能源消耗和碳排放

國中 7-9 年級（13-15 歲）｜4 個活動｜氣候素養永續教育教案

教學資訊

Key ID
5.4-IV
主題
能源消耗和碳排放
核心概念
能源消耗 × 碳排放 × 技術創新
適用年級
國中 7-9 年級
活動數
4 個活動
語言
繁體中文

學習目標

認知目標

C1 呈現並比較 1990 年至今全球能源消耗趨勢，說明化石燃料仍佔一次能源供應約八成的現況。
C2 描述全球能源消耗持續成長與碳排放增加之間的正相關，並以全球碳排放數據進行論證。
C3 說明能源取得、經濟成長與碳排放三者之間的連動關係，並思考氣候正義的意涵。
C4 說明全球再生能源裝置容量的成長趨勢，並區辨「新增容量」與「取代化石燃料」的差別。
C5 解讀均化能源成本（LCOE）指標，說明技術創新如何讓太陽光電與風力發電成本大幅下降。
C6 比較再生能源與不可再生能源的技術創新路徑，評估各自的效率、碳排強度與社會影響。
C7 對再生能源的發展建立批判性理解，包括土地使用、生態衝擊與供電穩定性等面向的兩難取捨。

社交情感目標

S1 反思個人與家庭的能源消耗習慣，覺察待機電力等日常行為對碳排放的累積影響。
S2 重視技術創新在能源轉型中的角色，對工程、設計與政策等職涯路徑抱持開放探索的態度。
S3 持續關注臺灣與全球能源創新動態，主動蒐集相關新聞並進行批判性解讀。
S4 評估文化與社會規範如何影響家庭及社區的能源選擇，理解改變的阻力來源。

行為目標

B1 與家人進行一次具體的節能對話，提出至少三項有科學依據的節能論點，並記錄討論結果。
B2 辨識社區或臺灣現有的能源技術創新案例，以海報或簡報形式呈現並提出推廣建議。

活動流程

活動一｜誰吃掉了地球的電？——全球能源消耗全景

步驟 1｜破除迷思：猜猜再生能源佔比
請學生先猜測：2023 年全球一次能源中，再生能源約佔多少百分比？多數人會猜 40-60%，揭曉答案為約一成五（含水力 14.6%，Energy Institute 2024），打破「我們好像已經綠電化了」的錯覺。引導思考：若化石燃料仍佔八成，這意味著什麼？
對應目標：C1 全球能源全景圖
步驟 2｜趨勢圖判讀：1990-2023 全球一次能源
展示 1990 年至 2023 年全球一次能源供應趨勢圖，標示化石燃料與再生能源比例的變化。2023 年全球一次能源總需求首次突破 620 艾焦耳，較 1990 年的約 370 艾焦耳成長近七成；化石燃料仍佔供應總量約八成。學生完成趨勢圖判讀四題，包括趨勢描述與跨區比較。
對應目標：C1
資料來源：國際能源署《世界能源展望 2024》 趨勢圖
步驟 3｜散佈圖活動：人均 GDP vs 人均能源消費
各組取得六國（美國、中國、印度、德國、孟加拉、尼日）的人均國內生產毛額與人均能源消費數據，在坐標紙上定位並連線。全球人均一次能源消費約每人每年 22 兆瓦時，但高所得國家平均約 57 兆瓦時，低所得國家不到 5 兆瓦時；2024 年全球仍有約 6.6 億人無電可用，集中於撒哈拉以南非洲。引導學生從散佈圖中發現規律，討論「能源取得 × 經濟成長 × 碳排放」三角關係。
對應目標：C3
資料來源：Our World in Data — 能源統計 三角悖論圖
步驟 4｜論證寫作：能源消耗與碳排放的相關性（CER 格式）
提問：「能源消耗增加→碳排放增加」這個關係有多強？2024 年全球化石燃料二氧化碳排放預估達 374 億公噸，較 2023 年再增 0.8%，煤、石油、天然氣、水泥分別貢獻約 41%、32%、21%、4%。學生閱讀全球碳排放圖表，以主張—證據—推理（CER）格式書寫短答（120 字），論證能源消耗與碳排放的正相關。
對應目標：C2
資料來源：全球碳計畫（Global Carbon Project） 排放趨勢圖
步驟 5｜概念統整：能源 × 經濟 × 排放三角系統圖
教師導入「能源 × 經濟 × 排放三角」系統圖：三箭頭（能源消耗增加→經濟成長→更多能源需求）是正回饋，還是可以切斷？請學生標示哪個環節是「最可能改變的」，並預告下節將從個人家庭切入。 家庭任務：拍一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」。
對應目標：C3
評量 (A) 全球能源趨勢圖判讀四題（含趨勢描述、跨區比較）
(B) CER 短答：能源消耗與碳排放的相關性論證（120 字）

活動二｜從電表走回餐桌——家庭能源足跡與行為反思

步驟 1｜分享家庭電表數據
各組分享課前拍攝的家中電表照片與家人對話片段，統計全班「電費最痛點」前三名。教師引導：痛點背後是哪種電器在消耗？讓學生產生探索家庭用電結構的動機。
對應目標：S1
步驟 2｜家庭用電結構圖解讀
發下家庭用電結構圖：根據臺灣一般家庭用電估算，冷氣約佔家庭用電三成（29.57%），冰箱約一成二，電熱水器與照明各約一成（《家庭用電資訊百科 2024》），待機電力（電器在待命狀態仍消耗的電力，又稱「吸血鬼負載」）約佔總用電 7%–10%。學生用自己家的情境重新估算，計算若拔掉三個待機插頭，一年可節省多少電費、少排多少二氧化碳。
對應目標：S1
資料來源：經濟部能源署節能標章網 家庭用電結構圖
步驟 3｜個人能源消耗自評
發下「能源消耗自評表」，包含七個生活情境（冷氣溫度設定、熱水使用習慣、3C 待機、搭電梯還是走樓梯等），學生自評頻率與必要性，並填寫「家人可能會怎麼看這件事？」欄位。完成後書寫 150 字個人反思。
對應目標：S1 自評表
步驟 4｜節能對話演練
兩人一組進行角色扮演：「你如何說服家人把冷氣從攝氏 24 度調到 26-27 度？」每組準備三個論點（科學、經濟、情感各一），加上一個可能的反對理由及回應策略。演練後全班分享最有效的論點。
對應目標：B1
步驟 5｜一週家庭節能挑戰
發下「一週家庭節能挑戰紀錄表」（每日電表讀數、待機插頭拔了幾個、對話筆記），第三節結束前回收。班級推派一位「節能長」，蒐集全班家庭減量承諾，製作「我們班本月可減碳 __ 公斤」公告。
對應目標：B1
評量 (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）

活動三｜從實驗室到屋頂——再生能源與技術創新

步驟 1｜破迷思：太陽能板真的不環保嗎？
快問快答：「太陽能板製造是不是超級不環保？」揭曉事實：太陽光電的能源回收期通常為一至三年，壽命長達 25 至 30 年，全生命週期碳足跡約每度電 40-50 克二氧化碳當量，約為燃煤發電的十七分之一。
對應目標：C7
步驟 2｜LCOE 成本降幅解讀
展示 2010 年至 2023 年太陽光電均化能源成本下降約 90%、陸域風力下降約 70% 的趨勢圖（太陽光電約 2017–2018 年進入化石燃料發電成本區間，2023 年已低於化石燃料加權平均）。以「技術學習曲線」概念解釋成本下降原因（矽晶效率提升、量產規模擴大、供應鏈整合），讓學生理解「技術創新讓綠電比髒電更便宜」的機制。學生完成 LCOE 解讀題。
對應目標：C5
資料來源：國際再生能源機構《再生能源發電成本 2023》 LCOE 趨勢圖
步驟 3｜技術創新站點輪轉
設置四個學習站，每站 2.5 分鐘摘要：①太陽光電（矽晶→鈣鈦礦技術）②風力發電（陸域→離岸漂浮式）③儲能技術（鋰電→鈉離子電池）④不可再生能源創新（超超臨界燃煤、碳捕捉與封存技術）。學生完成再生能源與不可再生能源技術比較表（含效率、碳排強度、社會衝擊三欄）。
對應目標：C4C6 四站技術圖
步驟 4｜倫理兩難辯論
情境：某偏鄉計畫興建 100 百萬瓦地面型太陽光電場，可供三萬戶用電，但需砍除 20 公頃生態敏感林地。正反各三人辯論，其他同學記錄雙方論點。辯論後引導全班思考：誰有權決定？誰承擔後果？
對應目標：C7 兩難情境卡
步驟 5｜創新價值個人反思
個人書寫：「如果 10 年後我是一位工程師、設計師或政策制定者，我最想投入的能源創新是什麼？為什麼？」100 字以上。同時回收第二節的家庭挑戰紀錄表，並預告第四節的專題任務。
對應目標：S2
評量 (E) 再生能源 vs 不可再生能源技術比較表（含效率、碳排強度、社會衝擊）
(F) 倫理兩難辯論論證表（立場＋三個論點＋回應對方）

活動四｜打造我們的後碳生活——社區行動與治理參與

步驟 1｜時事接軌：能源創新新聞分享
學生輪流分享本週找到的一則能源創新新聞（課前剪報任務）。教師補充：臺灣 2023 年再生能源發電佔比約 9.5%，2025 年提高到 13.3%，但原訂「2025 年達到 20%」的政策目標已延到 2026 年 11 月。引導討論：承諾與執行之間的落差，誰來監督？
對應目標：S3
資料來源：經濟部能源署能源統計
步驟 2｜文化規範反思
小組討論：「為什麼家裡長輩比較不接受把冷氣調到 27 度，或在屋頂裝太陽光電板？」引導辨識文化與社會規範的三個層次：家庭觀念（舒適感認知）、鄰里觀感（怕被說怪）、法規限制（屋頂使用規定）。思考改變的切入點。
對應目標：S4
步驟 3｜社區能源創新地圖專題發表
各組事先盤點三項在地能源創新案例（如：離岸風電、地熱、儲能場、綠建築、社區共享太陽能等），以海報或簡報呈現，說明每項創新的技術特點、社會效益與減碳潛力。各組互評後，全班選出最具說服力的推廣方案。
對應目標：B2 社區創新地圖
步驟 4｜班級能源轉型宣言
全班共同起草「班級能源轉型宣言」：三項個人行動＋兩項家庭行動＋一項給學校或社區的建議（如向學校提案安裝屋頂光電、向里長建議節能路燈）。推派班級代表在週會或學生自治會議提出，啟動「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。
對應目標：B2S3 宣言模板
步驟 5｜後設認知收束
每位學生寫三句後設認知：①本單元我最意外的是⋯⋯②我仍不確定的是⋯⋯③我會改變的一個行為是⋯⋯。教師收集後用於下次備課改進。
對應目標：C7S4
評量 (G) 社區能源創新地圖專題（三項創新 × 技術＋社會＋減碳效益）
(H) 班級能源轉型宣言與學生代表提案稿
(I) 後設認知反思三句

全校本位學習（WSA）四面向整合

課程 Curriculum 四節課系統整合 13 條學習目標，連結聯合國永續發展目標 7（可負擔的潔淨能源）及目標 13（氣候行動），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 __ 公斤」公告，在校園形成可見的行動。
社區 Community 家庭對話任務、社區能源創新地圖、里長或家長座談，邀請在地綠能業者線上對談，拓展學習場域。
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，以及在地大學能源科系，進行資源鏈結與專業對話。

國際參考資源

數據引用來源