能源新未來：永續策略與實踐

【本書特色】
★從能源挑戰到轉型，實踐永續能源之路

1.地球困境：現代生活面臨的能源挑戰
書內從地球困境談起，闡述現代生活對於目前能源轉變所面臨的挑戰，並說明臺灣對於能源使用的現況及實務挑展。

2.能源轉型：邁向永續未來的解決方案
以科學所建議的數學模型來告訴讀者，如何建立決策基礎，該怎麼利用人工智慧來幫助技術革新，而最重要、也是翻轉未來的最佳解方，便是從教育入手，以創新手法培養永續專業人才。

3.實踐案例：永續能源的希望之路
書內更有大量且全方面的能源轉型案例，第三章以五大主題、九個臺灣正在發生的能源實踐與案例，包括：交通運輸、永續能源、電動車智慧聯網、人工智慧、高等教育的創新等，聚焦臺灣當下正在發生的能源現況。最後，更期許臺灣能夠邁向具韌性的能源轉型，迎接新的能源未來。

【內容簡介】
ESG 為什麼是下一個企業獲利公式？
永續不是「理想」，是「降低風險、提高競爭力」的策略工具。

─企業必備最強ESG工具書─

當永續成為生存關鍵，理解 ESG 就是企業的必修課。

由企業ESG永續長詹中原教授領導跨領域專家團隊，
共同解析企業 ESG 實務、策略推動與品牌價值提升之道。

★邁向淨零，不只是技術革新，
更是一場結合數據、智慧與人才系統轉型。

在淨零與永續前提下，能源必須更具轉型與韌性，面對全球對於能源需求的轉變，我們必須更新自己及大眾對於能源的認知和行動。書內結合數據及作者群多年的實務經驗，帶領讀者進入能源新未來。

★讓我們從永續出發，實踐能源新未來。
真正推動能源轉型的關鍵，不只是技術革新，而是未來世代是否具備系統性思考與行動能力。從電力到交通，從數據到智慧，從創新到培育，這是一場理性決策與跨域合作的永續實驗。

★研究與實務並重，以數據打造能源轉型藍圖
書內結合研究與實務，聚焦五大主軸，包括：交通運輸、永續能源、電動車智慧聯網、人工智慧、高等教育的創新等五大主題，揭示如何以數據為基礎，擘劃能源轉型藍圖，啟動更具韌性與智慧的淨零行動。

★全方位永續能源策略，能源未來不可或缺的書籍
如果你是：
☑對臺灣永續能源未來感到好奇，希望能從中看見能源與生活的連結；
☑正面對減碳壓力的企業經營者，從中獲得一些具體的做法與靈感；
☑身處政策第一線的制度推動者，願意從我們這個學研團隊的視角；
本書絕對能帶領你找到真實的反思與啟發。

★NextDrive聯齊科技執行長 顏哲淵 專文推薦！

★本書為「永續ESG經營管理策略叢書」系列叢書第四本，以能源轉型為主題，暢談如何以能源作為底蘊，實踐永續ESG策略與目標。

謝依芸（I-Yun Lisa Hsieh）
現任國立臺灣大學土木工程系副教授。
麻省理工學院化學工程博士，臺大化工與財金雙學士。研究專長涵蓋能源系統管理、智慧低碳電網、電動與氫能交通與淨零排放策略，曾兩度獲頒臺大拔萃學者獎，並榮獲教學優良獎，致力推動永續能源轉型與跨域人才培育。

譚竣文(Jason Tam）
現任臺大能源經濟環境跨領域研究中心（E3 Center）專案經理，負責能源與永續專案規劃與研究成果商轉化，參與AI能源管理系統開發與綠色工程人才培育計畫。碩士畢業於國立臺灣大學土木工程系電輔組，過往專注於電動車充電成本研究，並曾以結合生成式AI與綠氫成本模型專案，獲2024 Ørsted 永續創新加速器卓越獎。

能源轉型，不只是技術的問題
談到能源轉型，你可能會想到：電從哪裡來？未來要靠太陽能還是風力？有沒有什麼新科技可以解決缺電或碳排問題？這些確實是我們必須面對的重要課題。但在這幾年的研究與教學中，我們也逐漸意識到，臺灣社會對能源轉型的討論往往集中在技術層面，卻較少關注背後更根本的制度條件、經濟結構的調整，甚至教育與人才培養的長期布局。
這也是我們撰寫《能源新未來：永續策略與實踐》這本書的起點。
能源轉型是一個高度複雜的社會工程，不只是技術的升級，更牽涉到跨部門協調、多方利害關係人的對話，還有調整生活習慣與文化觀念的轉變。作為跨領域學者，我們希望提供一個不同的視角，邀請讀者從政策制定者、企業經營者到日常使用者的角色出發，重新認識能源轉型過程中所面對的種種現實挑戰與抉擇。
本書圍繞五大主題、九個案例，聚焦臺灣當下正在發生的能源實踐。我們從電動車政策談起，分析其如何牽動運輸系統與電力部門的碳排放；也探討物流業在面對去碳化壓力下的中短期因應策略。離岸風電與綠氫技術的結合、電動機車在不同商業模式下的總擁有成本與碳效益、車聯網（V2X）在建築與城市能源管理中的應用等，這些案例都希望打破「能源就是發電」這類過於簡化的刻板印象，帶出能源轉型背後更為複雜的系統性牽動。
我們也分享人工智慧如何預測太陽能發電，使其在面對天氣不穩定時，仍能有效參與電力調度；最後，更回到教育現場，談談我們這幾年在課程設計與跨領域教學上的嘗試。因為我們始終相信：真正推動能源轉型的關鍵，不只是技術本身，而是未來世代是否擁有足夠的系統性思考與行動能力，去理解、回應並引導這個轉變。
這本書的完成，其實也是我們自己走過的一段路。過去這五年來，我們持續累積智慧能源系統與永續轉型策略的研究成果，也參與了多場與公部門、產業界的實務合作。在一次次與不同領域夥伴的對話中，我們學會用對方的語言溝通、用團隊的視角整合。這本書，便是我們把這些學術思考與現場經驗轉化為更貼近大眾的嘗試，期待讓更多人有機會參與、理解，甚至共同形塑這場關鍵的社會變革。
我們想像這本書會被三種人翻開：第一，是對臺灣永續能源未來感到好奇的你，希望能從中看見能源與生活的連結；第二，是正面對減碳壓力的企業經營者，從中獲得一些具體的做法與靈感；第三，是身處政策第一線的制度推動者，願意從我們這個學研團隊的視角，找到一些真實的反思與啟發。
我們當然不敢說這本書能回答所有問題。但如果它能讓你在思考能源時，多一些角度、多一點討論空間，那就已經非常值得了。謝謝你願意翻開這本書，和我們一起想像、一起走向屬於我們的「能源新未來」。

Chapter1　地球困境：現代生活面臨的能源挑戰/019
　前言/020
　臺灣的能源轉型/042
　臺灣的實務挑戰/051

Chapter2　能源轉型：邁向永續未來的解決方案/073
　數學模型建立決策基礎/076
　人工智慧幫助技術革新/094
　創新教育，培養永續專業人才/104

Chapter3　實踐案例：永續能源的希望之路/117
　主題1：道路運輸的淨零轉型策略/119
　主題2：永續能源成本效益分析/138
　主題3：電動車智慧聯網能源解決方案/155
　主題4：人工智慧在永續能源的應用/173
　主題5：高等教育在永續能源的創新/183
　總結與前瞻：邁向具韌性的能源轉型/193

前言
自工業革命以來，煤炭、石油和天然氣等化石燃料不僅重塑了經濟結構，也深刻改變了人類的社會和生活方式。然而，這些燃料的高碳排放和污染問題對地球生態和人類健康造成了嚴重影響，引發了氣候變遷、空氣污染、水源破壞和資源競爭等一系列危機。
面對這些挑戰，全球已達成共識，必須進行能源轉型，逐步減少依賴化石燃料，轉向低碳或零碳的永續能源。

兩面刃，化石燃料帶來繁榮與危機
在工業革命開始以來，在短短幾個世紀內，化石燃料幾乎推動文明進步的核心力量。煤炭、石油和天然氣不僅重塑了經濟結構，也深刻地改變了人類的社會和生活方式，可以說是文明的推手。

煤炭：工業革命的起點
18 世紀後期，隨著蒸汽機的發明，煤炭推動了第一次工業革命，讓英國、歐洲大陸以及後來的美國成為全球經濟的領導者。使用煤炭不僅帶動經濟發展，也塑造了都市化進程，大量勞動力從農村湧入城市，工業中心迅速崛起。倫敦、曼徹斯特等大城市因燃燒煤炭所供應的能源而成為工業文明的代表，這些城市的工廠機械運轉聲成為那個時代的象徵。

石油：20 世紀的能源霸主
19 世紀末，隨著開採技術成熟，石油迅速崛起，成為20 世紀重要的能源之一，被稱為液體黃金。多樣性用途和高能量效率是它的優勢。除了作為燃料推動內燃機，它還是化工行業的基礎，可供生產塑膠、合成纖維和化肥等產品。
汽車的大眾化將石油的應用推向新高峰。20 世紀初，亨利•福特（Henry Ford, 1863-1947）引入流水生產線，使得汽車從少數人的奢侈品變成了大規模生產的商品。隨著汽車普及，石油成為了全球工業、農業和交通運輸的生命線，將人類的移動範圍和經濟效率推向了前所未有的高峰。在全球範圍內，石油不僅推動經濟，也成為地緣政治的關鍵因素。從中東的沙漠油田到美洲的深海油井，開採和運輸石油構築了龐大的國際能源市場，將世界經濟緊密地連結在一起。

天然氣：現代能源的標誌
作為化石燃料家族成員，天然氣的應用雖然晚於煤炭和石油，但由於其燃燒更清潔且效率更高的特性，它的地位在現代能源體系中不可或缺。自20 世紀中期以來，天然氣逐步取代煤炭，成為家庭中的暖氣、烹飪，甚至是發電的首選。液化天然氣技術進步，使其運輸更為便捷，能夠跨越重洋供應到全球各地。如今廣泛的天然氣管網已覆蓋歐洲、美國和亞洲多個重要地區，天然氣已成為工業發展和城市生活的基礎設施。

傳統能源帶來繁榮的光與影
從煤炭的早期應用到石油和天然氣的全面普及，傳統能源不僅推動了技術進步和經濟繁榮，也深刻塑造了社會文化與生活方式。例如，現代都市的形成歷程無法離開化石燃料，從電燈、暖氣到大眾交通工具，這些能源讓城市生活變得更加高效和便利。
更重要的是，化石燃料為人類提供了高密度且易於儲存的能量，使得全球化成為可能。無論是飛機跨越大西洋，還是貨輪穿梭於太平洋，化石燃料都是支撐全球貿易和人類交流的無形力量。然而，在這繁榮與便利的「光」背後，化石燃料的「影」也逐漸浮現。傳統能源從開採到加工，再到燃燒使用，都嚴重影響地球環境。空氣、水源和土壤的污染，以及大量排放二氧化碳（Carbon dioxide, CO2）等溫室氣體等問題，正為人類的永續發展埋下重重隱憂。

氣候危機：溫室氣體排放
廣泛使用煤炭、石油和天然氣等傳統能源，雖然促進了人類社會經濟和文明的發展，卻也導致地球氣候正在以不容忽視的速度發生變化。這些變化的根本原因，在於這些能源燃燒過程中釋放出大量溫室氣體，特別是二氧化碳。這些氣體一旦釋放到大氣層，就如同厚重的棉被，阻擋熱量消散至太空，並反射部分熱能回到地表，造成熱量累積，使得地表溫度上升，進一步加劇地球的溫室效應，從而加速了氣候變暖，引發了氣候危機。
在工業革命之前，大氣中的二氧化碳濃度相對穩定，維持在大約280ppm。但隨著大量使用化石燃料，此數值迅速攀升。如今，二氧化碳濃度已經突破了400ppm，並持續上升，科學家普遍認為這與人類活動息息相關。大量排放溫室氣體導致全球氣溫不斷上升，極地冰蓋逐漸融化，海平面不斷上升，極端天氣事件如颱風、乾旱和洪水的發生頻率也在增加。這些現象不是單一的，它們相互影響，對地球的生態系統和人類社會產生了巨大壓力。此外，氣候變暖還威脅到全球糧食安全，高溫和極端天氣條件嚴重影響農作物生長，對依賴農業的地區造成致命打擊。同時，海洋溫度升高和酸化正在破壞海洋生態系統平衡，影響漁業資源。對於居住在低窪地區的數百萬人來說，海平面上升意味著其居住地被水淹沒的風險日益增大。

環境污染：地球沉默的抗議
使用傳統能源不僅影響氣候變化層面，更深刻地滲透到我們日常依賴的空氣、水源和土壤中。燃煤電廠和汽車排放釋放出含有懸浮微粒（Particulate Matter, PM2.5）、二氧化硫（Sulfur Dioxide, SO2）和氮氧化物（Nitrogen Oxides,NOx）的煙霧，這些污染物顯著降低了空氣品質。根據世界衛生組織的報告，空氣污染是全球最嚴重的健康威脅之一，每年導致數百萬人提前死亡，並引發如呼吸系統疾病、心血管疾病和癌症等長期健康問題。在城市地區，懸浮微粒對老人、兒童和其他弱勢群體的健康影響尤為嚴重。