Lecture Session No. 1 Wednesday 8.21.19 2019 International Workshop on Energy Education Tainan, Taiwan Why Should We Care? 

Purpose 目的 我們每天使用的能源來源可分為兩類：再生能源和非再生能源。 再生能源是指在合理的時間範圍內不斷補充的能源。 非再生能源是指那些使用後短期內無法再生的能源。 在此活動中，你將拿到一袋「能源豆」。每個袋子都包含再生能源（白豆）和非再生能源（黑豆）。 從袋子中隨機使用（挑選）豆子來「利用」這兩種能源提供的能量 ，有些能量可以再生，有些則不 可再生。 活動過程中你可以觀察，當使用多年之後，最後剩下的再生能源及非再生能源的分配為何。 Renew-a-Bean Activity 

Materials 材料 記錄表 Worksheet 白豆 White Beans(16oz or 453g) 鉛筆 Pencil 紙袋 Paper Bags 計算機 Calculator 黑豆 Black Beans(16oz or 453g) 小塑膠袋 Small Plastic Pages 

Procedure 步驟 Pre Step : 按照表格中每個國家 再生與非再生能源的 比率，在每個袋子中 分配豆子。並在袋子 上標示國家代碼。 Renew-a-Bean Activity 再 生 能 源 非 再 生 能 源 

Procedure 步驟 Part I : 模擬每年能源消耗量 - 等速能源用量 Step1. 閉眼從袋中任意挑出10粒“能源豆”，這10粒豆子代表一年的能源使用量。 Step2. 分別計數白豆和黑豆的數量，並將數字做為”第1年”的數據，紀錄在PART1記 錄表中。 Step3. 黑豆代表來自非再生能源的能量，因此，選擇黑豆時，不能再放回紙袋中 （將其放入額外的塑膠袋中） 白豆代表來自再生能源的能量，因此在每次計數後，將其全數放回袋中。 Step4. 第二次挑出10粒豆子代表”第2年”的能源用量。記錄計數結果並重複步驟3。 (黑豆放入另外塑膠袋/白豆放回紙袋中) Step5. 重複步驟1-3，直到20年的數據蒐集完畢或拿完黑豆(非再生能源)為止。 Renew-a-Bean Activity  

PART1 記錄表 第 一 年 Renew-a-Bean Activity  

Procedure 步驟 Part II : 模擬每年能源消耗量 – 遞增能源用量 世界人口每年增加約7,500萬人。 想一想，隨著世界人口的增長，電力與能源消耗會如何隨著 時間而遞增。 Step1. 重複Part 1 步驟1-3，但是每年多拿2粒“能源豆”來代表遞增能源用量。 （第1年挑出10粒豆子 → 第2年挑出12粒豆子 → 第3年挑出14粒豆子，依此類推） Step2. 分別計算黑豆和白豆數量，在PART2記錄表中記錄計數結果。 Renew-a-Bean Activity  

PART2 記錄表 Renew-a-Bean Activity  

Renew-a-Bean Activity 再生能源 → 常為天然資源，可將我們消耗的部分補充回來。 非再生能源 → 不容易透過自然的方式來補充所消耗的部分。 再生能源 非再生能源 太陽能 水力能 生質能 風力能 地熱能 化石燃料/石油 核能 煤 天然氣 能源 生命之燃料 能源 生命之燃料 

Discussion 討論 1. (a) 若每年使用10粒能源豆，非再生能源花多少年的時間用完? (Part 1) (b) 若每年增加消耗率時，非再生能源花多少年的時間用完? (Part 2) (c) 如果人口繼續成長，你會對我們的能源使用習慣做出什麼樣的結論? 2. 再生和非再生能源各有哪些例子? 3. (a) 這項活動說明我們的資源消耗是處於什麼情形？ (b) 如果我們不斷使用非再生資源將會發生什麼狀況? 4. 請描述，可用的再生能源與非再生能源的比例將如何隨著時間與使用狀況而變化? 5. 比較各國能源使用的結果→ (a) 若每個袋子代表一個國家，那麼對於目前使用較多再生能源的國家你能歸納出 什麼結論？ (b) 他們能夠繼續滿足國家的能源需求嗎？ Renew-a-Bean Activity 

Source: https://www.moeaboe.gov.tw/ECW/english/content/ContentLink.aspx?menu_id=1540 KLOE = kiloliter of oil equivalent” = amount of energy in 1000 Liters of Oil 1 barrel oil equivalent 桶油當量= 159 L = 6.1 GJ Energy Consumption, Taiwan, 2002-2017 What Are We Using? 能源消耗 – 台灣_2002-2017 我們使用何種能源? 生質物與廢棄物 

Global Energy Situation 全球能源現況 Energy Resources & Energy Consumption 能源資源 與 能源消耗 

Location of the World’s Main Fossil Reserves Total Global Reserves (2018), 2018全球儲備 Coal: 1,055.8 thousand million tons 煤炭:9,578億公噸 Oil: 244.1 thousand million tons 石油:2,214億公噸 Natural Gas: 6,951.8 million cubic feet 天然氣:1,968億立方公尺 全世界主要的石油儲備 煤炭 石油 天然氣 北美洲 中南美洲 歐洲&歐亞大陸 中東 非洲 中國 亞太地區 資料來源：2017 BP世界能源統計年鑒；WCA 2017 分析報告] 

Reserves to Production Ratio (R/P) (R, amount of reserves) ------------------------ (P, amount extracted/yr) Years of supply remaining at current extraction rate = 煤：132年；在2000年時，煤>200年 石油：50年 天然氣：51年 這些數據有哪些假設呢？ 儲備與生產的比例 (R/P) R (儲備量) ----------------------- P (抽取量/每年) = 在此抽取率下可供應的剩餘年數 

World Oil, Proved Reserves 1980-2013 2017 data http://www.africoalenergyreview.com/ Source: https://oilprice.com/Energy/Crude-Oil/World-Proved-Oil-Reserves-Data-A-Work-Of-Fiction.html Billion barrels of oil 世界石油確定蘊藏量 EIA 世界確定蘊藏量 10億桶石油 

World Natural Gas, Proved Reserves 1960-2013 2017 data http://www.africoalenergyreview.com/ Source: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_natural_gas_proven_reserves#/media/File:World_Gas_Reserves.png 世界天然氣確定蘊藏量 兆立方公尺 

http://asrc.albany.edu/people/faculty/perez/ 太陽能 再生 風力 浪潮 天然氣 煤炭 地熱 生質能 有限 石油 鈾 海洋溫差 潮汐 水力 2010全球能源用量 2050 IEA預測 全球能源資源用量以一 年為基準；其中再生能 源(renewable)部分顯 示的是每年能源資源潛 在含量，有限的石油與 核能資源顯示的是總儲 備用量。 比較全球的能源資源→ 我們應該在哪項能源 進行長期投資? 

Source: http://www.eia.doe.gov Industrial Revolution 工業革命 Note the units Quadrillion BTU = “QUAD” 10^15; 1 BTU = 1.055 KJ Trends in Energy Consumption (World) 全球能源消耗量趨勢 木材 煤炭 水力發電 石油 天然氣 核能發電 各來源的主要能源消耗，1635-2007 注意 : 千兆英熱單位（BTU）= QUAD 1 quadrillion BTU = 1015 BTU 1 BTU = 1.055 KJ 

Global Energy Consumption TWh = Terawatt hours，兆瓦時 全球能源消耗量 太陽能 風力 天然氣 煤炭 其他再生能源 傳統生物燃料 原油 核能 水力 資料來源：Vaclav Smil （2017） 與BP世界能源統計年鑒 

2015 data http://www.africoalenergyreview.com/ 太陽能 0.13% 風力 0.53% 天然氣 22% 煤炭 28% 地熱能 0.5% 生物燃料 4% 石油 32% 核能 5% 水力 2.5% 木材 6% 其他 0.3% (太陽能熱水器 、潮汐等) 再生能源. 13.6% 化石燃料 81.4% 風力發電機和太陽光電能板不 到世界能源的0.7%。 世界能源平衡 10億千公秉油當量 2015年世界主要能源供應總量。 備註： 1.太陽能數據是使用2014年太 陽能與潮汐能中的太陽能數據 進行估算。 2.此數據因四捨五入，總和不 等於100%。 以上資料來源：國際能源總署 （IEA）之再生能源資料2017 http://bit.ty/2whekeU， facebook.com/bjornlomborg 

What We Use – Globally Gtoe = Gigatonne (10^12 tonne) oil equivalent = 41.868EJ = 39.68 Quad (U.S. uses ~1 Quad) Gtoe(gigatonne, 1012 tonne)10億千公秉油當量 = 41.868EJ = 39.68 Quad(美國使用約1 Quad） 我們使用什麼能源 – 全球現況 太陽能8.8% 可再生 10.9% 風力 19.0% 天然氣 23.9% 煤炭 27.2% 地熱能、生質能等 9.4% 石油 33.6% 核能 4.4% 水力 62.8% 全球能源消耗量比例，2018 所有燃料類別（13.9 Gtoe） 再生能源（1.5 Gtoe） 

Who Is Using It? Global Energy Statistical Yearbook, 2018 (https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html) 誰在使用地球能源? 2018全球能源統計年鑑 （https://yearbook.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html） 單位：Mtoe （百萬億千公秉油當量） 

Who Is Using It Per Capita? 誰在使用地球資源?(人均) 能源人均使用量 資料來源：國際能源總署（世界銀行提供） 

世界能源總消耗量 世界能源消耗量 千兆英熱單位 非經濟合作暨發展組織 經濟合作暨發展組織 國際能源總署（EIA）, 2017 年國際能源展望； https://www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/0484（2017）.pdf 

Trends in per capita energy consumption US, CA, China 2000 2000 WORLD 世界 人均能源消耗量的趨勢 6,793.96公斤油當量（2012） 加拿大 7269.64公斤(2012) 美國 6793.96公斤(2012) 中國 

Fossil Fuel Consumption, Taiwan, 1965-2016 www.ourworldindata.org 台灣化石燃料消耗量 1965-2016 天然氣 煤炭 原油 

Where does Taiwan’s Energy come from? Source: https://www.moeaboe.gov.tw/ECW/english/content/ContentLink.aspx?menu_id=1540 台灣的能源來自哪裡? 

Energy Consumption, Taiwan, 2002-2017 How Are We Using It? Source: https://www.moeaboe.gov.tw/ECW/english/content/ContentLink.aspx?menu_id=1540 台灣能源消耗量 2002-2017 我們如何使用? 

Energy Security https://www.brainyquote.com/quotes/thomas_friedman_473466?src=t_energy_security 能源安全 「擁有綠能並主導綠能產業的國家，將擁有最強大的能源安全、 國家安全、經濟安全、具競爭力的公司、健康的人民，以及最 重要的 - 全球的尊重。」 湯馬斯·佛里曼 

Energy Security Energy security is the association between national security and the availability of natural resources for energy consumption. - Wikipedia Azzuni, A., & Breyer, C. (2017). Definitions and dimensions of energy security: A literature review. Wiley Interdisciplinary Reviews: Energy and Environment,7(1), 1-34. doi:10.1002/wene.268 關於能源使用，能源安全必須在國家 安全與自然資源可得性上取得平衡。 維基百科 能源安全 

International Energy Security Risk Index. (2015, May 12). Retrieved July 8, 2019, from https://www.globalenergyinstitute.org/international-energy-security-risk-index Energy Security 能源安全 國際能源風險指數 ■ 第二四分位數 ■ 第一四分位數（風險最小） ■ 第三四分位數 ■ 第四四分位數（風險最大） 不在全球能源消耗量最多 的75%國家之內 

Why are Fossil Fuels so Popular? https://society6.com/product/fossil-fuel-jqf_print 為什麼化石燃料如此受歡迎?