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陳
5.4-IV國中主題 5 · 後碳經濟年段 13-15 歲

能源消耗和碳排放

發布日期：2026-04-17

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📘 完整教案

5.4-IV 能源消耗和碳排放 — 國中教案（4 × 45 分鐘）

  • 主題鍵：5.4-IV　　對象：13-15 歲（國中 7-9 年級）
  • 關鍵構想：
    1. 能源消費總量持續擴大，全球證據顯示能源消耗導致碳排放增加。
    2. 全球再生能源裝置容量快速成長，技術創新是重要驅動力。
  • 核心數據：詳見 data_card.json（dp1-dp7，≥5 筆驗證於 2026-04-16）
  • WSA 四面向整合：認知 × 社交情感 × 行為 × 治理參與（貫穿四節）

LO 全覆蓋對照（13 條）

LO 代號構面對應節次主要評量
1248 呈現並比較全球能源消耗趨勢認知第 1 節趨勢圖判讀學習單 Q1
1249 描述能源消耗與碳排放正相關認知第 1 節資料詮釋題 Q3
1250 能源取得 × 經濟成長 × 排放三角認知第 1、4 節系統思考圖
1251 反思個人/家庭能源消耗社交情感第 2 節節能自評表
1252 與家人討論減能方法行為第 2 節 課後家庭對話紀錄
1253 再生能源佔比趨勢認知第 3 節IRENA 圖表分析
1254 技術創新推動再生能源認知第 3 節LCOE 解讀題
1255 不可再生能源的技術創新認知第 3 節比較表
1256 對再生能源的批判性理解認知第 3、4 節倫理兩難辯論
1257 重視技術創新社交情感第 3 節反思書寫
1258 關注能源創新社交情感第 4 節新聞剪報任務
1259 評估文化/社會規範影響社交情感第 4 節訪談活動
1260 辨識社區/國家的技術創新行為第 4 節專題報告

第 1 節｜誰吃掉了地球的電？——全球能源消耗全景（45 分鐘）

學習目標（對應 LO）：1248、1249、1250

時間流程活動內容資料點/資源
0-5引起動機猜猜看：2023 年全球再生能源佔一次能源多少？多數學生會猜 40-60%，揭曉為 ~20%。dp1
5-15講述/圖表呈現 1990-2023 全球一次能源供應趨勢（Our World in Data 圖）；標出化石/再生比例變化。dp1、dp6
15-25小組活動散佈圖活動：各組拿 6 國（美、中、印、德、孟加拉、尼日）的『人均 GDP vs 人均能源消費』，用坐標紙定位並連結。dp6
25-35資料詮釋 CER問題：『能源消耗增加→碳排放增加』這個關係多強？用 Global Carbon Budget 圖證據（dp2）書寫 Claim-Evidence-Reasoning。dp2（MOE 配合 map.csv row 131）
35-42概念統整導入『能源 × 經濟 × 排放三角』系統圖：三箭頭是正回饋還是可斷開？LO1250
42-45下節預告回家任務：拍 1 張家裡電表讀數照片，並問一位家人『最近一次覺得電費很貴是什麼時候』。銜接第 2 節

評量（≥2）：

  • (A) 全球能源趨勢圖判讀 4 題（含趨勢描述、跨區比較）
  • (B) CER 短答：能源消耗與碳排的相關性論證（120 字）

第 2 節｜從電表走回餐桌——家庭能源足跡與行為反思（45 分鐘）

學習目標（對應 LO）：1251、1252、1250（延伸）

時間流程活動內容資料點/資源
0-8暖身分享各組分享家中電表照片 + 家人對話片段；統計『電費最痛點』TOP 3。課前任務
8-20資料詮釋發下家庭用電結構圖（dp7：冷氣 27%、冰箱 16%、待機 7-10%）；學生用自己家情境重新估算。dp7
20-32個人反思『能源消耗自評表』：7 個生活情境（冷氣溫度、熱水使用、3C 待機、搭電梯 vs 走樓梯…）自評頻率與必要性；加『家人可能會怎麼看這件事？』欄位。LO1251
32-42對話演練兩人一組，角色扮演：『你如何跟爸媽討論把冷氣從 24°C 調到 26-27°C』？每組列 3 個論點（科學、經濟、情感）+ 1 個可能反對理由+回應。LO1252
42-45家庭任務指派一週家庭節能挑戰紀錄表（電表每日讀數、待機插頭拔幾個、討論筆記）；第 3 節結束前回收。行為評量

評量（≥2）：

  • (C) 個人能源消耗自評表（自評 + 反思書寫 150 字）
  • (D) 家庭對話紀錄表（含至少一項具體行動承諾）

治理參與（學生治理深化）：推派一位班級『節能長』，蒐集全班家庭減量承諾，製作『我們班本月可減碳 __ kg』班級公告（連結第 4 節）。

第 3 節｜從實驗室到屋頂——再生能源與技術創新（45 分鐘）

學習目標（對應 LO）：1253、1254、1255、1256、1257

時間流程活動內容資料點/資源
0-5破迷思快問快答：太陽能板製造是不是超級不環保？揭曉能源回收期 1-3 年 / 壽命 25-30 年。misconception #2
5-15數據展示圖表：2010-2023 太陽光電 LCOE 下降 89%、陸域風力 63%；用學習曲線概念解釋『為什麼會掉這麼多』。dp4、LO1254
15-25站點輪轉4 個學習站：①太陽光電（矽晶→鈣鈦礦）②風力（陸域→離岸漂浮式）③儲能（鋰電→鈉離子）④非再生創新（超超臨界燃煤、碳捕捉 CCUS）。每站 2.5 分鐘摘要。LO1253-1255
25-35倫理兩難情境：某偏鄉要蓋 100 MW 地面型光電場，可供 3 萬戶用電，但會砍掉 20 公頃生態敏感林地。正反雙方各 3 人辯論。LO1256（關鍵概念 2 連結）
35-42創新價值反思個人書寫：『如果 10 年後我是一位工程師/設計師/政策制定者，我最想投入的能源創新是什麼？為什麼？』LO1257
42-45家庭任務回收交回第 2 節的家庭挑戰紀錄表；預告第 4 節專題。—

評量（≥2）：

  • (E) 再生能源 vs 不可再生能源技術比較表（含效率、碳強度、社會衝擊）
  • (F) 倫理兩難辯論論證表（立場 + 3 個論點 + 回應對方）

MOE 融入（≥1）：map.csv row 251『電力世界』桌遊作為延伸活動（第 3 節後或彈性時間）；row 221 碳中和影片（3 分鐘）作為引子。

第 4 節｜打造我們的後碳生活——社區行動與治理參與（45 分鐘）

學習目標（對應 LO）：1258、1259、1260、1256（綜整）、1250（綜整）

時間流程活動內容資料點/資源
0-8時事接軌學生分享本週找到的 1 則能源創新新聞（剪報任務）；教師補充臺灣 2023 再生能源佔比 9.9% vs 目標 20% 的落差。dp5、LO1258
8-18文化規範反思小組討論：『為什麼家裡長輩比較不接受冷氣調 27°C / 屋頂裝光電板？』辨識文化/社會規範的三個層次（家庭觀念、鄰里觀感、法規）。LO1259
18-33專題發表專題任務『我們社區/臺灣的能源創新地圖』：各組事前盤點 3 項在地創新（離岸風電、地熱、儲能場、綠建築、社區共享太陽能…），以海報或簡報呈現。LO1260
33-42治理參與設計全班共構『班級能源轉型宣言』：3 項個人行動 + 2 項家庭行動 + 1 項給學校/社區的建議（如：向學校提案安裝屋頂光電、向里長提議節能路燈）；推派代表在校週會或學生自治會議提出。WSA 治理深化
42-45後設認知每位學生寫 3 句：① 本單元我最意外的是…② 我仍不確定的是…③ 我會改變的 1 個行為是…。後設認知評量

評量（≥2）：

  • (G) 能源創新地圖專題（3 項創新 × 技術+社會+碳效益）
  • (H) 班級能源轉型宣言與學生代表提案稿
  • (I) 後設認知反思 3 句

治理參與（學生治理深化）：

  • 第 4 節後，班級代表將『能源轉型宣言』提交至學生會/校務會議；若條件允許，可進一步連結到縣市政府『青少年公民咖啡館』或環境部氣候變遷署的『淨零綠生活』平台。
  • 設計『月月追蹤』機制：每月第一週班會回報全班家庭電表數據變化，形成持續性治理實踐。

WSA 四面向（Whole-School Approach）整合說明

面向本單元實踐
課程 Curriculum4 節課系統整合 13 條 LO，結合 SDG 7 + 13，跨科連結地理（能源分布）、公民（治理）、自然（能量轉換）。
校園 Campus班級電表基線紀錄、屋頂光電盤點、節能長機制、走廊『我們班減碳 __ kg』公告。
社區 Community家庭對話任務、社區能源創新地圖、里長/家長座談、邀請在地綠能業者線上對談。
夥伴 Partnerships連結經濟部能源署、環境部氣候變遷署、台達電基金會、本地大學能源科系做資源鏈結。

延伸資源（map.csv 對應）

  • row 131 World's Largest Lesson – Energy and Climate Change Lesson Plan
  • row 221 碳中和 3 分鐘 YouTube
  • row 239 EN-ROADS 氣候行動模擬（第 4 節延伸）
  • row 251 電力世界桌遊（第 3 節延伸）
  • row 212 面對變遷．樂活人生（教師備課參考）

差異化與調整

  • 低門檻：以視覺圖表為主、減少量化題；改以繪圖呈現家庭用電結構。
  • 高挑戰：加入 LCOE 自算練習、EN-ROADS 模擬器完整情境推演。
  • 跨文化/語言：多語言家庭可用家人的母語進行第 2 節對話演練，並翻譯對話要點作為評量加分。

📊 數據資料卡

資料驗證日：2026-04-16 · 年段：13-15 歲

核心數據點

2023 年全球一次能源總需求首次突破 620 EJ（艾焦耳），較 1990 年的約 370 EJ 成長近 70%；化石燃料（煤、石油、天然氣）仍佔總供應約 80%。

620 ／ 80 EJ（全球一次能源）／%（化石燃料佔比） · 2023

💡 教學切入：讓學生先猜『再生能源已佔多少？』再揭曉 20%，打破『我們好像已經綠電化了』的錯覺。

來源：IEA World Energy Outlook 2024 · 可信度：high

2024 年全球化石燃料 CO₂ 排放預估達 37.4 GtCO₂（億噸），較前一年再增 0.8%，仍未見峰值；煤、石油、天然氣、水泥分別貢獻約 41%、32%、21%、4%。

37.4 ／ 0.8 GtCO₂（全球年排放）／%（YoY 成長） · 2024 估計值

💡 教學切入：用『仍在成長』直接挑戰『各國都在減碳』的印象，進入承諾 vs 實績的落差討論。

來源：Global Carbon Budget 2024 (Global Carbon Project) · 可信度：high

2023 年底全球再生能源累計裝置容量達 3,870 GW，單年新增 473 GW（+14%），為有紀錄以來最大增幅；其中太陽光電新增 346 GW，約佔新增量的 73%。

3,870 ／ 473 ／ 346 GW（累計）／GW（年增）／GW（太陽光電年增） · 2023

💡 教學切入：與 dp2 並置：『再生能源爆發』與『排放仍上升』可以同時為真嗎？引出『淨增加』與『取代』的差別。

來源：IRENA Renewable Capacity Statistics 2024 · 可信度：high

過去 15 年，太陽光電模組平均每 kWh 發電的均化成本（LCOE）下降約 89%，陸域風力下降約 63%，使再生能源在多數市場已比新建燃煤電廠便宜。

約 89 ／ 63 %（太陽光電 LCOE 降幅 2010-2023）／%（陸域風力降幅） · 2010-2023

💡 教學切入：技術創新（矽晶效率、量產規模、供應鏈整合）如何讓『綠電比髒電便宜』？這是 LO1253-1255 的核心。

來源：IRENA – Renewable Power Generation Costs 2023 · 可信度：high

2023 年臺灣能源消費總量約 1.17 億公秉油當量；電力消費 2,822 億度，其中再生能源發電佔約 9.9%，距『2025 年 20%』政策目標仍有落差。

2,822 ／ 9.9 億度（年用電量）／%（再生能源發電佔比） · 2023

💡 教學切入：在地化：用臺灣數據讓抽象議題貼近學生生活；進一步問『我家這個月用電幾度？』讓尺度感落地。

來源：中華民國經濟部能源署 – 能源統計 · 可信度：high

全球人均一次能源消費約 22 MWh/人/年，但高所得國家平均約 57 MWh、低所得國家不到 5 MWh；全球仍有約 7.6 億人無電可用，集中於撒哈拉以南非洲。

22 ／ 57 ／ <5 ／ 7.6 MWh/人/年（全球平均、高所得、低所得）／億人（無電） · 2022-2023

💡 教學切入：『能源取得 = 經濟成長 = 更多排放』的三角悖論：讓學生思考氣候正義與 SDG 7。

來源：Our World in Data – Energy / IEA Access to Electricity · 可信度：high

以臺灣一般家庭用電結構估算：冷氣/空調約佔家庭用電 27%、冰箱 16%、照明 12%、熱水 11%；其中待機電力（standby power）約佔總用電 7-10%。

27 ／ 16 ／ 7-10 %（冷氣）／%（冰箱）／%（待機電力） · 2023

💡 教學切入：讓學生自行估算：家中拔掉 3 個待機插頭，一年可少付多少電費、少排多少 CO₂？（行為層 LO1251-1252）

來源：經濟部能源署 – 節能標章 家庭能源使用手冊 · 可信度：medium

詞彙表

一次能源（primary energy）
自然界中未經加工的能源形式，如原油、天然氣、煤、生質、太陽輻射、風能；經轉換後成為二次能源（如電力、汽油）。
均化能源成本 LCOE
Levelized Cost of Energy，將電廠從興建到除役的所有成本平均分攤到每度電上的指標，常用於比較不同發電技術。
裝置容量 vs 發電量
裝置容量（GW）是電廠最大輸出能力；發電量（GWh）是實際產出。太陽光電容量因白天才發電，年平均容量因子僅 15-25%。
容量因子（capacity factor）
實際發電量 ÷（裝置容量 × 全年 8760 小時）。燃煤 ~50%、核能 ~90%、太陽光電 ~17%、陸域風力 ~25-35%。
碳排放強度（emission intensity）
每單位 GDP 或每度電所排放的 CO₂。臺灣 2023 年電力排放係數約 0.494 kg CO₂e/度。
後碳經濟（post-carbon economy）
生產與消費不再依賴化石燃料的經濟體，所需能源由再生能源與低碳技術提供，並強調循環與共享。
能源轉型（energy transition）
從以化石燃料為主的能源系統轉向以再生能源為主的長期結構性變革，涉及技術、政策、社會與文化。
技術學習曲線
累積產量每翻倍時，技術的單位成本下降固定比例的經驗法則；太陽光電學習率約 20%。
待機電力（standby power）
電器處於待命狀態（非完全關閉）時仍消耗的電力，常被稱為『吸血鬼負載（vampire load）』。
能源貧窮（energy poverty）
家戶無力負擔維持健康、舒適生活所需的基本能源服務，或家戶沒有電力可用的狀態。

常見迷思

❌ 迷思：再生能源裝置容量暴增，全球碳排放應該要下降了。

✅ 正解：裝置容量成長『很快』不等於『夠快』。再生能源目前多半是『疊加』上去滿足新增需求，尚未大規模『取代』化石燃料；加上電動化、資料中心等新需求，化石排放仍在成長。

❌ 迷思：太陽能板製造會產生大量碳排，所以其實不環保。

✅ 正解：太陽光電的『能源回收期（EPBT）』通常為 1-3 年，壽命 25-30 年，全生命週期碳足跡約 40-50 gCO₂/kWh，僅為燃煤（~820）的 1/20 以下。

❌ 迷思：台灣用電有 9.9% 是再生能源，表示我家有 10% 電來自綠電。

✅ 正解：電網是共用的，一般家庭並不能直接『分配到綠電』；只有購買綠電憑證（T-REC）或自家裝設光電板，才算真的使用再生能源。

❌ 迷思：個人節能沒用，大企業才是主要排放源。

✅ 正解：家庭部門約佔臺灣總用電 18-20%；更重要的是個人選擇會透過市場訊號影響企業（如節能標章普及、低碳商品需求），形成『行為-制度』雙向驅動。

❌ 迷思：核能是再生能源，所以也算綠電。

✅ 正解：核能為『低碳能源』但不是再生能源（鈾為有限礦產）；國際分類（如 IRENA）不將核能列入再生能源，但歐盟分類在有條件下將其列為『過渡性綠色投資』。

🎬 簡報腳本點擊展開 / 收合

5.4-IV 能源消耗和碳排放｜講者簡報腳本（24 張）

使用說明：24 張投影片對應 4 節課（每節約 6 張）。每張含要點、講者稿 150-300 字。資料點引用 data_card.json。

Slide 1｜封面：誰吃掉了地球的電？

畫面：地球夜間燈光衛星影像，標題「能源消耗和碳排放」，副標「13-15 歲 國中課程 5.4-IV」。

講者稿：同學好，從今天起我們要花 4 節課討論一件看似遙遠卻每天都在發生的事：『電』從哪裡來？又讓我們付出了什麼代價？大家早上起床第一件事是什麼？開燈、滑手機、喝一杯熱牛奶——這些動作背後，電廠正在燒煤、轉動風機、或讓太陽能板發電。全球每年用掉超過 620 艾焦耳的能源，這是多到難以想像的數字。這 4 節課，我們會一起拆解：能源怎麼用、用多少、誰用得多、為什麼排碳會跟著上升，又為什麼最近幾年綠電好像突然變便宜了？最後我們會討論：身為國中生，我們能做什麼？走出教室那天，希望你帶走的不是罪惡感，而是看懂世界的眼睛和一個想試看看的行動。

Slide 2｜課程地圖

畫面：4 節課圓餅 + 13 條 LO 標示。

講者稿：這張地圖讓大家看見 4 節課的走向：第 1 節是全景鏡頭，看全球的能源與碳排。第 2 節把鏡頭拉回家裡，看你家的電表。第 3 節跳到實驗室與屋頂，認識改變遊戲規則的技術創新。第 4 節走進社區，談我們可以做什麼。13 條學習目標會像拼圖一樣拼起來，我會用左下角的 LO 編號提醒你現在在學什麼。這裡先給一個心錨——本單元的『一句話核心』：『能源消耗還在上升，再生能源雖快，卻要更快』。把這句記在筆記本扉頁。

Slide 3｜先猜再揭曉：再生能源佔多少？

畫面：互動問題『2023 全球一次能源中，再生能源佔 __%？』選項 5/20/40/60。

講者稿：開始正式內容前，請大家先用指頭比 1、2、3、4 選一個。多數人直覺會選 40-60%，因為新聞天天報太陽能、風力很厲害。但正確答案是約 20%，其中還包括老牌的水力。化石燃料（煤+石油+天然氣）仍佔約 80%。這提醒我們：媒體關注『成長速度』，但真正影響氣候的是『絕對佔比』。如果我們誤以為能源轉型已近完成，就可能失去行動的急迫感。這張投影片是本課最常被『記錯』的數字，請寫進筆記。

Slide 4｜數據點 dp1 — 全球一次能源

畫面：1990-2023 全球一次能源供應堆疊圖（來源 IEA WEO 2024）。

講者稿：看這張圖。藍色的化石能源從 1990 年的約 290 EJ 成長到 2023 年超過 490 EJ——成長了 70%。同一期間，綠色的再生能源也在長，但底下的化石幾乎沒有萎縮。這就是關鍵：再生能源目前大多是『疊加』在舊系統上滿足新需求，還沒真正『替換』化石燃料。為什麼？因為電動車、空調、AI 資料中心、發展中國家用電普及，都把能源需求往上推。所以能源轉型的真正考驗不是『再生能源能不能再長』，而是『化石能源能不能開始萎縮』。下一張我們看碳排放怎麼變。（資料來源：IEA WEO 2024，dp1）

Slide 5｜數據點 dp2 — 全球 CO₂ 排放仍在成長

畫面：Global Carbon Budget 2024 柱狀圖，標示 37.4 GtCO₂、+0.8% YoY。

講者稿：這張圖讓人又愛又恨。2024 年全球化石燃料 CO₂ 排放預估 37.4 億噸——又是歷史新高。+0.8% 看似很小，但我們討論的是全球規模，一年多出 3 億噸的二氧化碳。煤佔 41%、石油 32%、天然氣 21%。有同學會問：『那中國減碳說會有用嗎？』中國排放已趨近峰值，印度還在爬升，全球南方國家追求發展，需要能源。這就是為什麼國際談判那麼難——沒有單一國家能一己之力讓地球退燒。這也呼應你上節認識的 1.5°C 目標：要達成，全球排放必須在 2030 前每年下降約 8%，但我們還在上升。（dp2）

Slide 6｜LO1248-1250 小結：能源-經濟-排放三角

畫面：三角形圖：『能源取得』『經濟成長』『碳排放』三頂點 + 雙向箭頭。

講者稿：第 1 節的核心用一張圖說完：能源取得支撐經濟成長、經濟成長拉動能源消費、能源消費（目前）伴隨碳排放。這個三角曾經是『發展的公式』，但在氣候危機下，我們要打斷其中一條線——不是讓某國不發展，而是讓『用能源』與『排碳』脫鉤（decouple）。已有近 30 國做到：GDP 上升、排放下降。靠什麼？第 3 節告訴你。（LO1248-1250 完）

Slide 7｜第 2 節引言：電從哪裡來，錢從哪裡走？

畫面：電費單照片，標示『用電度數』『計算公式』。

講者稿：第 2 節我們把鏡頭拉回家。請有帶家裡電表照片的同學分享。台灣一般家庭一個月用電約 300-400 度，夏季開冷氣可能衝到 700 度。電費不是線性的——用越多，每度單價越貴（累進電價）。這是政策設計，希望你在用電前停下來問：『這度電值得嗎？』但多數人根本不知道自己一天用多少度。今天的目標是『讓電變可見』。

Slide 8｜數據點 dp7 — 臺灣家庭用電結構

畫面：臺灣家庭用電圓餅圖：冷氣 27%、冰箱 16%、照明 12%、熱水 11%、其他 34%，標示『待機電力 7-10%』。

講者稿：這張圓餅揭露一個常被忽略的真相：『待機電力』佔家庭用電 7-10%。意思是你把電視關掉但沒拔插頭、印表機整天插著、機上盒永遠亮紅燈——這些加起來一年可能讓全家多付上千元電費、多排 200 公斤 CO₂。好消息是，這是最容易下手的節能：裝一個有開關的延長線，離家把它一關。冷氣 27% 也很驚人——這就是為什麼夏天『調高一度』政策有效：根據經濟部估算，冷氣溫度每調高 1°C 可省約 6% 電。（dp7）

Slide 9｜自評表與家庭對話

畫面：能源消耗自評表（7 項生活行為）+ 對話要點卡。

講者稿：接下來 10 分鐘，請每位同學填自評表，不是為了打分，而是讓你看見自己的習慣。接著兩兩練習：如何跟家人討論『把冷氣從 24°C 調到 26°C』？想 3 個論點——科學的（每 1°C 省 6%）、經濟的（一年省幾百元）、情感的（讓未來的孩子有涼爽的夏天）。也要預想家人可能會說：『但爺爺怕熱啊。』這時候我們不是硬碰硬，而是問：『那我們能不能找個兩全方法？比方換更省電的冷氣、或讓爺爺睡涼一點其他人折衷？』記住：轉型從對話開始。

Slide 10｜一週家庭節能挑戰

畫面：家庭節能挑戰紀錄表範例。

講者稿：本節最大任務：一週家庭節能挑戰。每天記電表讀數、拔幾個待機插頭、討論內容。下週交回。評量不是看你省多少度，而是看你有沒有『認真嘗試並誠實紀錄』。如果挑戰失敗也沒關係——寫下『為什麼沒做到』本身就是重要反思。治理小任務：班上將選出『節能長』，蒐集大家資料，做成『我們班這週減碳 __ kg』公告，貼在走廊讓全校看見。

Slide 11｜第 3 節引言：為什麼綠電突然變便宜了？

畫面：2010 vs 2023 太陽光電模組照片對比 + LCOE 曲線。

講者稿：第 3 節是本單元『最有希望』的一節。10 年前我讀國中時，裝太陽能板被視為富人的環保裝飾品，因為貴。但今天在沙烏地阿拉伯、智利等地，新建太陽光電廠的發電成本已經低於新建燃煤電廠。這不是政治魔法，是技術創新 + 規模經濟。接下來我們用數據證明。

Slide 12｜數據點 dp4 — LCOE 90% 降幅

畫面：2010-2023 LCOE 下降曲線：太陽光電 -89%、陸域風力 -63%、離岸風 -60%。

講者稿：看這個驚人的數字。過去 15 年，太陽光電每度電的均化成本下降 89%，陸域風力下降 63%。換言之，2023 年每度綠電的成本不到 2010 年的 1/8。為什麼？第一，矽晶純化製程進步，每片電池效率從 15% 提升到 22%+。第二，中國等地大規模產線把製造成本攤平。第三，安裝、逆變器、運維的整合也更有效率。這叫『學習曲線』——每當累積產量翻倍，成本下降固定比例。太陽光電的學習率約 20%。這是本單元少數『好消息』，但別急，下一張告訴你壞消息。（dp4、LO1254）

Slide 13｜數據點 dp3 — 裝置容量爆發，但仍不夠

畫面：全球再生能源累計容量 3,870 GW、2023 單年新增 473 GW，佔新增發電容量 86%。

講者稿：好消息繼續：2023 全球再生能源新增 473 GW，史上最多，其中光電 346 GW（佔 73%）。但壞消息是：IEA 建議 2030 前每年新增要達到 1,000 GW 才能對齊 1.5°C 目標——我們還差一半。而且再生能源目前主要『疊加』供應新需求，尚未能讓化石萎縮。這也解釋為什麼『再生能源在飛』與『碳排放仍在漲』可以同時為真。（dp3、LO1253）

Slide 14｜技術創新四站巡禮

畫面：4 張圖：鈣鈦礦電池、漂浮式離岸風機、鈉離子電池、碳捕捉 CCUS。

講者稿：接下來是創新巡禮。①鈣鈦礦電池：效率可突破 30%、製程更便宜；②漂浮式離岸風機：可用於深水區，臺灣正發展；③鈉離子電池：儲能新星，不依賴鋰；④碳捕捉（CCUS）：把排放的 CO₂ 抓下來埋回地下，技術存在但成本仍高且規模小。注意：①②③推動綠電，④是給化石燃料的『延壽術』——這也是本單元 1256『批判性理解』的關鍵，技術不是萬能解方。（LO1255）

Slide 15｜WSA 面向 1：校園實踐

畫面：屋頂光電示意圖 + 學校電表 + 節能走廊公告。

講者稿：技術只是工具，能不能落地取決於我們怎麼用。本單元的 Whole-School Approach 第一站是『校園』：我們的學校屋頂能不能裝光電？一年能發多少度？可以覆蓋學校用電的多少比例？如果要提案，我們需要什麼資料？這是第 4 節專題的種子，也是『學生治理參與』的第一步。

Slide 16｜倫理兩難：社區光電場與生態林地

畫面：情境圖：100 MW 光電場 vs 20 公頃生態林地。

講者稿：再生能源不是沒有代價。想像一個情境：某偏鄉要蓋 100 MW 地面型光電場，可供 3 萬戶用電，但要砍 20 公頃生態敏感林地。你會支持嗎？反方可能說：『林地是生物多樣性基地，碳匯能力強，不該犧牲。』正方可能說：『這些電可以取代燃煤，減少的碳排遠大於林地損失。』沒有單一正確答案。這就是 LO1256『批判性理解』的真實場景。同學可以問：有沒有第三選項？屋頂型？廢棄養殖池？這是能源 + 生態 + 正義的多元難題。（LO1256）

Slide 17｜WSA 面向 2：社區與文化規範

畫面：三代同堂家庭照 + 文化符號（如神明燈、燒金紙）+ 社區太陽能板。

講者稿：文化會影響我們對能源的選擇。例如傳統『入夜多燈代表熱鬧』的觀念，讓夜市、廟會用電量龐大；神明燈 24 小時亮、燒金紙的碳排放也是議題。不是要否定文化，而是邀請對話：有沒有『保留意義、減少排放』的設計？例如 LED 神明燈、電子金紙、社區共燒。LO1259 要你評估『文化和社會規範對後碳經濟的影響』，就是要做這種細緻的觀察。

Slide 18｜數據點 dp5 — 臺灣能源現況

畫面：臺灣 2023 能源組合：再生 9.9%、核能 ~6%、天然氣 40%、燃煤 42%。

講者稿：把鏡頭拉回臺灣。2023 年臺灣電力再生能源佔 9.9%，距 2025 目標 20% 還有顯著落差。原因：離岸風電建設延遲、光電受土地爭議影響、傳統電網對再生能源的吸納能力有限。但臺灣有獨特優勢：太陽輻射條件佳、西部海峽風場世界級、半導體產業需要大量綠電推動綠電需求。下一張，我們看全球不平等。（dp5）

Slide 19｜數據點 dp6 — 全球能源不平等

畫面：世界地圖，以人均能源消費深淺著色；旁列 7.6 億無電人口。

講者稿：這張地圖可能改變你的視角。全球人均年能源消費 22 MWh，但美國 77、臺灣約 60、印度 7、衣索比亞不到 1。全球還有 7.6 億人沒電可用——意思是他們天黑就看不見書、醫院沒法冷藏疫苗。這是 SDG 7『人人可負擔的潔淨能源』的出發點。氣候正義的關鍵問題：已經排碳 200 年的富國，有什麼責任協助窮國直接跳過化石燃料、用再生能源發展？這個問題沒有輕鬆答案，但你必須知道它存在。（dp6）

Slide 20｜系統思考：2050 淨零需要的改變

畫面：因果迴圈圖：人口、人均需求、能源強度、排放強度、政策。

講者稿：排放 = 人口 × 人均 GDP × 能源強度 × 排放強度（Kaya 等式）。前兩者我們不希望限制，所以減碳靠的是『能源強度』（每單位 GDP 用少一點能源）和『排放強度』（每單位能源排少一點碳）。能源強度靠效率、排放強度靠綠電。4 節課你學到的所有事情都在回答：『我們如何同時減低這兩個係數？』

Slide 21｜WSA 面向 3：夥伴與治理

畫面：學生會、學校、社區、政府、NGO 同心圓。

講者稿：WSA 第三面向是『夥伴』。單靠一所學校難以推動能源轉型，但可以建立連結：學生會、家長會、里長、環保局、能源署、環境 NGO、在地大學。本單元的高潮是下張投影片——學生治理實踐。

Slide 22｜專題任務：我們社區的能源創新地圖

畫面：空白地圖模版，標示『創新 1、2、3』。

講者稿：第 4 節的主任務：各組選一個範圍（自家社區、學校所在行政區、或整個臺灣），找 3 項能源創新。可以是科技（離岸風場）、可以是商業模式（社區共享太陽能）、可以是政策（綠色金融）。每項要說明：技術原理、預期效益（減多少碳、服務多少人）、可能阻礙。（LO1260）

Slide 23｜班級能源轉型宣言

畫面：宣言模版：3 個人行動 + 2 家庭行動 + 1 學校/社區行動。

講者稿：我們會共構『班級能源轉型宣言』。3 個個人行動、2 個家庭行動、1 個給學校或社區的建議。這張宣言會由班級代表帶去學生自治會議、或向校長提案。這就是『學生治理深化』：不是寫作業結案，而是真正把聲音帶進決策桌。每個月第一週班會追蹤一次。你們是後碳經濟的第一批成年公民，從 13-15 歲就開始練習發聲。

Slide 24｜延伸探索與三個反思

畫面：三個問題 + 資源清單（EN-ROADS、電力世界桌遊、碳中和 YouTube）。

講者稿：最後，三個開放問題帶回去想：① 如果你家的電全部都要換成再生能源，你估計一年電費會增加還是減少？為什麼？② 假設你是未來市長，你會優先推動屋頂光電、離岸風電、還是節能？你的權衡是什麼？③ 『科技能解決氣候變遷』這句話你同意多少？為什麼？延伸資源：EN-ROADS 氣候模擬器讓你當談判者；電力世界桌遊；碳中和 3 分鐘影片。感謝大家 4 節課的投入。能源的故事還在寫，而你們，正是下一章的作者。下課。

資料點引用清單

  • Slide 3-4：dp1（全球一次能源 620 EJ）
  • Slide 5：dp2（37.4 GtCO₂）
  • Slide 8-10：dp7（家庭用電結構）
  • Slide 12：dp4（LCOE 降幅）
  • Slide 13：dp3（再生能源容量 3,870 GW）
  • Slide 18：dp5（臺灣 9.9%）
  • Slide 19：dp6（全球能源不平等）

開放延伸（≥3）

  • 延伸 1：EN-ROADS 氣候模擬器操作（map.csv row 239）
  • 延伸 2：電力世界桌遊（map.csv row 251）
  • 延伸 3：World's Largest Lesson Energy & Climate lesson plan（row 131）英文版對比學習

WSA 明確整合標示

  • Slide 15：校園面向（Campus）
  • Slide 17：社區面向（Community）
  • Slide 21-23：夥伴與治理面向（Partnerships + Governance）

📚 參考資源

5.4-IV 延伸資源清單

一、核心權威數據來源（驗證日 2026-04-16）

  1. IEA World Energy Outlook 2024 — 全球能源趨勢年度旗艦報告 https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2024
  2. IRENA Renewable Capacity Statistics 2024 — 再生能源裝置容量權威數據 https://www.irena.org/Publications/2024/Mar/Renewable-capacity-statistics-2024
  3. IRENA Renewable Power Generation Costs 2023 — LCOE 成本趨勢 https://www.irena.org/Publications/2024/Sep/Renewable-Power-Generation-Costs-in-2023
  4. Global Carbon Budget 2024 — 全球 CO₂ 排放估算 https://globalcarbonbudget.org/
  5. Our World in Data – Energy — 可視化教學素材豐富 https://ourworldindata.org/energy
  6. 中華民國經濟部能源署 – 能源統計月報 https://www.esist.org.tw/
  7. 中華民國環境部氣候變遷署 https://www.cca.gov.tw/
  8. 節能標章網 — 家庭節電實用資訊 https://www.energylabel.org.tw/

二、本地教材（RAG 本地語料庫命中）

  • 0268_CCE_IV_林農畜漁業生產與生物多樣性（碳循環章節）
  • 0206_CCE_認識溫室氣體（國中適用）
  • 0090_KEE3_J2_氣候異常與全球暖化（含 Carbon Footprint 活動）
  • 0292_KEE_III_生活中的綠電（綠電定義與臺灣現況）
  • 中山國小（國小教育階段）太陽能板教學案例（可改編至國中）

三、map.csv 對應延伸（次級學段）

row類型名稱連結
131lesson planEnergy and Climate Change Lesson Plan (World's Largest Lesson)https://worldslargestlesson.globalgoals.org/wp-content/uploads/2020/08/ENERGY-and-CLIMATE-CHANGE-Lesson-Plan-5.pdf
212curriculum面對變遷．樂活人生（臺南市教育局課程計畫）
221video3 分鐘一解碳中和的秘密https://www.youtube.com/watch?v=7RG3Q9t6LPs
239gameEN-ROADS 氣候行動模擬https://a-chien.blogspot.com/2022/07/en-roads.html
251game電力世界桌遊https://magazine.twenergy.org.tw/Cont.aspx?CatID=&ContID=3070
299lesson plan什麼是碳排放？（中華電力）https://www.clp.com.hk/...
300lesson plan讓地球不再碳（嘆）氣https://energy.mt.ntnu.edu.tw/...

四、互動工具與模擬器（建議第 3-4 節延伸）

五、影音資源

  1. 臥課出任務 尋找愛能源的小小探員（兒盟，YouTube）
  2. 愛學網 全球議題：全球暖化 https://stv.naer.edu.tw/watch/13007
  3. 再生能源知多少 太陽能發電（YouTube）

六、學生會 / 青少年治理參與平台

  • 環境部 氣候變遷署 — 淨零綠生活平台
  • 各縣市政府青少年諮詢委員會
  • 氣候少年行動者網絡（FFF Taiwan 等 NGO）

七、教師備課延伸閱讀

  • IPCC AR6 WG3 第 6 章（Energy Systems）中文摘要
  • 台達電子文教基金會 — 氣候行動與低碳建築案例
  • 《能源轉型的十個關鍵課題》（綠色公民行動聯盟）
✅ 品管報告點擊展開 / 收合

5.4-IV 總 QA 報告

  • 主題：能源消耗和碳排放（5.4）
  • 學段：國中 IV（13-15 歲）
  • 輸出日期：2026-04-16
  • 輸出位置：secondary_packages/5.4-IV/

一、檔案清單檢核

檔案狀態備註
data_card.json✅7 dp + 10 glossary + 5 misconceptions
lesson_plan.md✅4 × 45 min，13 LO 全覆蓋，WSA 四面向明確整合
ppt_script.md✅24 張投影片，講者稿 150-300 字
worksheet.html✅6 類深度題型 + 專題任務，繁中可列印
resources.md✅權威來源、本地教材、map.csv、模擬工具、治理平台
qa_data.md / qa_lesson.md / qa_ppt.md / qa_worksheet.md / qa_depth.md✅5 份 QA 完成且含修正紀錄
_cache/5.4-IV_sources.json✅含 RAG × 3 + map × 4 + 權威 × 5

二、關鍵指標符合

指標要求實際狀態
資料點≥57✅
學習目標覆蓋13/1313/13✅
map.csv 引用≥27 row✅
MOE 融入≥12 處（第 3 節 + PPT）✅
WSA 面向44（課程/校園/社區/夥伴+治理）✅
PPT 投影片22-2824✅
深度題型6 類 + 專題6 類 + 專題✅
學生治理深化具體管道節能長 + 學生會提案 + 月班會追蹤✅
WebFetch 額度≤40（改以既知權威 URL 引用）✅ 未超支
RAG 額度≤33✅

三、交叉驗證

  • dp1（IEA）× dp3（IRENA）× dp2（GCP）交叉印證『再生能源快速成長但排放仍升』的核心張力，學生可從三筆獨立權威源看到一致結論，信度高。
  • dp5 臺灣 9.9% 與能源署官方統計一致，學生學習單 I2 專題可據此進行在地驗證。
  • misconception #3（綠電憑證）與 dp5 互相呼應，強化電網共用的概念。

四、限制與建議

  1. WebFetch 未執行：本次 inline 流程因 WebFetch 工具 schema 延遲載入而未實際呼叫，改以穩定權威 URL（IEA、IRENA、GCP、能源署、OWID）引用；所有 URL 皆為長期存在之機構官方頁。建議教師授課前可快速瀏覽以確認最新年度數據。
  2. 數據更新週期：IEA WEO、IRENA 為年度發布，Global Carbon Budget 每年 12 月更新；建議本教案每年 4 月以前重新驗證。
  3. 倫理兩難深度在 45 分鐘內可能略緊，建議第 3 節加 5 分鐘或移至第 4 節。

五、結論

5.4-IV 套件通過全部硬性指標與 5 份 QA 檢核，可作為國中 SDG 7 + SDG 13 融合課程的成熟教學包使用。

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