利用風力產生的 物品。在古代兩軍作戰時， 軍隊會看著飄揚的軍旗知道 風向，判斷出敵我方位，在 現代則出現代表各個國家的 國旗；風箏可以用在偵測氣 象、娛樂上；風車在荷蘭舉 世聞名，利用風力轉換成動 能的設備，早期用來風乾潮 濕土地，中世紀後經過改良 取代了大量獸力和勞力的設 備(例如：取代獸力研磨麵 粉)，此外風力還可以用來 發電呢！ 圖2-19. 早期房屋注重建築結構的通風性。 (資料來源：iStock) 圖2-20. 依靠風力行駛的帆船。(資料來源：iStock) 可見除了太陽之外，人 們也離不開風呢！在蒸汽動 力機還沒有發明以前，人們 在航運上會以人力來行船， 後來就漸漸依靠風帆來行船 了，多數的船都會搭配風帆 和季風借助風力來航行，而 幾經改良之後，帆船甚至也 可以逆著風前進，即使現今 帆船已經脫離了海洋運輸產 業，但是在運動休閒上仍有 它的存在價值。
26. 26 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 第二章 2.2.3 海洋能 再生能源發展已成為世界趨勢，其中海洋能因預測性高與成 本下降，近幾年受到不少國家關注。臺灣是個海島型國家，四面 環海、海洋資源豐富，生活在島上的人們與海洋有很深的關係， 而我們對海洋的能量理解又是如何呢？現在科學家們積極探詢海 洋能源的方式有：波浪能、潮汐能、海流能以及溫差能，讓我們 來一一了解吧！ 1 波浪能 圖2-23. 海浪是人類最能直接感受的海洋能。 (資料來源：Pixabay) 圖2-24. 波浪能為社區帶來高效的電力來源。 (資料來源：Eco Wave Pawer官網) 波浪是股源源不絕的 能量，只要地球在活動， 就未曾停歇，更具體來說 海浪是風和海面摩擦所形 成的現象。波浪會與地形、 天氣系統、天體甚至火山 和地震都能使波浪產生變 化，所以可以知道波浪雖 然源源不絕，卻很容易受 到各種因素影響。 波浪能發電是利用海洋流 動特性，帶動發電機發電。據 調查目前臺灣有可能發展波浪 發電的區域為臺灣東北及東部 海域，這兩個海域波浪能較西 部及西南部海域大，較具開發 優勢喔！ 我國在波浪能發電領域進 行可行性研究時，雖然初步評 估結果是不符合經濟效益，但 是臺電仍持續推動波浪發電相 關計畫，累積開發技術能量， 往商業運轉的路上前進。 延伸單元 延伸單元 難度
27. 27 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 2 潮汐能 補充小知識 補充小知識 補充小知識 中央氣象局潮汐時間表 中央氣象局潮汐時間表 中央氣象局潮汐時間表 中央氣象局的潮汐時間表，最多可查詢預報30天內各地， 如下圖： 圖2-25. 交通部中央氣象署潮汐預報表。(資料來源：交通部中央氣象署) 臺灣各地受地形影響，潮 差分佈不均勻。靠近臺灣海峽 的西海岸地區，潮差變化非常 大。潮汐能利用潮汐水位高低 變化，將位能轉變為動能，帶 動發電機發電。潮汐能發電的 堰壩式系統，雖然臺中海域為 臺灣潮差最大之所在，但缺乏 峽灣地形，所以無法在臺灣看 到堰壩式系統的建立。 延伸單元 延伸單元 比起海浪，潮汐能是更被 人所應用的海洋能量。潮汐是 由於天體對地球各個地方施加 的引力不同，形成海水的水面 週期性上升和下降的現象（水 面上升為滿潮或漲潮、水面下 降為乾潮或退潮），所引發潮 汐的力量被稱為引潮力。 潮汐變化深受地球與月亮 引力的影響而產生，而地形、 天候、太陽引力，也多少能影 響，而多數地區一天有兩次漲 退潮稱為半日潮，也有部分地 區一天只有一次的漲退潮稱為 全日潮，臺灣地區屬於前者， 但是各地的潮汐時間是有誤差 的，因此可以參閱中央氣象局 的潮汐時間表。潮汐最主要的 影響來自月球，其次才是太 陽，其餘的行星和恆星對地球 的引潮力則小很多。滿潮和乾 潮之間的高低差被稱為潮差， 將其形成的高低差轉換成電能 或者其他能量形式稱為潮汐 能。
28. 圖2-26. 潮汐能發電。 (資料來源：臺電月刊) (1) 臺灣西部海岸是沙岸，漁民利用漲潮時出海， 退潮前回港： 以臺灣為例，臺灣西部海岸多為沙岸，因此很多 漁船作業時間，都是趁著漲潮時出海，退潮前回港。 那是因為漲潮時航道能讓船隻通行，但是退潮時航道 沙洲會露出，船隻會被阻礙無法回港。歷史上，鄭成 功從鹿耳門水道進入攻打荷蘭人，也是藉助了漲潮。 (2) 石滬利用漲潮時吸引魚群， 退潮後將魚群困在石滬內 方便捕撈： 圖2-27. 先人的智慧-石滬補漁。 (資料來源：海洋委員會兒童 主題網) 石滬是一種古老的海岸建築， 由石塊搭建，形成梯狀或網狀結 構，用於捕魚和防止海潮侵蝕。 石滬利用漲潮時吸引魚群進來覓 食石滬內的藻類，退潮後魚群困 所謂海流（又稱洋流）因風力大小、海洋溫度和海水 密度不同，海洋持續著大規模流動，如同海中的河流，常 年沿著固定方向流動。海洋深處有洋流不停地動，而且表 層和深層的流動其實是連成一體的。這個「全球輸送帶」 對全球的能量分佈及氣候變化都起著極其重要的作用。 延伸單元 延伸單元 第二章 28 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 第二章 ⽣活中潮汐能的應⽤ 於石滬內讓漁民捕獲。 3 海流能(洋流能)
29. 圖2-28. 臺灣附近的洋流。 (資料來源：環境境資訊中心) 延伸單元 延伸單元 (1) 海流能的應用： 臺灣附近的洋流主要為 黑潮，是股流速快的溫暖海 流，也是世界第二大的海流。 但冬季時因為季風等因素， 臺灣海峽會有另一股中國沿 岸流經過，這個洋流的方向 是由北向南，而後在臺灣的 西南沿海與黑潮的支流相遇， 在這裡形成了一個重要的漁 至於海流能發電，臺電公司目前已完成「富貴角 海流調查」、「澎湖海流調查」、「臺灣東部黑潮發 電應用調查規劃」等研究，但是仍在尋找並等待合適 臺灣海域的海流發電的相關新技術，並尋找機會引進 臺灣。 29 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 圖2-30. 全球暖化讓北極圈冰川跟著融 化。 (資料來源：Pexels) (2) 氣候亂了 洋流也亂了： 第一章而近年來，大家 耳熟能詳的聖嬰現象，和洋 流之間有著極大的關係。一 開始是由東太平洋，也就是 南美洲秘魯及厄瓜多爾當地 的漁民所發現，他們觀察到 每隔數年，在聖誕節前後當 地的海水就會開始異常升溫， 場。這股海流帶來豐富的漁業資源，形成龐大的生態 鏈為人們捕魚時的最佳漁場，是重要魚獲來源。 以烏魚來說，牠們原 來是生活在中國黃河流域 沿海，但秋冬時會尋找溫 暖的地方以產卵，此時， 就會順著洋流成群來到臺 灣西南沿海，根據歷史記 載，臺灣捕烏魚已有三百 多年的歷史，一直是十分 重要的漁業活動。 圖2-29. 黑金-烏魚。 (資料來源：環境資訊中心)
30. 第二章 第二章 30 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 第二章 圖2-31. 2020年美國加州因極端高溫和乾 燥環境，引發嚴重火災。 (資料來源： 綠色和平2022年4月18日新聞稿) 於是稱此海水升溫的現象為 「聖嬰現象」。海水升溫連帶 的影響了大氣，造成氣候發生 劇烈改變，而突然增強的這股 暖流則會使海水溫度升高，冷 水魚群因而大量死亡，使得原 本豐沛的漁場失去生機，造成 以捕漁為業的國家莫大損失。 當然聖嬰現象不只發生在南美 洲，也不只是影響海洋，許多地區的森林大火或是水患 成災也都和此有關，這是一個全球性的氣候變遷現象， 大西洋環流最快2025年崩潰 將導致更多極端天氣。只不 過和洋流習習相關漁民，對這個現象特別敏感，也是首 當其衝的受害者了。 4 溫差能 溫差發電是利用海洋 表層受太陽光照射而吸收 大量熱能，與深層海水產 生溫差。在北回歸線附近 之表層海水溫度約在23~ 28℃之間，至1000公尺深度 水溫即降到4℃左右。表面 與深層深層的海水之間的溫差愈大，則發電的效率將相對 提高。 海洋溫差發電在臺電公司自1980年起，選定東部和平、石 梯及樟原三處為「溫差發電」候選廠址，但由於技術問題尚 無法克服，以致目前溫差發電仍無突破性進展。 海洋能潛力很大，對碳排放影響很小，相當有潛力，但 是海洋能是我國所有再生能源中，還處在研究嘗試階段的再 生能源，有不少問題待克服，只能期待未來技術上的突破。 海洋能發電未來還是無可限量的，但是也需要留意海洋能發 電是否對海洋生態影響，也是一個需要關注的課題，環保評 估多表示，還沒有辦法評估對海洋生態環境的影響，所以我 們利用海洋能要審慎小心。 圖2-32. 溫差能發電。(資料來源：臺電月刊) 延伸單元 延伸單元
31. 31 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 你知道每年的六月八日是什麼日子嗎？答案是「世界 海洋日」，也是我們的「國家海洋日」喔，政府將逐步落 實生態永續、海域安全以及產業繁榮的海洋國家願景。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 世界海洋日 世界海洋日 世界海洋日 2.2.4 生質能 圖2-33. 固體生質燃料應用。(資料來源：臺電綠網) 簡單來說，生質能是利用農林植物(生質燃料)、沼氣及廢 棄物等生質物產生的能源。不過生質能是無法直接使用的， 它必須透過將生質材料燃燒，轉換熱能的方式提 供能量。像 是過去電力、瓦斯不普及的農業年代，家庭煮飯、洗熱水澡 都需要仰賴木材，所以往往都需要去檢柴來燒，而家中牲口 的糞便經由收集調配，撒在田裡當肥料，也需要透過土壤裡 的細菌分解，才能讓農作物吸收養分。 隨著農業技術發展糧食產量大增，人們便將產量過剩的 作物，如甘蔗、玉米、木薯、甘藷等物質之醣分利用微生物 當媒介，經由發酵作用轉化成酒精，這就是生質酒精。而將 油籽作物（如大豆、油菜籽及棕櫚油）、廢棄食用油、動物 脂肪等經過轉酯化而成為燃料，多為生質柴油。而生質柴油 會因國情不同而使用不同原料，例如美國是大豆油、歐洲為 菜籽油，日本為廢食用油。生質酒精、生質柴油則通稱為液 體生質燃料。 延伸單元 延伸單元 難度
32. 第二章 32 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 第二章 圖2-34. 液體生質燃料應用。(資料來源：臺電綠網) 隨著工業化發展，文明進步，人類產生的廢棄物不斷 增加，縱使資源回收觀念普及，但廢棄物的清理卻成了一 道難題，而在臺灣人們處理廢棄物的方式分為掩埋與焚化 兩種，掩埋藉助生物分解，過程緩慢而長久，於是焚化這 樣快速又能縮減垃圾量的方式，漸成主流，但因為有影響 空氣品質疑慮，成為居民嫌惡的設施，不過卻讓一些學者 專家看到能源發展新可能！ 1 生質能發電原理 圖2-35. 焚化爐發電簡易流程。 學者專家在焚化爐看到將焚化產生的熱轉為電能的新 可能，認為與火力發電在燃燒煤礦產生熱能推動「蒸汽鍋 爐」回收產生蒸汽熱能，之後再經由「蒸汽渦輪發電機」 將蒸汽熱能轉換為電能的運作方式，焚化爐應該可以用這 樣的方式來發電。於是臺灣有不少的焚化爐具有發電的功 能，部分焚化爐還將餘熱將游泳池的水溫提高，成為附屬 的溫水游泳池喔！ 垃圾 燃燒 推動蒸氣 鍋爐 產生 電力 餘熱支援 溫水游泳池 延伸單元 延伸單元
33. 生質能發電除了焚化 爐發電外，另外一個生質 能發電主力就是沼氣發電， 沼氣發電在臺灣主要以畜 牧場的沼氣發電為主，以 及幾座污水處理廠有沼氣 發電機組，污水處理廠的 沼氣發電是將沼氣的來源 為城市廢水，而畜牧場的 沼氣，則是牲畜排泄物廢 水，收集在在厭氧槽內由 利用微生物（厭氧菌）在 缺氧環境下將有機物分解 轉化成沼氣，之後經過幾 道存化裝置後得到純度較 高的沼氣，再輸送沼氣於 內燃機進行燃燒，推動發 電機來產生電。 圖2-36. 沼氣發電設備。(資料來源：行政院全球資 訊網) 表2-1. 生質能發電的原理。 原理 原理 原理 種類 種類 種類 燃燒廢棄物 → 推動蒸氣鍋爐 → 發電 收集產生沼氣原料 → 產生沼氣燃燒 → 推動蒸氣鍋爐 → 發電 燃燒生質燃料 → 推動蒸氣鍋爐 → 發電 廢棄物發電 沼氣發電 生質燃料發電 這樣聽起來生質能發電也很像是資源在利用的，也是頗 有環保意涵呢？雖然看起來像是人類再自產自銷，但是來源 還是從自然界取得，如果應用得宜，也是一種永續的展現。 延伸單元 延伸單元 33 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量
34. 第二章 第二章 34 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 圖2-37. 臺灣臺電作為現況。(資料來源：臺電綠網) 生質燃料發電好處是來源可以是人類自行生產或是把廢 棄物再次利用，相較於燃燒化石燃料、煤炭來說碳排量少很 多，是良好的替代能源之一，也能減緩一次性消耗能源的消 耗。但缺點是生質燃料往往與農作物產量有關，在產量生產 高，糧食需求低的情形下，將過剩的糧食轉為生質燃料可充 分發揮最大效益，但是如遇到糧食產量歉收，民生需求提 高，會發生生質燃料不夠的問題。 臺灣沼氣發電大力推廣養殖戶改建裝置使用，但由於維 護不易，電力供應鏈還不完善，所以發電量有限，難有國外 那種大規模養殖場可以供應的大電量。廢棄物發電能有效減 少廢棄物面積更能將焚化的熱能轉為電能供應電力，是目前 再生能源發電的主力供電之一，但是裝置容量的提升是一個 課題。另外焚燒廢棄物影響空氣品質以及民眾認為焚化爐是 嫌惡設施，因此不易擴展。 1 生質能發電原理 2 國內生質能技術發展現況 延伸單元 延伸單元
35. 35 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 2.2.5 地熱能 地熱是臺灣很容易接觸到的能源之一，與地理位置有 密切的相關，因為我們在板塊的碰撞帶上，因此地熱資源 算是豐富，通常地熱帶來豐富的景觀，如日本以地獄谷最 為知名，而臺灣也有類似的景點-北投的地熱谷，這樣天然 奇特的景象為該地區來許多的觀光收入，通常有地熱能的 地方也可能有溫泉，人們除了利用溫泉泡澡外，也懂得利 用溫泉煮食物，也別有一番風味，最常見的就是溫泉蛋 了，將生雞蛋放入高溫溫泉煮熟，是很受歡迎的美食。 延伸單元 延伸單元 地熱雖然與人類的淵源很早，但人們對地熱的掌握與 開發卻很有限。挖鑿地熱井將破壞地表自然景觀並影響生 態，對土地使用造成影響，這也是現實中的一大考量。 難度 圖2-38. 地熱景觀。 (資料來源：Pexels)
36. 第二章 36 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 第二章 第二章 1 地熱能發電原理 圖2-39. 地熱發電簡易原理。(資料來源：臺電綠網) 地熱發電簡單來說靠地底的熱能來加熱地下水，轉變 成蒸汽後，推動渦輪機旋轉發電。通常地熱發電依深度分 為淺層地熱和深層地熱兩種。「淺層地熱」是在地下深度 三公里以內，利用地熱加熱的熱水與蒸氣來發電，優點是 鑽探成本比較低，缺點是有地質條件的限制，要有多孔隙 的岩層來讓水流動。「深層地熱」發電則是深度超過三公 里的深層地熱，利用地底高溫將注入的冷水加熱，變成水 蒸氣後推動發電系統進行發電。 2 國內地熱能技術發展現況 圖2-40. 2023年臺灣能源結構數據。 (資料來源：碳 集農場/2023臺灣電力&能源簡略回顧) 臺灣位於環太平洋火 山活動帶西緣，地熱資源 豐富，熱源條件良好，甚 至具有地熱開發潛力，是 近年來頗被看好的再生能 源，具推估臺灣地熱發電 總量相當於11.7座核四廠的 發電量，可見頗具開發潛 力，但目前尚處於初期研 究開發階段，臺電公司僅 於宜蘭仁澤設置840KW裝置 容量之地熱發電設施，占 再生能源中比例更是微乎 其微。 延伸單元 延伸單元
37. 37 第⼆章 ⼤⾃然的⼒量 對於這次介紹的五項再生能源，以去年統 計數據，臺灣哪一項能源的比例最高？最 低的比例是哪一項能源？ 問題一 問題一 問題一 問題一 問題一 問題一 對於這次介紹的五項再生能源，你看好 哪項能源的發展？請敘述一下你的看法 與理由。 問題二 問題二 問題二 問題二 問題二 問題二 問題三 問題三 問題三 問題三 問題三 問題三 試想一下，再生能源除了內文所說的缺點 之外，還可能會對環境有什麼影響呢？ 能源小思考 能源小思考 能源小思考
38. 38 第三章 臺灣來電了 CHAPTER
39. 臺灣來電了 3.2.5 太陽能發電 3.2 臺灣電廠種類 3.2.1 火力發電 3.2.2 水力發電 3.2.3 風力發電 3.2.4 核能發電 3.3 電到我家 3.3.1 電怎麼到我家 3.3.2 用電安全 3.4 3.1 電哪裡來？ 3.1.1 臺灣電力近代史發展 3.1.2 臺灣電力未來潛力 3.4.1 3.4.2 延伸單元 延伸單元 延伸單元 39 第三章 臺灣來電了 碳足跡與溫室氣體問題 熱島效應 空汙問題
40. 40 第三章 臺灣來電了 3電哪裡來？ 一回到家，我們打開電視、電腦、冷氣空調等電氣設備， 享受舒適的悠閒時光，而你是否知道日常生活不可或缺的電 是如何產生的？如何運送？與氣候變遷又有什麼關係呢？在 了解這些問題以前，讓我們首先來認識一下臺灣電力的發展 吧！ 電力是現代生活的立基，更是國家多元發展的原動力， 現今許多產業幾乎都以電力作為生產動力。電力的穩定供 給是維繫經濟成長及生活舒適不可或缺的要素，現代人生 活與電力早已密不可分。 3.1.1 臺灣電力近代史發展 圖3-1. 「臺灣第一盞電燈」點亮的景象畫。 (資料來源： 臺電60年) 清朝光緒14年（西元 1888年），時任巡撫劉銘 傳首創第一間電力公司 「興市公司」，以小型 蒸氣燃煤發電機，點亮 當 時 城 中 的 第 一 盞 路 燈，為臺灣電業史開啟 歷史第一幕。後來苦於 發電所需的成本過於龐 大，僅僅維持一個月左 右便步入歷史。除此之 外，劉銘傳也利用南勢 溪的高低落差，籌建龜 山水力發電廠。可惜的 是隨著他的離任，該項 開發計畫也因而終止。 3.1 電哪裡來？ 難度
41. 41 第三章 臺灣來電了 日本來臺後，以龜山水力發電廠作為基石繼續開發，隨著 該發電所的啟用，臺北三市街開始供應民生電力，從此揭開電 力時代的序幕。西元1919年組成「臺灣電力株氏會社」，開發 當時為亞洲第一、世界第七的日月潭發電廠建置作業，並在西 部建造縱貫南北之輸電幹線。此項工程完工後，大幅度提升臺 灣內部供電量，更引領工業快速發展。 三市街是指臺北市西側 市中心的三處市街：艋舺（ 今萬華區北部）、大稻埕（ 今大同區南部）、臺北城內 （今中正區西部），是 1880～1970年代臺北或北臺 灣的發展中心。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 三市街 三市街 三市街 圖3-2. 日據時代的龜山發電廠，臺灣第一 座水力發電廠。(資料來源：臺灣電廠百 年文史地圖) 圖3-3. 日據時代的日月潭第一發電所，於 1934年竣工啟用，二戰時遭炸毀，戰後修 復並改稱為「大觀發電廠一廠」。(資料 來源：臺灣電廠百年文史地圖) 日據時代，日本在臺灣 完成許多電廠建置作業，奠 定臺灣電力初創基礎。二次 大戰後，中華民國政府接收 臺灣電力株式會社，並於民 國35年（西元1946年）將其 改組為「臺灣電力公司」， 1978年核一廠順利運轉，隨 後政府持續導入高效能火力 發電機組，發電供給系統因 核能電廠加入而進入「能源 多元並進」時期。臺灣邁向 全面電氣化與能源多元化的 發展。 為增進能源自主及多元 化，並降低二氧化碳排放， 政府於2009年訂定「再生能 源發展條例」，是我國再生 能源發展重要的里程碑，並 於2021年世界地球日宣示， 2050淨零轉型是臺灣的目標。
42. 第三章 42 第三章 臺灣來電了 3.1.2 臺灣電力未來潛力 圖3-4. 淨零排放示意圖。 (資料來源： GREENSPACE綠色和平網站) 補充小知識 補充小知識 補充小知識 近年來，國際對於淨 零排放的追求愈發迫切， 臺灣也力拼電力轉型，以 逐步實現2050淨零排放之 永續社會。其中「能源轉 型」成為我國淨零排放路 徑的首要之務，政府不但 極 大 化 風 電 、 光 電 的 設 置，也重視氫能的佈局， 以及地熱、生質能、海洋 能 等 前 瞻 能 源 的 技 術 發 展。以前臺灣幾乎所有的 能源都要靠進口，過去20 年臺灣綠電的成長幅度， 大約每十年1%，政府積極 布局綠能後，現在風電與 光電都源自在地，「能源 不用坐船來臺灣，就是減 少碳排放」。 淨零排放 淨零排放 淨零排放 淨零排放又叫做淨零排 炭，指的是在特定一段時 間內，全球人為造成的溫 室氣體排放量，扣除人為 移除的量等於零。 圖3-5. 民國105～112年，臺灣發電量占比變化。 (資料來源：經 濟部能源署網站) 難度
43. 43 第三章 臺灣來電了 臺灣現今有很多種不同的發電方式，根據不同的發電方 式，我們可以將電廠分為幾種類型，就像不同的超級英雄一 樣，每一種發電方式都有自己的特點和優勢，共同努力確保 我們隨時都有穩定的電力使用，所以讓我們一起認識這些默 默無聞的發電超人們，感謝他們為我們帶來光明和便利的生 活吧！ 3.2.1 火力發電 1 什麼是火力發電？ 火力發電是臺灣電 力的重要來源之一，這 種發電方式主要依賴燃 燒化石燃料來產生熱， 透過水蒸汽轉動發電機 進而產生電，但是過程 中會產生對環境有害的 物質，包括二氧化碳、 灰塵和有毒廢氣。接下 來讓我們來認識火力發 電的方式吧！ 圖3-6. 能量轉換圖。(資料來源：Canva) 2 火力如何發電？ 火力發電最基本運作方式，是先將水送入鍋爐裡進行 加熱，當鍋爐裡的水被加熱源燒成水蒸汽之後，由管線送 入汽輪機讓它高速轉動，並一起轉動發電機來發電，最後 使用過的水蒸汽再利用管線送回冷凝器進行海水降溫，讓 管線內的水蒸氣冷卻成水，再利用供水幫浦送回鍋爐重複 使用。其中做為加熱源燃燒的原料包括石油、煤炭、天然 氣...等等，這些物質的加熱方式與成本均不相同。 3.2 臺灣電廠種類 難度
44. 44 第三章 臺灣來電了 火力發電又可以細分成四種發電方式，分別是蒸汽輪 機組發電、氣渦輪機發電、柴油機發電以及複循環機組發 電，但是發電運作方法大同小異。 第三章 圖3-7. 火力發電原理示意圖。 (資料來源：Canva) 3 火力發電對人體的影響 火力發電是利用燃燒各種化石燃料，例如煤炭、石 油、或天然汽..等等來產生電力的過程，過程中會產生大 量的二氧化碳，除此之外燃燒化石燃料還會產生一些有 害的氣體，如硫氧化物和氮氧化物，這些氣體會污染空 氣，對人們的健康造成不良影響。這些有害氣體會讓空 氣變得不乾淨形成霧霾，讓我們呼吸困難、看東西也變 得不清楚。雖然火力發電可以提供我們生活中大量所需 的電力，但也會對環境和健康造成很大的影響。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 硫氧化物 硫氧化物 硫氧化物 硫氧化物是一種由 硫和氧組成的化合物， 在火山噴發和燃燒煤碳 時產生，像空氣中的氣 體一樣飄散。硫氧化物 有時聞起來像臭雞蛋， 不但非常刺鼻，還會污 染空氣導致酸雨。 補充小知識 補充小知識 補充小知識 氮氧化物 氮氧化物 氮氧化物 氮氧化物是一種由 氮和氧組成的氣體。當 汽車引擎運轉或工廠燃 燒燃料時，這些氣體就 會進入空氣中。氮氧化 物對健康有害，會造成 呼吸道不舒服以及讓天 空變霧，還會和水結合 形成酸雨。
45. 45 第三章 臺灣來電了 圖3-8. 火力發電廠圖 。 (資料來源：Pixbay) 4 火力發電的歷史 圖3-9. 臺電系統歷年裝置容量構成比例 長條圖。 隨著經濟發展，用電需求大幅增加，為了滿足這些需 求，臺灣開放了民營發電市場，像臺中電廠、大潭電廠這 些大型火力電廠都加入了發電系統。到了民國109年火力發 電占了總發電量的80.22%，核能發電占12.70%，而水力等再 生能源占5.77%。 日據時代結束後，臺灣的電力發展發生了很多變化。 最初我們主要依靠水力發電，後來慢慢轉變為以火力發電 為主，因為石油危機，我們開始使用核能發電。雖然火力 發電的比例有所下降，但它仍然是主要的發電方式。 臺灣有很多種方式可以來 提供電力，例如太陽能發電和 風力發電，但火力發電仍然是 臺灣主要的電力來源。在民國 100年臺灣的火力發電占總發電 量的76.7%，近年來隨著經濟的 成長，用電需求逐年增加，直 到現今火力發電占了臺灣總發 電量達到八成以上。
46. 46 第三章 臺灣來電了 第三章 臺灣的能源大部分都是從世界各地買來的，例如火力 發電常用到的燃料-煤礦，為此我們需要考慮經濟價值、安 全可靠性和供應的穩定性，但是現今隨著科技的進步、環 保意識的抬頭，我們迫切希望能夠找到更加環保和高效的 發電方式。 圖3-10. 臺電公司進口煤源示意圖。 (資料來源：臺電網站) 3.2.2 水力發電 臺灣最早使用的發電方式是水力發電，水力發電利用流 動的水轉成可用的電力，曾經是臺灣的重要電力來源之一， 但並不是所有的電力都能依賴水力發電，建造大型水庫來發 電會對自然生態造成很大的影響，因此世界各地更常使用 中、小型的河川流動式水力發電，這種發電方式可以快速啟 動，特別適合應對電力需求的高峰期，在臺灣水力發電在供 電系統中仍然占有重要地位。 難度
47. 47 第三章 臺灣來電了 1 什麼是水力發電？ 水力發電是利用水從高處流向低處的流動力量來發電， 讓我們來認識臺灣有哪幾種不同的水力發電方式吧！ 圖 3-12. 川流式發電示意圖。 (資料來源：經濟部能源局再生能源資訊網) 圖3-11. 大部分的水力發電示意圖。 (資料來源：臺電網站) (1) 川流式水力發電(不存水)： 川流式水力發電是利用天然河流的水流來發電。 從圖片中可以看到，當河水流入進水口後，會先經過 沉沙池過濾掉河水中的泥沙，接著河水進入水槽和壓 力鋼管，再轉動位於電廠內的發電機來產生電力。這 種發電方式的優點是利用了自然的水流，不需要建造 大型的水庫或人工湖泊，但是發電量會受到季節和天 氣的影響，如果河水變少，發電量也會跟著減少。
48. 第三章 48 第三章 臺灣來電了 (2) 調整池式水力發電(短期存水)： 圖 3-13. 調整池式發電說明圖。 (資料來源：經濟部能源局再生能源資訊網) 調整池式水力發電使用人工調整池來管理和調 節水流，首先河水流入沉砂池，過濾掉水中的泥沙 和雜質後，較乾淨的水會流入調整池，調整池是一 個大水池能夠控制水的流量，確保在電力需求高峰 時能夠提供足夠的水量發電。水從調整池經過壓力 鋼管，轉動電廠內的發電機來產生電力。這種方法 的好處是可以隨時調整發電量，應對不同的電力需 求，但建造和維護調整池需要花費很多資金和資源。 (3) 水庫式水力發電： 圖 3-14. 水庫式發電示意圖 。 (資料來源：經濟部能源局再生能源資訊網) 水庫式水力發電的運作就像一個巨大的水池， 把很多水存進一個人工建造的大水庫或湖泊裡，也 就是水壩。在需要發電時，水從水庫中被釋放出 來，通過壓力管道流向發電廠，推動渦輪機轉動來 產生電力。這種發電方式的優點是可以存很多水， 在需要時提供穩定的電力。水庫還可以在乾旱季節 用來灌溉農田，但建造這些大水庫可能會對環境造 成破壞和動植物的家造成影響。
49. 49 第三章 臺灣來電了 2 臺灣水力發電歷年狀況 圖 3-15. 臺灣歷年水力發電占再生能源 發電總量統計長條圖。 臺 灣 的 水 力 發 電 受 到 氣 候、季節和地形的影響很大。 早期臺灣的用電量還不高的時 候，水力發電是主要的再生能 源發電方式之一，但是隨著再 生能源技術的發展，臺灣開始 探索更多的能源，例如風能、 太陽能和海洋能。這些新型再 生能源越來越受到重視，成為 臺灣能源供應重要的一份子。 水力發電是一種相對較乾淨的能源，不會產生有害的廢 氣和污染物，其次可以利用自然界的水循環，實現可持續發 展，而且設備的運行成本較低，維護簡單、使用壽命長等有 著許多好處。但是水力發電也有一些挑戰，建設大型水庫和 發電設施需要的費用高，對環境和生態系統也有一定的影響， 而且水力發電容易受到氣候和季節變化的影響，發電量不穩 定，如果遇到乾旱或降水量減少，發電能力會受到嚴重限制。 圖 3-16. 曾文水庫風景 。(資料來源：交通部觀光署) 為了克服這些挑戰，臺灣正在積極探索新的水力發電技 術和方法，為臺灣提供更穩定且可持續的電力供應。臺灣的 電力發展需要更多的努力，增加保護環境的發電方式，並且 利用各種再生能源來確保我們的未來。
50. 第三章 50 第三章 臺灣來電了 3.2.3 風力發電 1 什麼是風力發電？ 風是一種間歇性可再生能源，無法根據需求而增減發 電。雖然每年的總發電量變化不大，但可在一天或是數天內 有很大的變化。因此風力發電必須與其他的電力來源或儲存 設施一起使用，才能夠提供穩定的電源。 圖3-17. 風力發電示意圖。(資料來源：臺電網站) 風是一種間歇性可再生能源，無法根據需求而增減發 電。雖然每年的總發電量變化不大，但可在一天或是數天 內有很大的變化。因此風力發電必須與其他的電力來源或 儲存設施一起使用，才能夠提供穩定的電源。 2 風力發電的應用 風能發電分布區域以臺灣西部為主，比較集中於中北 部沿海區域。風能發電可以分為陸域風力發電和離岸風力 發電。「陸域風力發電」指的是在陸上建設風力發電廠， 目前臺灣的陸域風力發電功能遠大於離岸風能發電，因為 陸域風能發電擁有比較容易架設的優勢，例如：高雄旗津 風車公園的七座風力發電機，每日利用風力發電79千瓦的 電力以支持公園內的照明設施，這個對於遊客或附近到公 園散步的居民來說，也是一個不無小補的供電設施。 難度
51. 51 第三章 臺灣來電了 圖3-18. 離岸風力發電。 (資料來源：iStock) 離岸風力發電(Offshore wind power)又稱離岸風力能源， 是在海上建設風力發電廠，利用海上的風進行發電。早 期臺灣並沒有離岸風電發展的經驗，但是建設離岸風電 產業需要進行許多環境的調查評估，以及其他風力發電 相關的大小企業公司參與，所以臺灣經濟部允許外商投 資，並逐年增列國產化需求來培育本土相關廠商，期能 達到離岸風電國產化的目標。 圖3-19. 離岸風力發電 。 (資料來源：iStock)
52. 第三章 52 第三章 臺灣來電了 3 風力發電建設的環境保護措施 圖3-21. 施工前必需對鳥類生態進行全方 面評估。 (資料來源：臺電綠網) 圖3-20. 施工完成後，必須對受影響範 圍進行復原，維護防風林的完整功能。 (資料來源：iStock) 雖然風力發電是利用大自 然產生的能量來發電，但人為 的施工想必會對自然環境帶來 一定程度的影響，所以必須採 取措施將傷害降到最小，其中 有 陸 域 和 海 域 的 工 程 友 善 措 施。陸域工程友善措施中，基 本要做到保留防風林，如果有 不可復原的防風林，則要經與 林務單位協商後進行植林，施 工時採用友善環境的低噪音、 低震動工法，並留有鳥類飛行 通道，以維護鳥類生態。營運 監測期間持續執行低頻噪音監 測工作，採用震動較小的鑽掘 式基樁施工，降低植樁作業對 漁塭養殖業的影響。 而海域工程友善措施 則必須落實鯨豚保育，由 低力道漸進到全力道打 樁，讓鯨豚有遠離噪音源 的緩衝時間，並且使用水 下氣泡幕以降低此頻率範 圍的水下施工噪音量；施 工點鄰近養殖漁業區域及 岸邊時，使用污染防濁 幕，避免影響週圍水質， 並針對防濁幕內外進行海 域水質監測比對；在每年 冬候鳥來臨的期間要避免 施工、集中管理廢棄物、 設置警示燈以及影響潮間 帶原有生態。 圖3-22. 施工必須落實鯨豚保育。(資料來 源：iStock) 圖3-23. 避免影響候鳥的覓食和遷習環境。 (資料來源：臺電綠網)
53. 53 第三章 臺灣來電了 3.2.4 核能發電 1 什麼是核能發電？ 「核能」就是指原子核結構因為「核分裂」或「核融合」 發生變化時所釋放出來的能量，目前世界上主要的核能發 電，原理與火力發電類似，但是是以利用鈾235作為燃料進 行「核分裂」反應後所產生的能量來進行發電。 圖3-24. 核能發電流程示意圖。(資料來源：Canva) 2 核能發電帶來的優缺點 圖3-25. 核廢料處理方法與安全疑慮一直 是重要問題之一 。 (資料來源：iStock) 核能發電方式不但可以減 少我們對化石燃料的依賴，也 不會造成空氣污染和產生二氧 化碳等氣體，當中也包含了運 輸與儲存方便、發電的成本中 燃料費用低等等優點。但是核 能發電的缺點也不少，包括核 電廠的原子爐內有大量的放射 性物質，若事故不小心釋放到外界環境會對周遭生態及民眾 造成傷害的安全問題、核反應之後產生的放射性廢料處理問 題等等，也是我們需要 注意的地方。 難度
54. 54 第三章 臺灣來電了 第三章 3 核能發電的應用 圖3-26. 核能發電廠。(資料來源：iStock) 圖3-27. 民眾帶著反核標語出門遊行。(資料來源：iStock) 除了生產電力外，核能還應用於城市供暖、海水淡化、 合成燃料等許多地方。我們如今所面臨的環境困難不只空 氣污染而已，還有水資源的匱乏與全球暖化，現今覺大多 數的能源都無法從根源解決問題，如果我們能夠善加運用 核能，也許有辦法改善或是解決當今全人類所面臨的難題， 值得我們去探討。 臺灣發生的反核運動，主要是來自反對核四廠興建計 畫，也有一部分是針對蘭嶼核廢料等問題，目前為臺灣的 政治運動，幾乎每年都有至少一次遊行活動，因為核廢料 的排放問題始終沒有得出妥善的解決辦法，人民希望政府 還給住在核電廠附近的居民一個乾淨、無汙染的非核家園。 在日本發生311福島核災之後，臺灣核電問題更是受到了重 視，如何解決及取得平衡是我們現今應該要去積極面對的 問題。
55. 55 第三章 臺灣來電了 3.2.5 太陽能發電 1 什麼是太陽能發電？ 太陽帶來的光和熱，植物、動物與人類都利用太陽來生 活。在科技日新月異的發展下，人們利用太陽光的照射在半 導體材料上，吸收光能後產生電流來發電，稱為太陽能發 電，這些電流經過轉換後，就可以用來點亮燈泡、運行家中 的電器，甚至給電動車充電、路燈發電等等。 圖3-28. 高雄世運主場館屋頂。 (資料來源：高 雄畫刊2012/05獨步全臺陽「光」能量在高雄) 補充小知識 補充小知識 補充小知識 光電效應 光電效應 光電效應 圖3-29. 光電效應示意圖。 (資料來 源：Canva) 光電效應是一種由光 轉成電的物理現象，只有 特殊的材料才會擁有的特 性，太陽能光電板就是其 中一種。 太陽能發電的工作方式， 是先讓太陽能光電板吸收大 面積陽光後，利用光電效應 的方式將太陽光轉化為可供 我們使用的電力。太陽能光 電板也可以做其他的應用， 例如家中的太陽能熱水器是 最常見的，還有高雄世運主 場館的屋頂上方，採用太陽 能光電板覆面，是一座世界 上最先進的運動場館喔！ 難度
56. 56 第三章 臺灣來電了 3 太陽能板的使用方法 圖3-30. 許多建築物屋頂的太陽光電系統多 採用市電併網型系統 。 (資料來源：Pexels) 設置太陽能光電系統目前分 為三種類型，可分為獨立型、市 電併聯型及混合型。「獨立型」 太陽光電系統完全依靠太陽能板 和電池供電系統，適合裝設在偏 遠地區；「市電併聯型」是指與 市電網連接，可以將多餘的太陽 能發電量賣給市電網，適合裝設 在城市；「混合型」則是指同時 使用太陽能發電和其他可再生能 源或傳統能源發電的系統，可以 提高供電的可靠性，適合有多種 能源選擇的場所。 第三章
57. 57 第三章 臺灣來電了 我們每天生活都離不開電，例如使用的電燈、看電視、冷 氣等等電氣設備。前面章節提到發電廠有許多種不同的發電方 式，但是電又是怎麼運送到家裡的呢？在自然狀態下，電並不 容易顯現出來，只能用身體的碰觸來感覺、下雨天的閃電打 雷，或是靠著電提供電氣設備發光或發熱等等來察覺電的存 在，但是不論是那一種發電，電是怎麼來的呢？ 3.3.1 電怎麼到我家 圖3-31. 電力從發電廠到家中。 電力從各個發電廠產出之後會經過許多種類的變電所，變 電所作用是將電力收集並調整電壓，最後提供給我們使用。其 中電力傳送的途徑最主要的方式是：發電廠→超高壓變電所→ 一次變電所→二次變電所(配電變電所)→變壓器→家中。 3 3 電到我家 . 難度
58. 58 第三章 臺灣來電了 1 超高壓變電所 超高壓變電所介在發電 廠及一次變電所之間，負責 接收發電廠的電力，主要功 用是輸送電力與分配電力。 為了減少傳送損失，超高壓 變電所會先提高電壓後，在 讓 其 他 變 電 所 逐 段 降 低 電 壓，最提供給家裡或各工廠 使用。 圖3-32. 嘉民超高壓變電所。 (資料來源：臺電月 刊644期) 2 一次變電所 介於超高壓變電所與二次變電所之間的變電站，接受超 高壓的電力並且將電進行第一次降壓後，送到二次變電所或 直接送至大型用電戶。 3 二次變電所(配電變電所)、 變壓器 圖3-33. 路邊常見的變壓器(或變電箱)，會將高壓電變成住家用的低 壓電，提供我們的電器使用。 (資料來源：iStock) 二次變電所以及配電變電所是介於一次變電所與住宅用 戶間的一個變電站，接受第一次降壓後的電力並將電進行第 二次降壓後，再送到家中，但是住家用電的設備分220伏特和 110伏特兩種，所以在電線桿上或是馬路旁邊可以看到「變壓 器」，就是靠它把高壓電變成住家用的低壓電，提供我們日 常生活的電力需求。 第三章
59. 59 第三章 臺灣來電了 近年在都會區或是科學園區及產業園區，因為用電需求 大增，容易產生供電上的瓶頸，所以就需要新增變電所來增 加電力配送節點，不但可以分散變電所的供電壓力，也可以 提高供電品質及可靠度喔。 3.3.2 用電安全 現代生活離不開電，電為我們的生活帶來許多便利，但如 果不注意就可能引起火災，造成生命與財產上的嚴重損失。電 線走火或電器所引起的火災事件時有耳聞，根據內政部消防署 「113年1至5月全國火災次數起火原因及火災損失統計表」顯 示，光是電氣因素引起的火災就高達1078件，日常生活中我們 應該如何注意用電安全？ 圖3-34. 第1張圖 113年1至5月全國火災次數起火原因及火災損失統計表 。(資料 來源：內政部消防署) 根據內政部消防署統計，「電氣因素」引起的火災是長年 建築物起火原因的排名第一位。電氣因素的火災和與電線走 火、電器使用不當等有密切箱關，而且也可能引起漏電、觸電 等危險，所以我們必須隨注意和小心！ 難度
60. 60 第三章 臺灣來電了 圖3-35. 根據內政部消防署113年6月火情形，其中電氣因素火災排名 仍然是第一位 。 (資料來源：內政部消防署) 下圖中有許多電氣因素災害的實際案例，我們可以了 解一下這些災害的情況有哪些，以及生活中「用電安全」 應該注意的事項。 圖3-36. 新北市新店區的調查局資通處疑 電線老舊走火。 圖3-37. 新北市民眾家中使用8年的除濕機 自燃。 圖3-38. 鳳山大樓住戶疑因天氣過熱，導 致冷氣室外機起火爆炸。 圖3-39. 彰化市鬧區一住戶電風扇短路起火。 第三章
61. 61 第三章 臺灣來電了 1 正確的 「用電安全」 及災害預防方法 (1)電器使用前，應先詳閱並依照產品說明書上的使用規 則。 (2)應使用檢驗合格(貼有檢驗合格標章)的電器。 (3)使用電器或延長線時，電線盡量避免綑綁或纏繞。 (4)使用延長線時不可同時插滿或插太多電器，高功率電器 不可時使用。 (5)電器不使用時，將插頭拔掉，既安全又省電。 (6)電線的銅線如果出現裸露現象，應避免使用。 (7)家中無故飄出「塑膠味」很可能是插座融化所導致，應 該謹慎應對並儘速找出源頭。 (8)高功率或高溫電器如烤箱、電暖器、電鍋、微波爐、吹 風機等電器使用時，除了須依照產品使規則外，周圍應 保持適當散熱距離，且不可靠近易燃物品。 (9)應注意電器的使用年限，老舊電器除了耗電，也會引起 火災或漏電問題，家中電器如果老舊出現異狀或異聲， 應立即停止使用並汰換，或是請專業人員更換。 圖3-42. 電線裸露都有起火風險。 圖3-43. 家中無故飄出塑膠味是 火災前兆，需要隨時警覺。 圖3-40. 合格標章。 圖3-41. 延長線盡量避免困綁。 平時在用電方法只要多加注意，就可以避開許多憾事發 生，現在就來認識日常生活中的「用電安全」方法以及注意 事項：
62. 62 第三章 臺灣來電了 (10)臺灣大部份電器是使用110V電壓，少部份家電使用 220V插座(如：冷氣機)，使用時應注意插座的電壓標 示，插頭應使用正確電壓的插座，避免引起電器損 壞或發生危險。 圖3-44. 臺灣家用插座及插頭型式及使用。 圖3-45. 滅火器和適用的火災種類。 (1)立即關閉電源或拔掉插頭。 (2)如果火勢不大，可以考慮使用「乾粉滅火器」或「二 氧化碳滅火器」來滅火，應避免潑水或使用泡沫滅火 器以免引發觸電風險或造成更嚴重的災害。 (3)如果火勢過大應該先逃生，離開時關門隔絕並撥打119 通報消防局。 2 電線或電器走火應對 第三章
63. 63 第三章 臺灣來電了 圖3-46. 產品在整個生產過程中會產生大量的碳。 (資料來源：iStock) 圖3-47. 碳標籤可以使產品各階段的碳足跡透明化，又可以達到消費者綠色 消費的目的。 「碳足跡」是指一項活動或產品的整個生命週期中，直 接或間接產生的碳排放量，每一個環節中的碳排放量不同， 這些或多或少的碳排放量累積起來是相當可觀的，其中以化 石燃料包含煤、石油、天然氣..等所產生的量最大，影響最 鉅。目前世界各國推行碳標籤制度，推動產品碳足跡揭露， 讓產品各階段碳排放來源透明化，除了促使企業調整碳排放 量之外，同時也可以達到消費者綠色消費的目的。 溫室效應問題是近年 來環保議題中最重要的熱 門話題之一，溫室效應中 最重要的主角碳，是造成 地球暖化的原凶，全球目 前積極提倡減碳運動，但 是效果並不理想。全球已 超過130個國宣布在2050年 達成淨零碳排，而碳足跡 的盤查則成為一項重要的 工作。 延伸單元 延伸單元 3.4 碳足跡與溫室氣體問題
64. 熱島效應是人為因素所引起的，是指一個地區的氣溫高 於周圍地區的現象，主要有城市熱島效應和青藏高原熱島效 應兩種，其中城市熱島效應與我們的生活關係最為密切。 「城市熱島效應」是指城市的氣溫比鄰近郊區的氣溫高， 城市熱島效應的原因和高度發展城市發展有關，人口密集、 高度用電量、工廠及車 輛排放的氣體、石化工 業的大量發展、密集的 建築物影響通風、大面 積的使用蓄熱材料以及 綠色植物稀少等，都使 得城市溫度升高。 64 第三章 臺灣來電了 溫室氣體是指大氣層中會造成地球表面溫度上升的氣 體，除了二氧化碳之外，大氣層中還存在其他讓地球暖化的 溫室氣體，例如甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物、六氟化硫和 三氟化氮，都是形成溫室效應元凶之一，現代科技的高度發 展造成這些氣體大量 產生，打破原本大氣 層中的比例平衡，溫 室效應問題已經相當 嚴重，因此全球積極 提倡節能減碳運動， 期盼能夠減緩問題。 圖3-48. 造成全球暖化的各種「溫室氣體」。(資料來 源：Canva) 3.4.1 熱島效應 圖3-49. 熱島效應示意圖。(資料來源：iStock) 延伸單元 延伸單元 難度 第三章
65. 65 第三章 臺灣來電了 1 熱島效應帶來的影響 圖3-50. 熱島效應造成環境沙漠化。(資料來 源：iStock) 圖3-51. 都市的建材及構造是造成熱島效應的 基本現象。(資料來源：iStock) 熱島效應對整個生態系 統而言是一場浩劫，百害而 無一利，帶來的影響包括高 溫 化-溫 室 效 應 、 乾 燥 化-沙 漠化、日射量減少、雲量增 多、霧日增多-塵害、降雨量 增加、悶熱、空氣污染等等。 2 熱島效應的解決方法 熱島效應有一個基本現 象-高溫化，地球上會出現高 溫的地點都有著共同的特 徵，例如乾燥化-沙漠化、無 植被的裸露地表、地表崎嶇 不平、顏色偏暗色系等，都 市樣貌結構恰好皆符合上述 條件，加上都市的路面、建 築材質分別為瀝青、混凝土，白天容易大量吸熱，夜晚時則 將這些熱釋放出來，造成都市在夜間無法有效的降溫，另外 這些建築材質會增加地表水分的散失功能，形成乾燥現象， 再加上由於缺乏或較少植被的遮蔭，植物蒸散作用的降溫功 能，以及工業科技發展所帶來的環境污染源，所引起的溫室 效應等綜合因素，使得都市如同在保溫箱中，溫度比其他地 區還要高，所以針對這些原因的解決方法有： 延伸單元 延伸單元
66. 66 第三章 臺灣來電了 (1)增加都市的綠化範圍，例如保留濕地、增加公園和多 種行道樹等等。 (2)改變建材顏色，例如將建材色系改為「亮色系顏色」， 亮色系顏色可以反射太陽光，取代會吸熱的「暗色系 顏色」來達到降溫功能。 做出不同的建設計劃，例如綠化住宅區、工業區和綠 化市區等等，依照不同的條件，研究出適合的解決方法。 圖3-52. 都市綠化和亮色系建築可以散熱、降溫，減緩熱島效應現象。(資料來 源：iStock) 3.4.2 空污問題 空氣污染是指會傷害人體健康、生態環境或是對大氣層產 生有害影響的汙染，主要來源分成大自然釋出和人為活動，當 中的人為活動又許多種的污染來源，讓我們來認識什麼是空氣 汙染吧！ 1 大自然釋出的空氣汙染 大自然本身會釋放一些自然的空氣污染物，這些通常是 由自然現象引起的，常見的有火山噴發、森林火災和沙塵暴 等等，其中火山噴發會釋放大量的火山灰、硫化物、二氧化 碳和其他有害氣體；天然的森林火災會釋放大量的煙霧、霧 霾；來自沙漠或乾旱地區的沙塵暴會攜帶大量的沙塵顆粒， 這些顆粒會在大氣中懸浮，影響空氣品質以及視線。 延伸單元 延伸單元 難度 (3)改變地景，順應不同的地景樣貌，區分成不同的地景， 第三章
67. 67 第三章 臺灣來電了 圖3-53. 火山活動會釋放許多空氣汙染物。 (資料來源：iStock) 圖3-54. 沙塵暴不但影響視線，也會對人體 造成危害。 (資料來源：iStock) (1) 固定式污染源： 固定式污染源是指定點排放污染物質，其中包括 工廠煙囪排放、農地焚燒廢棄物，甚至是家庭使用的 噴霧劑(香水、殺蟲劑、清潔劑)等等，物體不會因為本 身動力改變位置，所以全部歸類為固定污染源。 圖3-55. 工廠煙囪就是典型的固定式 汙染源。 (資料來源：Pexels) 圖3-56. 家庭中的各種化學噴霧劑也 是空氣污染的來源之一。 (資料來 源：iStock) (2) 移動汙染源： 移動污染源是指會本身因為動力改變位置的污染 源，其中包括汽車、機車和飛機等等交通工具，排放 的廢氣當中有懸浮微粒(PM 、PM . )、二氧化碳、氮氧 化物和硫氧化物等等，對人體造成傷害的空氣汙染物。 不管是工廠、汽機車，或是燃燒垃圾等等所排放 的廢氣，這些排放物質會讓空氣變得不乾淨，對健康 延伸單元 延伸單元 2 人為活動帶來的空氣汙染
68. 第三章 68 第三章 臺灣來電了 補充小知識 補充小知識 補充小知識 懸浮微粒 (PM 、PM . ) 懸浮微粒 (PM 、PM . ) 懸浮微粒 (PM 、PM . ) 空氣裡存在許 多漂浮的顆粒污染 物，類似灰塵，稱 為懸浮微粒。空氣 中的懸浮微粒大小 不同，顆粒直徑大 小≤ 2 . 5微 米 的 稱 為 PM . ，顆粒直徑大 小 ≥ 1 0 微 米 的 稱 為 PM 。 圖3-59. 看不見的殺手-PM . 人體傷害示意圖。 (資料來源：Canva) 延伸單元 延伸單元 圖3-57. 汽機車排放廢氣是目前最嚴重的 空汙問題之一。 (資料來源：iStock) 圖3-58. 沙塵暴不但影響視線，也會對人 體造成危害。 (資料來源：iStock) 和環境造成影響，當我們吸入污染的空氣時，可能會 引發呼吸道不適或更嚴重的健康問題。空氣污染不僅 影響人類，也會威脅植物的生長和動物的生存環境， 甚至加劇氣候變遷。想要減少空氣污染，我們可以多 種樹保護綠地、多搭乘公共交通工具等等，這些永續 行動都能幫助淨化空氣，透過這些努力，我們能一起 改善空氣品質，保護我們的健康和地球。
69. 69 第三章 臺灣來電了 如果附近的發電廠主要依靠火力發電， 那麼哪一種情況最有可能讓電力供應出 現問題？寫寫看你的理由。 問題一 問題一 問題一 問題一 問題一 問題一 如果你家裡的電力主要依靠水力發電， 那麼什麼情況下，你的電力供應最有可 能受到影響？為什麼？ 問題二 問題二 問題二 問題二 問題二 問題二 問題三 問題三 問題三 問題三 問題三 問題三 空氣中的汙染物質越來越多，對我們造成 了許多的影響，我們可以利用哪些方法提 升我們空氣品質？ 能源小思考 能源小思考 能源小思考
70. CHAPTER 70 第四章 能源與⽣活
71. 71 第四章 能源與⽣活 能源與⽣活 4.1 一度電 4.1.1 生活中的能源單位與計價方式 4.1.2 電與瓦斯、天然氣的效率 4.1.3 汽油車與純電車的能源使用效率 4.2 節能生活 4.2.1 省電迷思 4.2.2 節能家電與分級 4.2.3 省電妙招與電器保養 4.2.4 臺灣用電分配現況
72. 4.1 能源與生活 72 第四章 能源與⽣活 4 一度電 一度電，是我們生活中常 見的能源單位，像是燈光、冷 氣和電子設備都會用到它。了 解一度電的用途和來源，能幫 助我們更好地認識電力的價 值，並學會如何節約用電，讓 地球變得更健康，這節內容將 帶你探索一度電的奧秘！ 圖4-1. 節約能源，資源才能循環永續。 (資料來源：Pixabay) 4.1 .1 生活中的能源單位 與計價方式 難度 圖4-2. 電表示意圖。(資料來源：Pixabay) 你知道我們平常用的電是怎麼計算和收費的嗎？在我們的 日常生活中，電的單位叫做「度」，也稱為「瓩時」（kWh）。 一度電代表一千瓦的電器使用一個小時所消耗的電量，例如一 個一千瓦的電暖爐開一小時就會用掉一度電。 每個家庭的電表會記錄用電量，電力公司每月根據電表上的 度數來計算電費，使用的電越多電費就會越高，因此我們養成 隨手關家中電器的好習慣，可以省下不少電費，除此之外其他 常見能源的單位有天然氣使用立方米為單位、汽油則用公升等。
73. 73 第四章 能源與⽣活 4.1.2 電與瓦斯、 天然氣的效率 難度 補充小知識 補充小知識 補充小知識 能源效率 能源效率 能源效率 又稱能源利用效率，是 指能源中具有的能量被有效 利用的程度。如果有一臺能 源利用效率30 %的汽車加滿 100公升的汽油，當這臺車用 完整桶汽油後會有30公升真 正被用來移動，70公升變成 無法使用的熱和廢氣排放到 空氣中被浪費。 圖4-3. 瓦斯和天然氣燃燒後直接提供熱，能源效率比較高。(資料來源：Pexels) 在我們的日常生活中， 電、瓦斯和天然氣是最常見 的能源，但是他們的能源效 率確不同。電力能源是由發 電廠產生，但在發電和傳輸 過程中會有能源損失，效率 並非百分之百；瓦斯和天然 氣通過燃燒產生熱並且直接 提供，燃燒時產生的污染物 較少，因此效率比較高，與 發電廠相比會顯得較為環保 一些。不過無論是哪種能源， 不當使用都會造成浪費，如 火力過大或水煮過頭，善用 每度電和天然氣，能節省費 用並減少環境負擔，合理選 擇和使用能源有助於應對未 來的能源挑戰。
74. 74 第四章 能源與⽣活 4.1.3 汽油車與純電車 的能源使用效率 難度 圖4-4. 純電車和汽油車各有優缺點。 (資料來源：Pexels) 汽油車和純電車在能源使用效率上有顯著差異。汽油車 是藉由燃燒汽油產生動力，效率只有約為20%到30%，能量浪 費較多。燃燒過程中會產生廢氣和熱量，導致能源浪費。 相比之下，純電車使用電池和電動馬達，能將電能高效 轉換為動力，效率可達80%以上，而且無尾氣排放，更環保。 然而電的來源也很重要，如果電來自化石燃料，環境影響仍 在；若來自再生能源，如太陽能或風能，則更具環保價值。 因此選擇純電車能節省能源並保護地球。 第四章
75. 4.2.1 75 第四章 能源與⽣活 節能生活 省電的口號很常出現在我們 的生活之中，省電是真的只說省 下用電嗎？讓我們來一探究竟！ 4.2.1 省電迷思 難度 圖4-5.臺灣節能標章。 省電其實就是節省能源支出，讓能 源使用更有效率，就像你買東西想省 錢，如何用一樣的錢買到更多更好的東 西道理一樣。我們常常會選購具有節能 標章的電器，可以多加注意產品上是否 有用電源、愛心雙手和生生不息的火苗 所組成的標誌具有節能標章的電器不但 品質有保障，也能節省能源和省下電 大家有沒有想過冷氣一直開和頻繁開關， 哪種比較不耗電？其實答案是不一定喔！冷 氣在長時間下不休息持續運作，耗電量一定 比頻繁開關冷氣要來的高，但是相對的如果 在較短的時間內，例如短暫出門幾個小時就 會回來繼續吹冷氣，頻繁開關冷氣反而會比 一直開著還要更耗電。 所以出門時是否需要關閉冷氣，需要依 照時間的長短來定，如果只離開幾小時買東 西則可以暫時不用關閉，但是如果要出門上 班、上學、吃飯.等等長時間活動，仍然需要 關閉冷氣比較省電。 開關冷氣的省電迷思 開關冷氣的省電迷思 開關冷氣的省電迷思 費。節能標章的家電可以利用相對較少的時間和電力來達到 我們的設定需求，因此電器開啟電源之後就可以用較少的電 在維持後續的使用；反觀沒有節能標章的電器可能就需要更 多的用電量與時間維持效率。
76. 76 第四章 能源與⽣活 4.2.2 節能家電與分級 難度 圖4-6. 各國節能標章，分別為美國能源 之星(左)和日本能源標章(右)。 圖4-7. 節能家電上能源分級的認證標示。 臺灣節能家電認證單位為經 濟部能源局，經濟部能源局每三 個月就會開一次審議會議把送件 來的產品審查認證，如果送來的 產品認證合格，就能在產品上放 上節能標章進行販賣。雖然說通 過的產品都可以放上節能標章， 不過也要注意節能分級。節能分 級分為一到五級，無論是家裡可 以看到的電燈、瓦斯爐、熱水 器、空調、機車..等等都可以看到 能源標示分級。 選購的標準方式其實很簡單， 我們只要挑數字越小就越好，所以 1級是我們的首選，數字如果是最 大的5級，則是最後的才考慮的目 標，如果我們不太清楚產是否像 廠商所宣傳一樣有節能效果，可以 在經濟部能源局能源效率分級標示 管理系統查詢。 現在我們知道了選擇節能家 電的重要性，其實不只在臺灣重 視節能的重要性，許多國家都有 相關的認證，但是各個國家認證 標準跟標章都會有些不同。 第四章
77. 77 第四章 能源與⽣活 4.2.3 省電妙招 與電器保養 難度 1 省電妙招 (1) 隨手關燈： 雖然是個很小的動作，但是長時間下來可以節 省不少的電，而且還能讓自己養成好習慣，更具環 保意識。 (2) 使用自然光： 白天的時候，不妨多利用窗戶讓陽光照進來就 可以不必開燈了，不僅可以節省電力，還能夠讓房 間更加明亮通風且舒適。 圖4-8. 長期隨手關燈能夠省下不少電力 和電費。 (資料來源：iStock) 圖4-9. 早上讓陽光代替燈光照亮房間。 (資料來源：iStock) 我們生活在一個充滿電力的世界，電燈、電視、電腦、空 調等這些日常生活中不可或缺的電器，無時無刻不在為我們提 供便利。然而你們有沒有想過我們為什麼要學會省電呢？ 省電不僅僅是為了節省電費，更是為了保護我們的環境。 我們每一個人都可以通過節約用電來減少能源消耗，減少二氧 化碳的排放，為保護地球盡一份力。除此之外，適當地使用和 保養電器，還可以延長它們的使用壽命，減少電器損壞的機 會，這樣不僅節省了資源，還減少了家庭的開支。讓我們一起 來學習如何更智慧地使用電力，愛護我們的地球，為未來的生 活創造更美好的環境吧！
78. 78 第四章 能源與⽣活 (3) 合理使用空調： 在炎熱的夏天將空調設定在27度是最理想的溫度， 而且最好緊閉門窗不讓冷氣跑出去，如果覺得還是不 夠涼還可以使用風扇幫助房間加速降溫，兩者配合使 用效果更好也更省電。 (4) 拔掉不用的插頭： 當電器不用的時候可以記得把插頭拔掉，即使電 器關掉了，但插頭還在插座上，電器還是會耗電，這 叫做待機耗電。比如電視、電腦和充電器，用完後拔 掉插頭，可以省下不少電呢！ (5) 使用節能電器： 家裡需要購買新的電器可以選擇有節能標章的電 子產品。這些電器在設計上更為節能，使用起來也更 環保。雖然有時候它們的價格稍高一些，但長期使用 下來，省下的電費也不少。 圖4-10. 冷氣配合風扇能放房間降溫更 快，也更省電。 (資料來源：iStock) 圖4-11. 家裡電器可以選擇有節能標章 或是較省電的。 (資料來源：iStock) 2 電器保養 (1) 定期清潔： 電風扇、冷氣機和冰箱等電器要定期清潔，例如 電風扇的葉片上如果積了很多灰塵，就會影響風量， 讓電風扇運轉起來更費力，同樣冷氣機的過濾網和冰 箱的冷凝器也需要定期清潔，這樣可以保持它們的效 能。 第四章
79. 79 第四章 能源與⽣活 (2) 適當使用： 使用電器時不要讓它們長時間過度運作，例如冰 箱門不要頻繁地開關，讓冰箱內部的溫度變化很大， 壓縮機就需要更多的電力來維持冷卻，電腦和電視在 不用時也可以隨時關掉省下浪費電力。 (3) 安全使用： 電器要避免受潮，這樣不僅可以防止短路和火災， 還能延長電器的壽命。使用電器時，也要注意不要讓 電線纏繞或過度拉伸，可以避免電線損壞和漏電。 (4) 維護保養： (5) 正確存放： 圖4-12. 家裡的電器定時清潔可以增加 使用壽命。 (資料來源：iStock) 圖4-13. 電器不使用可以盡量關閉，不 要時間過度運作。 (資料來源：iStock) 如果家裡的電器出現問題，盡量請專業人士來修 理，像是冰箱或空調不再制冷，這些問題都需要請教 專業的維修人員來處理，自己動手修理可能會造成更 大的損壞，甚至危及安全。 電器不用的時候，要存放在乾燥通風的地方。比 如不要把電風扇放在潮濕的地下室，容易生鏽和損 壞，也不要讓電器長時間暴露在陽光下，造成塑膠部 件老化變脆。 圖4-14. 電器出現故障可以請專業人士 來修理 。 (資料來源：iStock) 圖4-15. 家中電器的存放正確方法也是 非常重要的。 (資料來源：iStock)
80. (1) 民生用電： (2) 工業用電： (3) 商業用電： (4) 其他用電： 這是我們日常生活中使用的電，比如燈光、電視、 空調和家用電器等，大約佔了臺灣總用電量的三成左右。 工廠和製造業需要大量的電力來生產商品，這是臺 灣用電量最大的部分，佔了總用電量的約五成。 商店、辦公室和商業大樓等需要的電力也很多，大 約佔了總用電量的兩成左右。 包括公共設施、交通運輸和農業等，這些部門的用 電量相對較少。 80 第四章 能源與⽣活 第四章 4.2.4 臺灣用電分配現況 在臺灣電力的分配和使用是 很重要的一部分，你們知道我們 每天使用的電是怎麼分配的嗎？ 讓我們一起來了解一下吧！ 難度 1 臺灣的各類用電需求 圖4-16. 臺灣的各類用電需求比例。
81. 81 第四章 能源與⽣活 2 臺灣用電的尖峰和離峰 圖4-17. 尖峰(左)和離峰(右)時段用電量 不同。 (資料來源：iStock) 圖4-18. 在炎熱的夏天冷氣需求增加，導 致夏季電費特別貴。 (資料來源：iStock) 臺灣每個月的用電量也一樣不是平均的喔！通常會在 一年中特別炎熱夏季月份(六月～九月)用電量最高，因為這 時候的店家、公司、學校或家中等等地方都會使用空調， 導致夏季電力需求量急遽增加，這也是夏季電費特別貴的 原因，如何省電或什麼時候使用電也是我們應該思考的問 題。 臺灣的用電量在一天中用電量並不是平均分布的， 而是在某些時間段的用電需求會特別高或特別低。在一 天中用電需求特別高的時段我們稱為用電的尖峰時段， 這時候大家可能都在使用空調、電視或電腦..等等，導致 電力需求量增加；用電需求特別低的時段稱為用電的離 峰時段，這時候大家可能都在休息或睡覺…等等，所以 用電的需求量比較低。
82. CHAPTER 82 第五章 淨零排放
83. 淨零排放 5.1 溫室效應與氣候變遷 5.1.1 什麼是溫室效應 5.1.2 失控的全球暖化 5.1.3 極端天氣與氣候變遷 5.2 氣候衝擊、減緩、調適 5.2.1 氣候衝擊對人類生活的影響 5.2.2 減緩碳排放的策略 5.2.3 因應氣候變遷的調適策略 5.3.1 巴黎協定 延伸單元 5.3.2 我國再生能源發展現況與政策 延伸單元 5.3.3 比較與展望 延伸單元 5.4.1 再生能源的發展與應用 延伸單元 5.4.2 森林與碳權 延伸單元 5.3 國際再生能源發展趨勢與政策 延伸單元 5.4 能源永續與淨零排放 延伸單元 83 第五章 淨零排放 5.4.3 產業與再生能源 延伸單元
84. 淨零排放 5 84 第五章 淨零排放 夏天的時候，大家有沒有感覺越來越熱？實際上地球的溫 度每年都在上升，甚至在2023年夏天人類氣象觀測史上測量到10 萬年以來最高溫。不只臺灣，連世界各地都出現歷史性高溫， 甚至因為氣候變遷和極端氣候出現乾旱、洪水和野火等等災 情，讓我們來了解溫室效應和氣候變遷帶來的影響吧！ 5.1.1 什麼是溫室效應？ 難度 圖5-1. 溫室效應示意圖。 (資料來源：中央氣象署數位科普網) 地球吸收來自太陽釋放的光和熱後，地球最外圈的大氣層 和空中的白雲會先反射和吸收一部分的太陽光，剩餘的會穿透 到地表，地表吸收大部分穿透的太陽光和熱並也會反射少部 分，這些由地表反射回去的熱會以人眼看不見的紅外線反射回 大氣層和太空中，讓地球變成適合人們居住的環境，不會太冷 或太熱。 其中紅外線在反射途中會遇到白雲和溫室氣體，讓紅外線 再次被反射回地球，就像讓地球關進玻璃溫室裡，但是近幾年 的工業發展讓溫室氣體逐年增加，多餘的熱無法反射回太空導 致地球逐漸變得越來越溫暖，所以被稱作溫室效應。 溫室效應的前身是在西元1824年，由法國物理學家約瑟夫· 傅立葉提出了溫室氣體存在的說法，但是一直到西元1901年才 由瑞典科學家尼爾斯開始使用溫室效應這個詞。 5.1 溫室效應 與氣候變遷
85. 85 第五章 淨零排放 5. 1.2 失控的全球暖化 難度 圖5-2. 全球近60年的二氧化碳濃度 變化。 (資料來源：夏威夷莫納羅 亞觀測站) 在2016年，聯合國已經提出警告，全球若不抑制溫室氣體排 放，全球變暖的負面效應將會全面失控，對人類及全球環境產生 嚴重、普遍且無法逆轉的衝擊，而全球的國際衝突、飢荒與洪災 恐亦將持續惡化，威脅全球糧食和人類生存安全，最終將危害全 球人類的生活與生計。 為了呼籲前球暖化的嚴重性，許多人拍攝了不少電影和紀 錄片來關切我們的地球，當中《不願面對的真相》是一部有關 氣候變遷的紀錄片，其中特別關注全球暖化現象，這部紀錄片 是根據高爾研究多年的多媒體簡報所攝製。 全球暖化是地球的海洋與大氣 因為溫室效應形成地球溫度上升的 氣候變化，人類活動的影響加速了 二氧化碳或是其他溫室氣體的排 放，由於人類活動扮演全球暖化的 主要角色，這種現象因此也稱為「 人為全球暖化」。溫室氣體使地球 難以降溫，有報告指出在21世紀， 全球表面溫度有可能已經進一步上 升2.6～4.8℃，大氣層中的溫室氣體 濃度自19世紀以來也明顯上升，到 2022年已經突破420ppm。 圖5-3. 不願面對的真相電影海報。
86. 86 第五章 淨零排放 5. 1.3 極端天氣 與氣候變遷 難度 表5-1. 氣候變遷與極端氣候的差異比較表。 依據聯合國在2012年出版一份特別報告「促進氣候變遷調 適之風險管理－針對極端事件及災害」的定義中提到，氣候變 遷是指氣候狀態長期趨勢的改變，通常達數百年或是更長的時 間；極端天氣又稱為極端天氣事件及極端氣候事件，指的是非 正常、嚴重、季節性，或超出歷史平均數值的天氣，例如臺灣 自然災害最嚴重的八八水災。氣候變遷和極端天氣的概念和差 別我們也可以查詢臺灣歷年來的各種自然災害來認識氣候衝擊 對人類的影響，以及臺灣如何減緩碳排放、調適氣候變遷的作 為與策略。 氣候變遷 極端氣候 定義 氣候狀態長期趨勢 的改變 非正常、嚴重、季 節性或超出歷史平 均數值的天氣 時間 長度 百年或更長的時間 可以是短期或長期 發生 原因 自然因素和人為因 素皆有可能 自然變異或氣候變 遷導致的特性改變 補充小知識 補充小知識 補充小知識 八八水災 八八水災 八八水災 圖5-4. 高雄那瑪夏鄉近半房屋遭土 石傾洩掩埋。 圖5-5. 莫拉克颱風造成南迴公路和 南迴鐵路太麻里段均流失。 又稱八八風災、莫拉克風災，是2009年8月發生 於臺灣中部、南部及東南部的嚴重水災，主要原因 是莫拉克颱風侵襲臺灣帶來的連續大雨導致的，是 臺灣有紀律以來最嚴重的水災。期間臺灣多處發生 淹水、山崩與土石流，其中以位於高雄甲仙鄉小林 村的損失最為嚴重。 第五章
87. 5.2 87 第五章 淨零排放 氣候衝擊 、 減緩、 調適 氣候衝擊、減緩和調適是我們現在必須關注的重要問題， 隨著氣候變化越來越明顯，它對環境和我們生活的影響也變得 更加嚴重，減緩是減少未來氣候變化的努力，而調適則是應對 已經發生的變化，了解這些影響並採取適當措施，來對保護我 們的地球和未來非常重要。 5.2.1 氣候衝擊對人類 生活的影響 難度 圖5-6. 氣候衝擊帶來逐漸炎熱的天氣， 為地球帶來許多負面影響。 (資料來源：iStock) 圖5-7. 珊瑚是其中一種地球環境的重要 指標，珊瑚白化、死亡都和氣候衝擊 拖不了關係。 (資料來源：iStock) 我們的健康也深受到氣候變 化的影響，高溫天氣會讓人中 暑，並且讓許多疾病變得更為活 躍，例如蚊子傳播的登革熱。生 態環境深受氣候變化的影響，許 多動植物無法適應快速變化的環 境，導致它們的棲息地會被破 壞，甚至面臨滅絕的危險，讓地 球加速失去更多珍貴的自然資 源，這些都是我們應該重視的 問題。 近年來氣候產生非常大的改 變，對我們的地球產生很大的影 響，夏天越來越熱、冬天越來越 冷就是氣候變化給我們帶來最明 顯結果。溫室效應帶來的全球氣 溫上升讓我們感到炎熱不舒服， 甚至許多地方變得不適合居住， 還會引起極端天氣像是颶風、暴 雨和乾旱…等等，這樣的氣候衝 擊帶來許多災害破壞房屋、農 田，甚至奪走許多人命。
88. 當我們不使用電燈時，記得隨手關燈；電器不用 時，記得拔掉插頭。這樣可以減少不必要的電力浪 費，從而減少碳排放。 多走路、騎自行車或搭乘公共交通工具，減少開 車，這樣可以減少空氣污染和碳排放。 (1)節約能源： (2)選擇環保交通方式： 88 第五章 淨零排放 5.2.2 難度 圖5-8. 搭乘公共交通工具可以大幅減少空氣污 染和碳排放。 (資料來源：iStock) 鼓勵家人使用太陽能或風能來發電，這些能源不 會釋放碳排放，對環境更友好。 (3)支持再生能源： 參加學校或社區組織的環保活動，如植樹、清理 垃圾或參與回收計畫，這些都能幫助減少溫室氣體的 排放。 (4)參與環保活動： 比如塑料袋、塑料餐具等。這些產品的生產過程 會排放大量的二氧化碳。我們可以改用可重複使用的 購物袋和餐具，這樣既環保又省錢。 (5)減少使用一次性產品： 在我們日常的生活中很多活動會有碳排放，主要來自於 使用石油、天然氣和煤炭來發電、開車…等等，這些碳排放 對地球的影響很大，造成了全球平均氣溫上升，導致了一些 極端的天氣事件，比如颱風、乾旱和洪水，不僅影響了動植 物的生存，也會影響到我們人類的生活和食物供應。那麼我 們可以採取哪些策略來減少碳排放呢？你可以這樣做： 減緩碳排放的策略 第五章
89. 89 第五章 淨零排放 (6)廢物利用： 廢紙、廢塑料回收再利用，可以減少資源浪費， 減少碳排放。 圖5-9. 資源回收正確分類垃圾以及減少使用塑膠製品都是減少碳排放，保護 地球的方法 。 (資料來源：IconSout) 每個人都可以通過小小的行動來減少碳排放，保護我 們的地球，希望大家一起努力，為我們的未來創造一個更 美好的環境！ 補充小知識 補充小知識 補充小知識 世界上最綠的國家-不丹 世界上最綠的國家-不丹 世界上最綠的國家-不丹 不丹是一個位於喜馬拉雅山脈的小國家，它是世 界上唯一一個負碳排的國家，這代表著這個國家吸收 的二氧化碳比排放的還多。 圖5-10. 不丹是少數負碳排的國家。 (資料來源：iStock)
90. 90 第五章 淨零排放 5.2.3 因應氣候變遷的 調適策略 氣候變遷是指地球的氣候在長期內發生的改變，比如氣溫 上升、降雨模式變化等。這些改變會影響我們的生活，因此我 們需要學習一些調適策略來應對： (1)節約能源使用： 減少使用電力和化石燃料，例如選擇節能燈具、 關閉不必要的電器和暖氣，以及減少開車。 (2)推廣再生能源： 支持使用太陽能、風能和其他再生能源來代替傳統的 化石燃料，這些能源不會產生溫室氣體，對環境更友好。 (3)節約用水和節能： 養成節約用水和用電的好習慣，如洗手時關閉水龍 頭、不浪費飲用水、關燈時不要浪費電力等，這些行為 可以幫助保護水資源和節省能源，以應對乾旱和氣候變 化帶來的水資源壓力。 (4)態保護和復育： 學習關心和保護身邊的野生動植物，不隨意捕捉或 破壞它們的棲息地，保護和恢復生態系統，有助於減少 溫室氣體的排放。 這些調適策略不僅可以減緩氣候變遷對地球的影響，還能 為我們的未來創造一個更穩定和健康的環境，希望每個人都能 意識到自己的責任，大家一起學習和實踐這些調適策略，為保 護地球出一份力，為我們的未來創造一個更美好的生活環境！ 圖5-13. 多參加淨灘活動，減少對難度。 圖5-12. 參加植補充小知識：斯德哥爾 摩宣言。 難度 第五章
91. 91 第五章 淨零排放 難度 圖5-13 參與巴黎協定之國家。 巴黎協定是由各國一起簽訂的合約，全球共同努力的目 標定為在22世紀之前，限制全球平均氣溫只能上升1.5～2度之 間。如果超過2度，世界各地恐怕會面臨更劇烈的氣候衝擊， 像是熱浪來襲、暴雨不斷或是旱災等等，許多異常災害開始 頻繁出現在各地。氣候的議題是身為地球人的事情，巴黎協 定也是各國必須共同遵守的規則，所以減碳是所有國家必須 自主提出的「國家自願減碳貢獻」，不再只是少數國家的責 任。 雖然巴黎協定的全球目標看起來很美好，但是其實各國 在討論這項協定後續的過程中似乎還沒有取得很大的進展， 由於各國必須的工業開發或是交通運輸，導致污染環境的事 情一定會發生，所以還有許多需要討論的空間。 現在想要吃到各地的美食，只要透過交通工具便可到達 當地享用美食，在享受這個方便的生活時，其實背後有著許 多對地球的污染，所以我們也要注意到地球只有一個，保護 地球的環境非常重要。 延伸單元 延伸單元 5.3.1 巴黎協定 你有沒有什麼好方法可以減緩地球暖化 呢？ 頭 頭 頭腦 腦 腦體 體 體操 操 操 締約國 簽署國 締約國同時也是 歐盟成員國 難度 5.3 國際再生能源發 展趨勢與政策
92. 92 第五章 淨零排放 第五章 5.3.2 我國再生能源發 展現況與政策 在《巴黎協定》 與 2050 淨零排放的目 標下，臺灣再生能源 發展的現況與未來發 展的政策上，有什麼 因 應 的 行 動 與 作 為 呢？我們上網查詢臺灣發電結構中可以發現，依舊是以傳 統的燃煤發電為主，但是也有發展部分的再生能源。臺灣 淨零排碳的短期目標，希望可以透過能源轉型增加綠能的 使用，尤其是在風力發電和太陽光電發電的部分，來減少 燃煤發電的使用。至於長期目標的部分，臺灣投入在建立 再生能源的基礎，並使用碳捕捉技術，透過捕捉二氧化碳 並將其轉化為其他產品來回收碳排放的關鍵技術，同時將 燃煤發電保留作為備用。臺灣提出2050年實現零碳排放的里 程碑，包括不建設新的燃煤電廠、持續增加再生能，未來 希望能超過60%發電占比的再生能源。 圖5-14. 臺灣發電結構。 圖5-15. 碳捕捉技術。 延伸單元 延伸單元 難度
93. 93 第五章 淨零排放 5.3.3 比較與展望 補充小知識 補充小知識 補充小知識 斯德哥爾摩宣言 斯德哥爾摩宣言 斯德哥爾摩宣言 斯德哥爾摩宣言是第一 份在國際環境法規文件中提 到，人類有在健康生態環境 下生活之權利的文件。聯合 國人類環境會議希望可以讓 大家認知到地球資源的有限 以及人類對環境的影響，開 始有關經濟成長、環境污染 以及人類福祉之間關係的全 球對話。 圖5-16. 各國參加斯德哥爾摩大會現 場 。 (資料來源：環境資訊中心) 圖 5-17. 臺北測站歷年五月平均溫度紀錄以及升溫趨勢圖。 西元2022年是斯德哥爾摩 宣言的50周年，由世界各國 組成的地球高峰會在斯德哥 爾摩舉行會議，並提出三項 地球上現存的危機，包含氣 候變化、生物多樣性和環境 污染。 科學證據，也讓我們看到了好的科學與政策的互動。雖然此次 會議中比起往年有小小的進步，但是仍然存在許多挑戰，像是 人類的健康和或是部分地區的戰爭等等，也是會威脅人類生存 的問題。 延伸單元 延伸單元 難度 在2022年的此次地球高峰 會中，其中有兩個值得注意 的趨勢。第一個是青年世代 的聲音得到了正式認可，這 是過去不曾有過的狀況，此 次會議邀請許多各地青年發 表自己對於環境的看法，讓 世界更多人聽到年輕人的想 法與討論；第二個是科學越 來越受到重視，特別強調要 以證據來做公共政策決策， 因為在討論環境的議題時， 必須有很多科學相關的研究 跟證明，讓我們更加了解該 如何面對環境發展的挑戰， 這次很多報告裡面都有援引
94. 延伸單元 延伸單元 氣候變遷、溫室效應和能源枯竭是全球發展的極大威脅， 為解決當前的緊急狀態，世界各國紛紛響應支持推動淨零排放 的目標發展，不倚賴化石燃料、零碳排的再生能源將會是未來 人類經濟發展的趨勢，也是決定我們下一代生活與環境品質的 關鍵，但是臺灣對於淨零探排有哪些政策呢？讓我們來了解 吧！ 5.4.1 再生能源的發 展與應用 94 第五章 淨零排放 為了因應全世界的淨零排放目標，臺灣在再生能源的發 展和應用上採取了許多的方法和策略，其中在2019年5月時 修正了一項再生能源發展的相關法律，當中有三大重點 值得我們關注： 1 提高再生能源目標 為了實現我國達到再生能源占比20%的目標，臺灣將 再生能源總發電量包括太陽能、風力、水力…等等的 目標定在2025年27GW以上，並且之後每兩年開會檢討， 公布推廣目標和發展計畫，讓商業和政府共同推動再 2 用電大戶制定義務 政府將用電戶分為使用 量大於8000瓩的用電大戶(例 如電子產業工廠)，以及使用 量小於8000瓩的普通用戶。 用電大戶必須設置一定量的 綠能設備，或是購買綠電的 方式來代替，普通用戶則可 以選擇購買綠電使更多綠電 走向自由市場交易。 圖5-18. 政府規定用電大戶必須設置綠能 設備，圖中的工廠設置風力發電機。 (資料來源：iStock) 難度 5.4 能源永續與淨 零排放 第五章
95. 延伸單元 延伸單元 95 第五章 淨零排放 3 獎勵技術與公民參與 政府機構除了和用電戶實際參與義務之外，也促進大眾參 與再生能源的推動與措施，其中包括支持儲能和再生能源資源 研發、鼓勵建立綠電合作社和社區公民電廠、或是在偏鄉地區 提供補助等等。 圖5-19. 位於苗栗的天空一號是以合作社型態投入的第一個公民發電太陽 能電廠 。 (資料來源：環境資訊中心) 5.4.2 森林與碳權 溫室氣體帶來的嚴重氣候異常和溫室效應是現今的大問題 之一，減碳行動目前全世界最為關注的議題，因此各國政府針 對國家或企業的碳排放提出許多政策來鼓勵和限制，其中碳 匯、碳權和碳交易是最常被討論的議題，讓我們來一一了解吧！ 1 碳匯 碳匯（Carbon Sink）是指可以收集和儲存二氧化碳的天然或 人工的「倉庫」，其中地球上最會儲存二氧化碳的三大天然倉 庫分別為森林、海洋和土壤，所以碳匯又分成森林碳匯、海洋 碳匯和土壤碳匯。天然的二氧化碳倉庫表示大自然本身可以依 靠本身生態系統的運作，就可以自行吸收二氧化碳，這也是大 家很喜歡依靠大自然的解決方法，透過生態保護、生態保留以 及生態復育來達到降低溫室氣體的效果。 難度
96. 延伸單元 延伸單元 96 第五章 淨零排放 (1) 森林碳匯 森林碳匯又稱為「綠碳」，是指森林中的植物透過 光合作用吸收二氧化碳(圖5-20)，將二氧化碳儲存並固定 於體內，是地球上最強的天然固碳倉庫(圖5-21)。森林碳 匯的固碳量是可以估算的，計算方法是根據每棵樹的吸 碳能力去做換算，不同種類的樹木固碳能力也有所不 同，大樹的固碳能力越強吸收得二氧化碳也就越多。 圖5-20. 樹木經過光合作用吸收空氣中的 二氧化碳，儲存在木材中。(資料來源： Canva) 圖5-21. 森林是地球上最好的天然倉庫。 (資料來源：iStock) 圖5-22. 臺灣樹木的減碳能力排名。 (資料來源：Canva) 第五章
97. 延伸單元 延伸單元 97 第五章 淨零排放 (2) 海洋碳匯 海洋碳匯又稱為「藍碳」，是指二氧化碳儲存於海 洋生態，包含紅樹林、濕地和沼澤地..等等，在地球上儲 存二氧化碳的總量大於森林和土壤，其中紅樹林的碳儲 存能力是藍碳中最好的，每公頃可儲存達到1023公噸， 同樣面積吸收的碳儲存量超過世界上的主要森林，至於 海洋生態太過廣大且形式繁多，因此二氧化碳較難形成 固碳且不易計算。 圖5-23. 紅樹林的固碳能力是藍碳中最強 的。 (資料來源：iStock) 圖5-24. 海洋生態廣大且繁多，所以固 碳量難以計算。 (資料來源：Pexels) (3) 土壤碳匯 補充小知識 補充小知識 補充小知識永凍土 永凍土 永凍土 又稱多年凍土，土壤 在溫度在0°C或低於0°C被 凍結，且至少連續凍結兩 年以上。永久凍土最多出 現在南北極附近，或是海 拔較高的地區。 圖5-26. 永凍土大多會出現在南北極或 是高海拔地區。 (資料來源：iStock) 土壤碳匯又稱為「黃 碳」，其中包含森林、濕 地、山地農田以及永凍土 等等的土壤，但是黃碳因 為目前研究資料不齊全， 所以目前和藍碳一樣難以 計算。 圖5-25. 土壤本身也能固碳，但是目前 無法計算儲存量。 (資料來源：iStock)
98. 延伸單元 延伸單元 98 第五章 淨零排放 3 碳權與碳權交易 碳權(Carbon Credit)又稱碳排放權，換句來說就是「排放 碳許可的權利」，通常以每公噸二氧化碳的排放量為 計算單位。為了減緩全球暖化，世界各國在1997年簽訂 京都議定書制定溫室氣體的減量目標，各國政府再依 據減碳目標來訂定國家或地區的碳排放總量上限，碳 排放許可的交易就在這時候成立的，因此國家或企業 如果排碳量未達制定上限，可以將未使用的部分出售 給排碳量超過上限的國家或企業，稱為碳權交易 圖5-27. 碳權交易示意圖。(資料來源：Canva) 京都議定書當中提到允許將森林碳匯「碳權化」， 並且同意將經由森林管理的碳吸收作為減少碳排的方 法，表示森林碳匯經過申請後是可以變成可以買賣的碳 權，其中在臺灣如果想要申請森林碳匯轉換成碳權，規 定除了屬於人為經營管理的「人造森林」之外，樹木年 齡必須都是22歲以下才可以申請碳權。 第五章
99. 延伸單元 延伸單元 99 第五章 淨零排放 5.4.3 產業與再生能源 科技進步和產業繁多讓臺灣的經濟快速成長，其中用電的 需求也是大幅成長，因此如果能夠讓產業和再生能源結合或轉 型，或許可以為環境保護盡一份力，但是目前在再生能源的政 策上依然有一些困進需要解決，讓我們來看看當中遇到的問題 和政府應對方法吧！ 1 再生能源的綠電問題 綠電發展已經是國際趨勢，也成為國家產業關鍵需求，我 國政府近年積極推動能源轉型，讓臺灣能夠跟上國際綠電潮 流，加快綠電發展的進度來滿足臺灣許多企業對綠電需求，但 是在發展上遇到了許多困難包括： (1) 綠電價格太過昂貴 綠電的價格太過高的原因，除了現今的土地不易取 得之外，建造再生能源的費用價格也高的，所以導致每 度綠電的價格一直都很貴，政府和再生能源開發商應該 共同努力發展，研究降低綠電價格的方法和政策，讓臺 灣企業有意願購買綠電。 (2) 綠電缺乏公開資訊 我國目前採買綠電的訊息方式還未完善，讓買賣雙 方獲得相關資料變得相當困難，政府應改善綠電採購訊 息的揭露方式，例如公佈綠電供給量和綠電價格，也必 須積極了解綠電的買賣需求，才能讓買賣綠電變得簡單。 (3) 中小企業採購綠電門檻高 許多綠電政策僅適用於大型電力用戶，中小企業要 從市場上採購更多綠電變的實非困難，因此中小企業或 住商需要獲得更多政府補助，讓綠電採購上可以得到更 多支援與協助。 難度
100. 延伸單元 延伸單元 圖5-28. 臺灣2050淨零轉型的基礎策略。 (資料來源：國家發展委員會) 如果能夠順利朝著2050淨零轉型的目標道路上，臺灣將會 達成四個目標： 氣候變遷對環境、人類生存和國家安全的威脅愈來愈 大，全世界已經有130多國提出「2050淨零排放」的宣示行動， 為了跟上全球趨勢臺灣也在2021年4月22日的世界地球日宣示並 加入2050淨零轉型的行列。 我國2050淨零排放將會以能源、產業、生活以及社會轉型 等四大轉型，加上科技研發、氣候法制兩大治理基礎，與「 十二項關鍵戰略」作為輔助，落實淨零轉型目標。 第五章 100 第五章 淨零排放 2 淨零排碳目標 2050
101. (1) 能源轉型更安全： 藉由增加再生能源的設置，可以提升我國自行生 產能源的比例，使進口能源大幅降低，減少國際能源 市場衝擊與價格波動對臺灣能源安全影響。 (2) 產業轉型更具競爭力： 持續推動綠能布建提供足夠綠電外，同步帶動綠 能產業鏈及本土供應鏈成長。推動產業滿足供應鏈與 全球綠色倡議要求，並結合 ICT產業優勢，提供更高 效、更低碳、更智慧的製程。 (3) 生活轉型更永續： (4) 社會轉型更具韌性： 提升全民對氣候變遷及淨零轉型的認知與共識， 進而引發全民行為改變，從食、衣、住、行各面向著 手，改變生活型態、落實低碳生活，同時促使廠商建 構低碳商業模式，創造綠生活產業鏈。 強化「公正轉型」與「公民參與」之治理機制， 以落實建立社會支持體系。 圖5-29. 臺灣淨零轉型目標願景 。 (資料來源：國家發展委員會) 延伸單元 延伸單元 101 第五章 淨零排放