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自己的電廠自己蓋:能源模擬RPG《2050能源模擬器國際研討會》

廖英凱
・2015/03/20 ・3116字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

文/廖英凱、羅佩琪

近年來,隨著核能存廢、國際石化燃料物價波動與再生能源、節能技術和碳補存的發展,台灣的能源議題爭論漸趨白熱化。政府、公民營能源相關業者與倡議團體均試圖提出各種未來能源的規劃與理念。然而,能源規畫須考量科學面上我國先天地理資源的限制、各項技術的物理極限、環境保護,經濟面上則要考量成本比較、產業發展,並兼顧社會正義的國土合理使用等各種複雜因素;因此,發展有助於盤點各項能源供需因素的工具,量化並預估可預期的未來發展,將有助於合理的政策設計與實踐。

對此,在經濟部能源局的計畫支持下,工業技術研究院綠能與環境研究所在2013年初引進發展了「台灣2050能源供需情境模擬器」,並於2015年2月10日起舉辦為期三天的「2050能源供需情境模擬器國際研討會」。此次研討會由經濟部及英國能源及氣候變遷部(Department of Energy & Climate Change, DECC)共同指導,工研院及日本地球環境戰略研究機關(Institute for Global Environmental Strategies, IGES)聯合主辦,聚集了來自二十三國、共七十二位國際學者。研討會中除各國學者發表各國經驗與看法外,也邀請到模擬器創始者Dr. David Mackay分享模擬器的創作過程。

能源供需情境模擬器的創始者:David Mackay。
能源供需情境模擬器的創始者:David Mackay。

David Mackay是劍橋大學工學院的Regius Professor,榮獲英國皇家學會院士,同時也是DECC的首席科學顧問。在三一學院取得物理學士學位後,於加州理工學院取得計算和神經系統博士學位。主要研究貢獻為機器學習、資訊理論與演算法。他也同時致力於教育方法發展並關心非洲開發狀況,關注與推廣可持續能源(Sustainable Energy)。他所領導建置的英國能源供需模擬器(The DECC 2050 Pathways Calculator)詳細列舉並量化了能源的供給面和需求面的各種因素,以及各種因素在未來的發展趨勢。

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以離岸風力和核能為例,模擬器中分別假設了四個不同的級別,大致可解釋為:不發展、一般發展、積極發展、排除設置障礙(自然或人為因素)積極發展,在這四個級別之下,到2050年時英國的離岸風力發電量會有0至929TWh/y的差別,而核能則會有0至1025TWh/y的差別。同時,模擬器也根據DECC的調查,分別敘述不同級別發展可能遇到的瓶頸與限制,例如價位高昂、占地面積過大、排碳量與空汙,以及核廢料處理等問題。Dr. Mackay認為透過這套模擬器來提供事實並量化規模(scale),且避免形容詞、避免推廣特定政策或解法,將能幫助使用者很清晰地理解能源供需的各種選項,並輕易地自行設計各種未來能源情境。

然而,在模擬器的建置過程中,也遭遇到許多挑戰與阻礙。由於模擬器的參數來自龐大能源領域各個公民營組織或部門,因此需取得各方共識與信任、克服反對意見的內部阻力;而各參數的高低設計又會引發許多相關單位的辯證,以及擔心引發爭議或誤解而反對等政治因素。因此在模擬器的設計中,需要逐點檢視各數據,去除與修改可能爭議的項目,才得以問世。

Dr. Mackay表示,這套模擬器仍有許多改進的方向,例如更好的視覺化呈現方式以便於民眾使用;更精細地從國家尺度縮小至地區尺度,從以年為單位的時間縮小至以小時為單位的時間,以此更加掌握太陽能與風力的不穩定特性並更精確地估算各地電力供需與調度。目前也積極推廣到各個國家,幫助各國建立能源供需的預估工具,最終建置全球型模擬器來協助人類維護一個更永續的生存環境。

以David Mackay所發展的模擬器為基礎,工研院綠能微調設計並導入適合台灣環境的各種參數。綠能所胡耀祖所長表示,工研院憑藉多年所累積的技術資料與研究成果,例如台灣各地地熱蘊藏量與開發潛能、離岸風力發展的海象探勘結果與發電量預估、工商業與住宅節電成效與技術發展願景等,共納入130項低碳能源供需技術。此外,我國所開發的模擬器也刻意分開計算電力結構中台電系統與全國系統的供需狀況,以對我國複雜的環境與人為條件能有更簡潔明瞭的理解。這些經驗不僅受到創始者David Mackay的肯定與推薦,目前新加坡、紐澳等國也都參考台灣的發展經驗來開發自己國家的能源模擬工具。

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台灣能源供需情境模擬器的團隊核心:工研院綠能所胡耀祖所長。
台灣能源供需情境模擬器的團隊核心:工研院綠能所胡耀祖所長。

除了技術上的在地化,「台灣2050能源供需情境模擬器」還新增設計了卡通化的遊戲版本,讓更多民眾能輕易使用這項工具來促進討論,上線至今已經累積收集超過七千筆的未來能源規劃建議。工研院也邀請了二十餘位高中學生參與研討會,請他們分享模擬器的試玩心得,以及自己心目中未來合適的能源供需規劃。

近年來,公民社會對政策的主導性大幅增加,能源政策的主導權也勢必將由政治人物、財團與倡議團體轉移至真正的大眾身上。然而,無論群智群策的浪潮會帶我們走向能以審議民主探討核能爭議的英國,或是如全國能源會議般以公民參與之名的集體抓狂,這都需要仰賴資訊的充分揭露與傳播,才有可能在事實認定的基礎上做難解的價值判斷,終而形成可以實踐並共同承擔的政策。相信「台灣2050能源供需情境模擬器」的發展,能成為能源議題討論的共同基礎,幫助我們做出一個跨世代的決定。

【場邊花絮】高中生這樣說:「非核之後,然後呢?」

研討會上,點綴於各國專家、國內官員及學者間,有一群稚嫩年輕的臉龐特別引人注目 ── 工研院本次也邀請了高中生進行《2050能源供需情境模擬器》的拆箱試玩。筆者隨機攔截了武陵高中的沈祐德同學、新竹實中嚴一同學,來聽聽「2050年時活著的機率最大、最需要承擔能源選擇後果」的年輕人第一手體驗文:

左為武陵高中沈祐德同學,右為新竹實中嚴一同學, 兩位受邀在本次研討會上分享操作《2050模擬器》的心得。
左為武陵高中沈祐德同學,右為新竹實中嚴一同學,
兩位受邀在本次研討會上分享操作《2050模擬器》的心得。

Q:請跟PanSci分享試玩《2050模擬器》的感覺?(傳說中的老梗記者提問法)

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以往討論能源選擇總覺得抽象,但如果描述發電量多少千瓦又太繁瑣,在《2050模擬器》中,透過刻度量尺,視覺化所有攸關能源的變因,讓每個選擇的因果關聯變得很具體。而在模擬器的進階版中,每個變因被拆成具體四個不同情境,每個情境都有提供詳細的假設及數據資料,資訊量相當豐富。

(編按:嚴同學說每一個情境的資料他都有看完!工研院開發團隊聽到應該會感動落淚哪..)

Q:在試玩過程中,你跟你的團隊在王國裡選擇哪一種能源政策?

我們組當時認為溫室效應最有立即性危機,因此選擇「低碳」方針,降低火力、貫徹節電,並用綠能跟核電填補電力空缺。但選擇後,也會發現除了二氧化碳排放量,還有GDP、電價、利害關係人觀感等重要指標要考量,例如使用綠能會讓電價高漲、使用核能NGO會反彈等。

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Q:問個比較刺激的話題。自己在遊戲中做了實驗後,回頭你怎麼看國家目前的能源政策和民意,例如「非核家園」的目標?

政策本來就必須協調到民意。台灣民間對核電的恐懼感、地震帶所加深的危機感、核廢料放在蘭嶼無永久解……這些都是存在且必須面對的事實。但或許我們可以進一步思考:「不要核電,然後呢?」

在玩《2050模擬器》時我們發現,不要核電後如果用綠能,電價會以驚人的速度跳漲;返回來使用火力,飆升的則變成碳排量……但終究是要做一個選擇,我們不能只說不要這個、不要那個,而避談到底想要 / 能要什麼。

研討會上,其他高中生組別用行動劇呈現環保團體、民眾、官員、學者、產業 在能源議題上的不同立場與訴求。
研討會上,其他高中生組別用行動劇呈現環保團體、民眾、官員、學者、產業
在能源議題上的不同立場與訴求。

雖然沒辦法完全反映現實狀況,但《2050模擬器》作為一個參考工具可以看出制定政策的困難、須顧及面向的多元 ── 能源政策沒有絕對的正解,端看政府的目標跟方針,剩下的就是正視並承擔選擇後的結果了吧!

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廖英凱
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非典型的不務正業者,對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心靈史學。 https://www.ykliao.tw/

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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變身國王 自己決定電要怎麼發
劉珈均
・2015/03/17 ・3518字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 575 ・九年級

英國2050 Calculator網站:「你能將二氧化碳排放量減至1990年代基準的20%,避免劇烈的氣候變遷嗎?」。(圖:截圖自該網站)
英國2050 Calculator網站:「你能將二氧化碳排放量減至1990年代基準的20%,避免劇烈的氣候變遷嗎?」。(圖:截圖自該網站)

「讓一條公路上的汽車都使用生質能源!」

「讓建築大樓用電的10%靠再生能源,自己的用電自己發!」

如果讓你掌管一座城市,擔任呼風喚雨的國王,可以隨心所欲在滑鼠彈指間蓋一座核電廠或廢除它、豎立起幾座離岸風力發電機、多種植幾十公頃生質燃料要用的田──當然各種選擇都必須付出相應的代價,你的大臣、NGO也會叨叨絮絮的告訴你──這是你專屬的城市,你會怎麼選擇生活方式、分配發電組合?

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「2050能源供需模擬器」(2050 MyCalculator)便由此而生!點入介面,便一腳踏進能源界的模擬城市,自己發想策略,設法維持城市的能源供需。英國「能源及氣候變遷部」(Department of Energy & Climate Change)率先在2009研發能源模擬器,以情境分析為基礎,讓大家身歷其境,自己考量要如何行動。類似RPG遊戲,遊戲中有各種狀況、限制、要付出的代價(能源風險、成本、排碳量、電費),玩家可以任意改變各種發電組合與生活方式,能源模擬器會計算並告知,在該情境之下,能源供需是否達成平衡,同時能源安全、碳排與其他項目會發生什麼變化。

工研院綠能所隨即跟進,2013完成台灣版的能源供需模擬器,並改良設計為更平易近人的遊戲。英國「能源及氣候變遷部」首席科學顧問、劍橋大學教授大衛˙馬凱(David MacKay)、工研院綠能所所長胡耀祖分別為英台兩款能源模擬器的主導者,他們在二月的「2050能源供需情境模擬器國際研討會」相聚,聊聊「建城」的過程與心得。

劍橋大學教授大衛˙馬凱(David MacKay)
劍橋大學教授大衛˙馬凱(David MacKay)

工研院綠能所所長胡耀祖。
工研院綠能所所長胡耀祖。

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從桌遊紙卡到風靡各國的模擬城市

這款「能源模擬器」由英國吹向世界各地,比利時、日本、韓國、中國、巴西、印度、印尼、越南、南非……包含台灣在內,目前全世界共有18個國家依自身狀況,建設各自的能源模擬器。

英國是全球第一個將節能減碳目標賦予法律意義的國家,2008年英國制定「能源法」(Energy Act 2008)與「氣候變遷法」(Climate Change Act),明定減碳目標與時程,預定在2020年前達成15%能源來自再生能源、在2050年將二氧化碳排放量減至1990基準的20%,並建立碳預算系統,提供排放交易機制的基礎。

英國「能源及氣候變遷部」首席科學顧問、劍橋大學教授大衛˙馬凱(David MacKay)說,美好的想望得加上可靠的計算,才不會產生不切實際、設計不良的政策。面對盤根錯節的能源議題也是,必須同時考量供需兩端的現實需求與限制,再作判斷。

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英國的能源模擬器從紙卡遊戲、網路圖表,演變為帥氣如電影《阿凡達》漂浮島的情境模擬。
英國的能源模擬器從紙卡遊戲、網路圖表,演變為帥氣如電影《阿凡達》漂浮島的情境模擬。

馬凱演講時提到,其實這款能源模擬器的最初原型只是紙卡遊戲,他的學生艾蜜莉亞˙麥爾維爾(Emilia Melville)重視互動,她設計了一款紙卡,上面標示各種發電資訊,參與者拿著紙卡拼貼發電組合、討論影響與後果。後來這紙卡遊戲放上網路,又覺得單只有圖表資訊太枯燥,繼續一代代改良,並加入能源成本等更多資訊,才變成現在這帥氣模樣。

馬凱說,要模擬各種能源搭配、計算該情境會帶來什麼影響,必須取得龐大資料作為支撐,過程中與政府各部門溝通、取得信任和共識是最困難的,DECC還曾經認為模擬器的地圖顯示了太多資訊,有國安顧慮。不過,模擬器開發完成後,英國已用這項工具蒐集數萬筆資料作為制定能源政策的依據。

影響能源供需的許多因素會不時波動,馬凱說,接下來英國團隊計畫加強視覺化,並將資料庫更新的時程縮短,讓模擬器能更切合地反映能源供需變化。

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入境隨俗到台灣

工研院從過去四五十年累積的環境與能源資料提取,並納入台灣自有的130項低碳能源技術、整合為34個情境。他國模擬器大多無遊戲互動版本,比起原本的英國模擬器樣貌,台灣還加入了經濟成長率的連動性、碳排放量估算、限電代價等指標,這些都是變動條件,每三個月至半年要更新一次,胡耀祖開玩笑說:「經濟學家給我的GDP一年變動五六次,我們學工程的人真不習慣。」而在核能取捨的選項,模擬器也列出核一至核三是否延役、核四是否商轉的排列組合。

能源政策與氣候變遷、科技發展、國家環境相互牽動,減碳的必要性帶出了再生能源發展議題,長期而言,再生能源有利減碳,但站在供應端的立場,就必須注意電力充足與穩定性,若有任何時刻供應不足,就必須用傳統燃煤燃氣補充,而這又回到成本與政策討論,大家願意付出多大的代價維持供電條件。

台灣的能源模擬器簡易遊戲版介面,另有進階版、Excel核心運算模型、讓大眾討論意見的能源論壇。
台灣的能源模擬器簡易遊戲版介面,另有進階版、Excel核心運算模型、讓大眾討論意見的能源論壇。

當然,降低成本的渴望也會促使科技研發往前推進,胡耀祖說:「現在看太陽能發電成本就與3年前差了一半!」但另一方面,科技也有其限制,例如台灣研究碳捕捉與封存技術(CCS)已有十年經驗,可抓下電廠煙囪的二氧化碳,甚至獲得素有科技界奧斯卡獎之稱的「R&D 100 Awards」。但胡耀祖認為,20年內還無法利用CCS解決碳排問題,因為「捕捉碳之後沒有地方存!一聽要把二氧化碳打入地底,在當地幾乎沒獲得任何人支持。」工研院轉而找水泥廠合作「碳迴路」,將二氧化碳100%回收、液化重新使用,多的還可以賣給乾冰、碳酸飲料等民生二氧化碳需求。胡耀祖說,IEA提到CCS可貢獻3%至17%的減碳量,前提是有地方存,否則作到如工研院現在的進展後就會停滯了。

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模擬器的選擇分成「Level 1」至「Level 4」四種等級,像光譜的兩端,靠向Level 1的一端是放任、不刻意作改變;Level 2是國家的政策現狀;Level 4則是「理論上可行就定下了」,必須極有魄力地改變社會,有時甚至顯得極端。

胡耀祖說,四個等級的每個參數都有所本,都是經過學者討論、共識決而定下的。他舉例,估算地熱的發電量有許多不同的意見,循環量、土地的加熱狀況、溫度維持等各種條件充滿假設與計算,各方計算的數據可達十倍差異,團隊便邀集學者溝通、論辯,取各專家協商之後公認的可接受值;對於口號響亮的「陽光屋頂百萬座」計畫,綠能所團隊花了快一年半的時間才敲定面積計算方式,自己人就「吵半天」,不斷計算、對照各處數據才公布;土地面積是建設規模的侷限,若為了保護白海豚,不在牠們的棲地建置離岸風機,反映成數據便必須將200支風機移往更深水處,這又牽動工程難度、成本與地質考察,加上政府希望帶動台灣發展離岸風機產業,重新計算後,總裝置容量達6.2GM的離岸風機時程便要往後延五年。其他發電方式的參數也比照處理,胡耀祖說,公布的數值不一定可如實執行,但那些數據都是經過縝密精算的潛能。

淬鍊民意 不再雞同鴨講或「西瓜偎大邊」

胡耀祖說:「這款模擬器是為了幫助大眾在事實認定的基礎上作價值判斷。」有了開放平台、有了具公信力的數據資料,便能促進有效溝通,開放的數據也方便大家相互確認各方的論證;馬凱亦抱持類似觀點,他強調,他們並不推行特定解決方案,方案要自己想,模擬器的用意在於提供論證、充分告知各種能源搭配的影響後果。

路徑反映著玩家的選擇,匯聚起來便成民意所趨,可能從中解讀大眾對能源發展的意見。台灣的能源模擬器自2013年上線,工研院會定期向經濟部報告模擬器的成果與意見,目前累積七千多筆有效路徑,胡耀祖說,目前的路徑數還不足以分析出具統計意義的結論,未來會繼續分析這些路徑背後的意義。

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胡耀祖說,根據調查,能源局的節能標章已達80%的認知度,「但這花了十年的時間才達成,期間經過兩次計畫補助。」工研院計畫從學校切入,對大學生與高中生開設講座與工作坊推廣能源模擬器,從教育著手,知識會擴散較快。

回到本文首段的兩個問題,馬凱說,如果把生質燃料所需的植物就種在路旁,假設公路為雙線道、車輛時速為60英哩、行駛30英哩便要用掉一加侖燃料、車間距為80公尺,一年一平方公里的田地可產生1200公升的生質燃料,計算之後,公路旁邊的田要綿延8公里寬的面積才足以供應所需;讓建築物自己發電供應10%的方案是大倫敦市政廳(the Greater London Authority)於2005提出,「Strata SE1」落實了這想法,它是倫敦最高的住宅大樓,特殊之處在於頂部嵌入三座9米高的風機,設計者估算那3支19KW的風機能為該建築物提供8%的能源,但馬凱指出,若真如照該設計運作,成本會比使用低碳能源高十倍。

價值選擇須以知識基礎作為支撐,正如馬凱演講時說的:「美好的想望得加上可靠的計算,才不會產生不切實際、設計不良的政策。」而模擬器的存在意義正是提供數據、論證與知識,充分告知每個抉擇在各層面掀起的影響,讓個人有穩固的資訊後盾作最終決定。

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劉珈均
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PanSci 特約記者。大學時期主修新聞,嚮往能上山下海跑採訪,因緣際會接觸科學新聞後就不想離開了。生活總是在熬夜,不是趕稿就是在屋頂看星星,一邊想像是否有外星人也朝著地球方向看過來。
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