撰文/明道大學 材料與能源工程學系 吳家豪助理教授 

    素有護國神山稱號的台灣積體電路公司，為國家的經濟帶來無限的前景。然而台灣半導體產業，除製造過程需仰賴大量的純水外，也是超級吃電怪獸。半導體製程愈先進，耗電量就越大，單以台積電用電量就居全國用電量的5%，台積電引入EUV製程後，未來台積電用電量將倍增，達全國用電量的10%。現階段國內面臨嚴重的能源危機，不只缺水，現在連電能備轉容量也拉警報！現今的能源危機，也促使我們必須務實地檢視能源使用的方式，以及節約能源、開發能源等積極有效作為。因此，永續能源教育的落實與推動，將主宰著我們現在及未來的環境與生活。

以區域特色發展能源教育

    「潔能系統整合與應用人才培育計畫─中彰投推動中心」以逢甲大學為中心學校，結合大葉大學、明道大學兩所大學的研究與教學能量，推動中彰投地區的能源科技人才培育，達成永續能源推廣教育目標。在創能方面以中彰投地區特有的離岸風能為主軸並以沼氣發電生質綠能為輔，結合明道大學的儲能和大葉大學的節能技術，發展綠能體驗園區實踐基地，讓學習者可親身體驗、動手操作，並作為中彰投地區能源教育全民實踐場域。

    中彰投推動中心夥伴學校明道大學以「人文、人格、人才」為教育目標，並以「綠能、有機、健康」為發展方向，期培育符合產業需求及未來發展的專業人才。學校創校之初便極力推動綠色能源開發與建置，計有能源研究中心、太陽光電研究中心、氫能研究中心、節能建築等相關單位，學校針對永續能源之教學設施及研究開發不遺餘力且成果豐碩。

    能源研究中心擁有太陽能及風能之訓練系統裝備，可學習獨立儲能或併網供電；因應智慧農業新紀元，跨領域結合材料與能源學系、資訊傳播學系與精緻農業學系，發展出適用於溫室照明的「風光互補綠色能源系統」(圖一)，利用明道團隊研發的垂直軸風力發電機及太陽能模組，平均一個月可以提供500度電力，點亮葡萄園溫室60盞燈及額外使用在自動滴灌系統上，相當於兩個家庭的用電量，且不排放二氧化碳，節省下2.5噸的二氧化碳排量，節能又減碳(圖二)。學校研發之垂直軸風力發電機特色是低噪音、低震動、無壓迫感，且使用較小的土地面積，只要9平方公尺，比普通風力發電機節省35%用地，適合建置在偏遠地區、山區、海邊等電力難以到達的農業範圍。另外同時搭配1千瓦的太陽能電力模組，冬季時風大使用風力發電、夏季時日照充足使用太陽能發電，讓發電效能達到最佳化。校園內建置了2KW與5KW風力太陽能儲能系統，提供校園電力使用。

圖一、風光互補能源發電系統，可供應明道果園的照明用電

圖二、風光互補能源發電系統，可供電讓溫室60盞燈每天照明8小時

結合產業培訓專業技術人才

    明道大學與長泓能源科技公司(鋰電池)及廣隆光電科技公司(鉛酸電池)簽訂合作意向書，建立產學合作機制推動相關工作，邀請業師授課(圖三)，於109年度第一學期共同開設「電池儲能系統整合與控制」專業技術訓練課程(3學分)。電池儲能系統整合與控制為重要的儲能技術，而儲能技術又是潔淨能源中重要的一環。例如太陽能、風力等再生能源，受天候因素的影響發電有間歇性與不穩定的現象，藉由儲能技術，可將多餘的電力儲存，在電力不足時補充；或將多餘電力轉成其他如氫能、生質能等，有調節再生能源的功能。此外，對生質能源而言，生質能源在轉換成電力時，往往需要一段時間的過程，電池系統整合與控制將解決這個問題，可在需要電力時立即提供，作為一個大型的不斷電系統(UPS)。藉由學習電池系統整合與控制，瞭解電池儲能在再生能源的應用與發展，使學生具備設計電池儲能系統的相關技術與整合能力。課程開放學生及業界在職人員修課，要求修課學生參與相關企業實習，培養學生具備專業技能與實作經驗，企業可獲得專業人才，學生也可藉此了解未來職場之需求與方向，在職人員對學理與技術能更深入探討，以因應未來整體產業發展所需之專業人才，就業無縫接軌。參與修課的學生於學期結束時，經學校審核合格者，頒予學校核發的學分或修課研習證書。

圖三、企業業師聯合授課，學生可以學習到專業實務的知識與技能

    同時為了提升學生專業技術訓練課程的專業實務技能與學習成效，109學年度第一學期起規劃引入永續能源與資源管理規劃師國際證照(德國萊茵認證TÜV Rheinland Certification)指導，強化學生的實務技術能力，課程已開設一次，計有22位大三及大四的學生修習，本儲能技術課程藉由教導學生知曉電池系統整合與控制的原理，包含：再生能源與儲能技術、儲能技術的原理與種類、水力與壓縮空氣、氫能與液流電池、電化學電池、鉛酸電池原理及鋰離子電池原理，並瞭解電池儲能在潔淨能源的應用與發展。使修課學生具備設計電池儲能系統及能源管理等相關技術與整合能力。在學期結束前，舉辦了兩場次的TÜV Rheinland Certification國際能源管理證照的考試，當中修課學生有6人次順利考取TÜV Rheinland Certification「永續能源與資源管理規劃師(乙級)」證照。修課學生有10人次順利考取TÜV Rheinland Certification「永續發展碳管理規劃師(乙級)」證照。這些能源管理證照對於學生未來從事能源管理相關領域工作有莫大助益！

推廣樂齡教育，達成學無止盡的目標

    為了推行多元永續能源教育的推廣，並培育一般民眾對能源科技與儲能知識的了解，提升民眾的節能意識，與明道大學推廣教育中心合作，在樂齡教育推廣班隊教授能源科技儲能知識課程，108年到109年間共計有82人次參與。

    在樂齡教育推廣班隊中，教授永續能源知識是很難得的經驗。樂齡學習，是開啟長者再度走進校園的契機，讓他們有更多機會與管道，享受豐富的教學資源，協助他們吸取新知，拓展人際關係。藉由實作互動體驗，增進高齡者學習動機及活到老學到老「退而不休」的終身學習精神，透過課程宣導節約能源之重要性，來提升樂齡長者對永續能源維護的整體認同感與支持，進而達成能源政策中邁向節能低碳城的目標。當中有9位學員(一般民眾)同時考取兩張TÜV Rheinland Certification永續能源與資源管理規劃師(乙級)證照及永續發展碳管理規劃師(乙級)證照。更值得一提的是，有兩位學生，分別是高齡83歲的顏先生及77歲的黃先生，為了學習能源科技新知，跟年輕學子們一同K書努力，並且考取了TÜV Rheinland Certification永續能源與資源管理規劃師及永續發展碳管理規劃師雙證照。這些擁有豐富人生閱歷、累積無數智慧的樂齡長者們，其實不單單只是為了學習與考證照而已，而是想多學習一些能源新知識以回饋給這寶貴的大地。永續能源教育推廣，學無止境，活到老學到老，值得稱許。他們可以作為生命的典範，並成為年輕大學生借鏡的對象。

圖四、樂齡教育推廣班隊考取TÜV Rheinland Certification國際證照合影

     配合教育部潔能系統整合與應用人才培育計畫，明道大學材料系規劃將儲能科技課程模組融入相關能源專業與通識課程教學，讓學生從實際問題尋找創意與解決，構想成品與設計製作，鼓勵同學參加競賽並與產業合作達到商品化目標。相關課程、業師、教材與長泓能源科技公司(鋰電池)、廣隆光電科技公司(鉛酸電池)合作，同時擴大辦理特色能源活動，結合大學服務學習課程，加強推廣高國中小學永續能源基礎知識，讓能源知識在地生根。

    台灣天然資源貧乏，加以多次能源危機影響，能源對於我們來說，顯得更加關鍵與重要，更需要從教育開始扎根，建構全面性且正確的能源觀。有鑑於能源教育推廣，結合地方社區發展協會亦能獲得不錯的推廣成效。110年起將朝經營社區教育及高中國中及國小的能源推廣教育努力！目前規劃將與鄰近的埤頭鄉、北斗鎮、田中鎮、溪湖鎮、二林鎮等社區發展協會及鄰近高中職及國中、國小合作，共同推行培育民眾對能源科技與儲能科普知識，為能源教育奠定永續根基。