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學校好耗電,從學生宿舍省電競賽可行嗎?─節電新竹市篇

自己的電自己省_96
・2015/09/28 ・2375字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

本系列文章由經濟部能源局贊助,泛科學策劃執行。

文:李柏昱(成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。)

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夜裡,台灣各地大學的宿舍依舊燈火通明,學生們在燃燒肝臟青春,努力為自己的大學生活留下燦爛回憶的同時,卻也無節制地消耗著能源,高昂電費也是由全社會所共同吸收。弔詭的是,現在的學生,將是未來氣候變遷首當其衝的世代,但同時,他們許多也是對節能減碳最漠不關心的族群。

新竹市節電計畫

新竹市大專院校聚集,從 2014 年 4 月至 2015 年 3 月一整年,13 間學校用電量就佔了全市機關用電量的一半(52.62%),達 1 億五千多萬度,約為新竹市總用電量的 7%。加上大專院校平均用電量偏高,如學校能成功推行校園減碳,對新竹市的節電目標不無小補。

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有鑑於此,新竹市政府在其智慧節電計畫書中,提出獎勵節電績優機關學校的方案。除了常見的使用省電燈具、汰換老舊設備等,佔學校中多數用電人口的學生族群,亦將是學校推動節能的首要族群。不過,學生連上課要點名都很難全員到齊,強制的節能規範行不通,該怎麼辦呢?

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新竹市節電目標:4201萬度;新竹市申請經費:1億5412萬元

誘導式節能,鼓勵從使用行為開始的轉變

誘導式節能策略(induced strategy)有別於過去傳統的節能手法,嘗試透過非強迫式、不降低使用者心理滿足程度,讓使用者自願降低能源的使用量,並改變自身的能源使用習慣與態度。由於目的在於改變使用者的態度與觀念,只要能誘導成功,其成效能持續相當久遠。

過去各方已經提出相當廣泛且多元的誘導式節能策略,包含用電效率的改善如 LED燈、使用隔熱材料減少冷氣使用、模擬室內用電的使用習慣等等,縱覽各縣市政府智慧節電計畫裏頭,常見的電費折扣獎勵與節電競賽,也可被視為誘導式節能的一環。

誘導式節能策略要成功有兩大要點,其一是給予使用者直接的資訊回饋,例如告訴使用者用電消耗量、用電花費,甚至是直接計算當前的用電額度對環境造成的衝擊,都能提供使用者動機進行節能。另外一個重點,則是提供一個能夠讓大家互動與交流的平台,交換節能的經驗。

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宿舍節電競賽真具成效?

然而,在學校宿舍中,大多數住宿生進行節能並沒有直接的經濟效益,因多數學校的住宿生除冷氣外,並不須額外支付宿舍的電費,使學生經常缺乏節電意識;另一方面,宿舍也缺乏提供相關用電資訊來讓住宿生瞭解其耗能情形。

近年來國內外有諸多針對如何透過誘導式節電策略,讓各宿舍之間產生良性的節電競賽,進一步使學校整體的用電量下降,並改變學生對節能減碳的態度。

對於學生族群而言,同儕之間的行為與互動是影響其行為的重要因素。學生很少因為接收節能廣告與宣傳就改變自己的行為,他們更加在乎自己所重視的人到底做了些什麼來減碳。

因此,目前廣為普及的社群網絡,便成為誘導式節能一個新的有利切入點。透過在其上公布節能訊息、獎勵措施,甚至只要將各宿舍的用電量公告,都能夠啟到誘發學生自發性節電的功能。

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在美國俄亥俄州的歐柏林學院(Oberlin College)為研究地區的實驗中,宿舍節能競賽開始兩周後,宿舍整體的用電量減少了32%。而在加拿大一項包含了不列顛哥倫比亞州 16 間大學的實驗中,三周後用電量便減少了16.31%。

在台灣,亦曾經以台灣大學土木系系館以及宿舍為實驗對象,研究結果總用電量並未減少,但用電成長有放緩的趨勢,而且參加節能臉書社團的使用者,在後續的研究問卷中,對於有助於節電的生活習慣也有較高的認識程度。

東西方國家的研究成果有所差異,可能與更大範圍的文化背景、人們建立社交關係的方式有關,尚待更多研究證實,不過誘導式節能最重要的,是讓使用者自發改變自己的行為,才能使節能成效長久不輟。

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美國俄亥俄州的歐柏林學院在宿舍節能競賽開始兩周後,宿舍整體的用電量減少了32%。source:wikipedia

 

參考文獻:

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  • 應用社群網路於促進室內節能上的探討,臺灣大學土木工程學研究所學位論文,1-97 [古昌弘,2013]
  • 誘導宿舍節能行為之排名回饋實驗研究,葉湘如
  • Senbel, M., Ngo, V. D., & Blair, E. (2014). Social mobilization of climate change: University students conserving energy through multiple pathways for peer engagement. Journal of Environmental Psychology, 38, 84-93.

 

2016.6.17 J編按:

讀者提出討論學校用電問題,並不能只考量宿舍,幾個面向讀者得討論整理如下:

一、未提到也很耗電的實驗室

泛科學作者 Gene Ng 同意許多實驗室儀器確實很耗電,但他主張,不能拿工廠用電標準和大學比,對大學用電要更寬鬆,來支持創新的學術研究和對學生的訓練。「有些儀器如 NMR(核磁共振光譜儀),每個月電費就高達百萬,如果有老師接到更多計劃,做了更多好研究,結果用電量大幅增加,宿舍區就算減半也補不回去,請問這是好事還是壞事?」因此在計算學校用電量時,不應只是看總用電量,而是應該依據電的用途不同而分開計算。

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低碳生活部落格版主謝雯凱也補充,實驗室用電是需要管理的,包括汰換耗電的老舊、二手器材,改以較省電的熱氣傳導空調系統,改進環境、設施來減少耗電;另一部份也要避免實驗室同時間用電,造成用電量超過學校契約用電的尖峰值,還可能因此多繳罰款,得不償失。他認為學校總務處應監控校內的用電,適當為實驗室進行的耗電儀器進行工作排程。

二、文章將用電責任推給學生?

文章原標題「學校好耗電,學生好無感?」,搭配學生在宿舍打電動的照片,讀者反映有將學校耗電原因全數歸究於學生打電動之嫌。我們在收到讀者反映後,已重新修改標題和配圖。

如第一部份所提到,本文確實未能完整呈現學校用電上的問題,除了僅討論宿舍用電部分,也未呈現宿舍用電占總用電量的比例,以上缺失我們將盡快與作者討論,評估是否能補充與調整,謹此向讀者致歉。也感謝提供建議的讀者。

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自己的電自己省_96
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台灣能源主要都是進口的,但你知道嗎,我國有98%都是仰賴國外能源,所以節電只能靠你我做起,自己的電自己省!! http://energy-smartcity.energypark.org.tw/

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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激盪全民對科普的想像!Open Call 成果展 5 月 26 日盛大登場
PanSci_96
・2023/05/10 ・1712字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國科會首度向全國高中職及大專院校廣下英雄帖,舉辦「Open Call 科普 創意松」,得獎名單已揭曉,並將於今(112)年 5 月 26 日在臺北松山文創園區一號倉庫進行頒獎及展示得獎作品,當日將結合國科會科普活動計畫及科普產品製播計畫成果一同展出,讓各界能藉此機會相互激盪對科普的想像!

兼顧科普傳播與社會需求,將學生科普創意轉換為未來社會影響力

聚焦校園年輕世代所舉辦的「Open Call 科普創意松」徵件活動,分「科普創意提案」及「科普短片徵件」兩類,鼓勵高職中職及大專院校學生,透過多元科普傳播模式和影音創作發揮社會影響力。

自去(111)年 8 月底啟動徵件,有將近 90 所學校、400 多隊報名、超過 1200 人次的師生參與。在學子創意孵化的過程中,國科會也邀請業界各領域執牛耳的輔導業師,透過業師陪伴及前後世代的交流互動,優化學子的提案創意並強化其作品未來之可行性。

「科普創意提案」獲獎案例展現出青年學子對於科學教育、環境永續、生 態保育、偏鄉孩童心理輔導等議題的關注與熱情,並嘗試透過創新的科普傳播手法為在地社會議題尋求新解方。

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大專組金獎由來自臺北醫學大學及中國醫藥大學合組團隊「醫線教育」獲得,該團隊跨區域、跨校號召志同道合夥伴,針對疾病診斷邏輯,設計互動式教具與課程,幫助國內外大學生模擬情境以銜 接基礎知識在臨床的應用,獲評審們一致認同是難能可貴的社會實踐行動。

高中職組金獎,由彰化二林工商的「哇哈哈科學服務團」團隊獲獎,該團隊以在地高中職學生為出發點,率先成立科學服務社團,學習科技教育知識,再教導鄰近國中小學童,達到自助人助,進一步儲備種子志願團,由受助者變成助人者,形成良善循環機制,不僅將科學教育資源帶入偏鄉,培養在地科學人才, 且結合科學教育與地方文化,對地方經濟和社會發展有正面且積極的影響。

科普短片類大專組金獎作品為清華大學「清大天文社」之〈進擊的黑洞:類星體〉,該創作短片從熱門的科學新聞切入,呼應天文迷對於黑洞的好奇心, 片中穿插許多令人會心一笑的譬喻與橋段,風趣又不失其意涵。

高中職組金獎作品,是由虎尾高中「動感光波」團隊所創作之短片〈光通訊〉,主要講述以 發射器(燈泡)產生之光訊號,經由接收、轉換成電訊號,進而發出特定音階, 透過生動活潑的表演和拍攝手法,故事情節可愛清新,搭配簡易動畫和資訊圖卡,讓影片具知識性及趣味性。

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當日除了展示 21 個來自校園學子的獲獎科普創意,下午在舞台區會放映獲獎的 11 支科普短片及科普產品製播計畫影片,內容生動更兼具知識性與教育性,讓民眾沉浸於深入淺出的科學知識寶庫與科普視聽饗宴。

精選年度科普活動計畫作品及科普產品製播影片成果同步展出

國科會為持續推動全民科普,使科學教育不僅走入校園、更深入大眾生活,今年首度集結科普相關計畫 45 個團隊共同展出成果,國內長期推動科普、第一線面對學子的科普推手,為本次展覽設計豐富多元的科學演示,將深奧的科研成果轉化為各年齡層易懂的手作互動實驗等,包括循環材料與物件微展覽、 原住民文化數學數位教材、科普桌遊、AI 自駕車模擬行駛、植物染手作體驗、 蝴蝶科普解謎遊戲等有趣又豐富的科普體驗;此外,「數感盃中英文數學詩創作競賽」的創作成果,也將在展場中幻化為 24 公尺長的「數學詩牆」,當縝密精準的數學與柔軟詩意的文學交會,迸發出跨域創作的科普新火花!歡迎大小朋友帶著好奇心一同共襄盛舉!

活動官網

Open Call 頒獎典禮暨科普成果展」活動資訊

  • 時間:2023 年 5 月 26 日(星期五)上午 10:00 ~ 下午 5:00
  • 地點:臺北松山文創園區一號倉庫(信義區光復南路 133 號)
  • 展覽活動詳情請上活動官網:www.opencall-nstc.org.tw
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只是隨手關燈太落伍,節電靠各地智慧
自己的電自己省_96
・2016/05/13 ・3643字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

本文由經濟部能源局贊助

「有人問我,做一個經濟部長,心裡壓力最大的是什麼事?」經濟部部長鄧振中在 4 月 26 日的智慧節電計畫成果分享發表會說:「臺灣的電力問題絕對是其中之一。除了在供應面要持續拓展替代能源、需求面也要鼓勵全民共同養成好的用電習慣。」

為了養成良好的用電習慣,主打「自己的電自己省」的智慧節電計畫志在讓各地方縣市以節電 2% 為目標,這一年來共有基隆市(-1.92%)、新北市(-1.00%)、新竹市(-0.96%)、臺北市(-0.27%)、桃園市(-0.22%)、台中市(-0.00%)六個縣市達成「用電零成長」的成績。

經濟部部長鄧振中表示,雖然這一年來全臺灣的整體用電仍微幅成長 0.05%,但各縣市低度的用電成長仍值得鼓勵,也可藉著「智慧節電計畫成果分享發表會」和節電有成的縣市互相取經。

1.智慧節電計畫成果分享發表-經濟部部長致詞
智慧節電計畫成果分享發表——經濟部部長致詞。

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分享會中的新北市政府分別以節電參與式預算、媽省理工與節電認同券、機關雲端空間和 PFI 採購模式這三個主題向其他縣市分享經驗。

由下而上的草根民主實驗

節電參與式預算」是嘗試讓公民智慧進入城市治理的新典範,改變了過去「市府請市民配合」的模式,讓市民有機會從政策設計就開始關心、參與自己所在城市的能源未來。

「節電參與式預算重點不在產出偉大計畫,而是讓市民開始學習、關注自己住區的用電情形,整個過程本身就是政策宣傳。」這場由下往上的草根民主實驗,以永和區和蘆洲區的社區大學為示範區,期程共約三個月,兩區市民發展出的提案風格也很不同。

蘆荻社大節電中」的參與者從小學生到新住民都有,因此提案也充滿不同居民的生活經驗和發想特色——例如巡守隊腳踏車、小學生漫畫、家庭主婦圍裙、新住民野餐等等。蘆洲過去從工業區起家,如今也有不少新住民的加入。說明會開始前,蘆荻社大就深入菜市場、公園、神將腳、市場攤商等「庶民出沒地」進行宣傳,最後的宣傳也結合蘆洲大拜拜和神將文化祭,以「人人來參與、投票審預算」為號召,在園遊會設攤讓民眾親身認識不同提案並且現場投票。

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同樣是參與式民主,在以住宅區為主、且上班族和高教育族群居多的永和區,過程中的說明會和工作坊的知識溝通成分也更多,產出不少往公園路燈、集合式住宅等公共場域思考的提案方向。最後的審議形式,除了紙本也開放了網路投票,因此獲得更高人次的參與;在投票設計上,永和區也允許市民一次投給四個中意的提案、並且從九個提案中選出前七名共享經費額度。

同樣著墨於市民參與,臺北市資訊局則以「創意節電黑客松實證計畫」為主打,引進科技圈日益廣泛的「黑客松」活動,吸引許多具有資訊工程背景的大學生參加,發想出許多智慧監測家庭耗電裝置的提案。這些提案多半強調「對使用者友善」,例如利用手機一鍵關燈、以APP統一多個家電的操控介面、或是設計視覺化圖表取代冰冷無感的電費帳單。

節電認同券,比帳單減免更有感

在地的區里是縣市政府嘗試對住宅部門經營節電宣導的必爭之地。「相較於服務業等產業部門可以利用法規去要求節電,一般市民是地方政府比較難觸及和要求的對象。」很多地方政府舉辦以里為單位的節電競賽,新北市環保局則更推出「媽省理工」的頭銜,希望推廣不要集中在里長等少數人的肩上、而能吸引更多婦女和里志工加入節電輔導員的行列,做「有感情」的串門子輔導。

2008 位的「媽省理工」經過培訓和資格認證,對自己節電輔導員的身分更具有認同感、也讓鄰居們更信任他們,2.5萬戶以上的家庭都完成了居家節電輔導。如果做好資源回收,也可以去里長那裡累積點數、免費換取 LED 燈。除了區里,新北市也直接開放所有居住(包括租屋)在新北市的居民參加「節電認同券」計畫。同樣是從電費來評估省電的進步程度,新北市環保局表示回饋超商購物券的方式比電費帳單直接減免「更有感」

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「也許只是兩百元的獎勵,但是我太太帶著鄰居好友們一起去超商喝下午茶,好友們好奇問她為什麼有購物券……無形之中讓更多人認識了這個計畫。市民反映這個計畫和抽獎相比更踏實,因為是幾分努力就會換得幾分成果(購物券額度);有簡訊主動提醒也很貼心有感。有參與認同券計畫者,節電率比起新北市整體平均節電率高了 1~2%。」

新北市環保局也深入分享,節電認同券的參加者以 30~50 歲擅長資訊操作者居多,和媽省理工以 50~60 歲的年齡分布恰好相反;觀察居住型態,套房的節電率可達 37%,遠遠超出華廈大樓,而小家庭與單身者也比起大家庭與三代同堂更容易達成省電目標。

創新採購模式

為了達成機關節電目標,新北市除了為市府建築引進雲段智慧管理系統,還採用了創新的 PFI 採購模式(Private Finance Initiative,民間財務主導公共建設),突破傳統採購限制,徵求民間融資提案、全面換裝 LED 節能路燈,在不增加政府財政負擔的狀況下快速提公共服務水準(6 年縮短為 1 年),在換裝後的一年來已經節省 1 億元的電費、在機關部門創下了 13.5% 的漂亮節電率。

新北市政府分享經驗,過去的採購契約是「多裝多拿」的付款方式,每當遇上天災等不可抗力的路燈維修因素,地方政府就必須無止盡的吸收成本、逐年編列預算分批換裝;現在 PFI 採購模式改採固定支付金額,使承包商在平時就會努力維護路燈壽命、減少重複裝設的成本。市府方採分期付款機制,且依路燈服務效果「先享用後付費」,在全額付款前就可讓全市獲得一次性的換裝成果。

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同樣從機關財政的角度切入,高雄市政府重點分享導入 ESCO(Energy Service Company,能源服務公司)採購的推動模式,此模式允許市府機關無需先編列採購經費,而是將節省下來的電費作為支付 ESCO 廠商的費用。因為採「先服務、後付款」模式,更保證節能績效,估計一年可節省 157 萬度電、相當於 486 萬的電費。

5.高雄市-高雄市ESCO採購示範SOP手冊及推廣方式
高雄市 ESCO 採購示範 SOP 手冊及推廣方式。

汰換水銀路燈,基隆節電第一名

節電總成績以 1.92%(約 2204 萬度電)奪得第一名的基隆市,關鍵就在於汰換全市 80% 以上的水銀路燈為 LED 燈泡。以七堵區為例,換裝 4,818 盞LED路燈後,節電效益可達一年 719.9 萬度電。

基隆市政府同時補助社區及公寓大樓推動節能、為提出需求的單位提供現場輔導的服務、重點診斷市立醫院的用電設備、媒和在地 ESCO 公司替社區與服務業者改善節能效益等等。公家機關為了帶頭示範,也開展屋頂太陽能光電系統、屋頂風力發電系統等計畫,在機關部門取得 16.19% 的節電成績。

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新竹市取得總節電率的全國第三名,在住宅部門強調「用電行為改變」和「老久電器汰換」兩大重點,除了從集合式住宅公設的照明系統更新下手,也以各里為單位舉辦節電績優競賽、將節電經驗橫向擴散至各里,在住宅部門達到了 2.11% 的高節電率。

新竹市過去一年來新設的運動中心、水資源回收中心、文化局演藝廳、以及增設實驗機組的國家同步輻射研究中心,共替新竹市增加了約 200 萬度的年用電;但其他政府機關的節電率達到了 2.34%~4.53%。市政府亦推動了 LED 路燈的換裝,新設的 23,736 盞路燈,為新竹市節省了 1,007 萬度電。

因地制宜,鼓勵寺廟汰換神明燈泡

臺南市政府考量到市區和郊區的用電特質差異大,推出「節電 37 區,區區有意思」,讓各行政區各自施展身手,每個月的節電達標行政區也都越來越多。比較有趣的是,因為臺南寺廟多,區公所特地協助寺廟汰換 LED 神明燈泡,讓節電政策更走入在地。除此之外,也鼓勵市民汰換老舊家電即可抽獎送 LED 燈泡、輔導服務業用電大戶和大專校園、協助 40 處低碳社里更換節能燈具。

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台南廟宇眾多,政府鼓勵將傳統燈泡汰換為LFD燈,照片為台南孔廟。圖/wikipedia

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從服務業能源大戶下手

臺中市在服務部門針對市內能源大戶下手,包括大型量販店、觀光旅館和百貨公司,協助量身打造節能方案;在居民方面則選擇住宅屋齡較高者為優先執行對象、依住宅特性設定照明時間以節省用電;並汰換公有停車場、公有市場、區公所等場所的燈具為 LED 燈,一年下來大幅節省了 14 萬度電,整體節電 0.00%,達成了用電「零」成長的初步成績。

本預期服務業部門比起住宅部門更容易節電的桃園市,針對能源大戶舉辦節能診斷輔導、並且補助智慧節電服務業,不過從全國的服務業部門用電率不減反增了 0.8% 便可窺知,要提昇業者更換老舊設備的意願仍是未來的桃園挑戰。儘管桃園市遇到人口和店家新增,但在住宅部門仍有節電佳績,達成了 0.22% 的整體節電率、成為全台第五名的節電縣市。

8.經濟部部長與縣市代表大合照
經濟部部長與縣市代表大合照。

開拓替代能源的工作是從供應端控制節電,而使用端無論是一般民眾、服務業或製造業者、甚至是公家機關,也都有能力達成自己能做的節電工作。各縣市從智慧節電計畫中絞盡腦汁薈萃出的方案,證明了節電好習慣不只是隨手關燈這麼單純,地方的智慧自會發展出符合地方條件的節電特色,替遙遠的北極熊敬上一份心意。

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自己的電自己省_96
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台灣能源主要都是進口的,但你知道嗎,我國有98%都是仰賴國外能源,所以節電只能靠你我做起,自己的電自己省!! http://energy-smartcity.energypark.org.tw/