杜風 60 期 特別報導

節能減碳科技土木領域人才培育研究

賴正義

國立臺灣科技大學 專案教授級專家

節能減碳世紀土木領域人才培育之新思維

面對國際上能源價格之波動及供應安全、京都議定書生效對溫室氣體減量的壓力、高能源價格的趨勢、傳統能源耗竭尋求替代能源的日益迫切等課題,我國採取與世界各國相似的因應之道,即減少化石燃料使用量、使用較乾淨能源、開發新與再生能源、鼓勵節約能源等措施,積極進行再生能源與節約能源技術之發展。節能減碳工作並非短期執行即可坐收成果的活動,對於缺乏能源的我國而言,為求競爭力的維繫,政府各部會及機關已積極推動節能減碳活動,也積極推動能源科技人才培育與培訓計畫。自2000年起經濟部積極推動再生能源、新能源以及節約能源的研發工作,例如辦理「能源科技研究中心推動計畫」,運用學界能量,擴大能源科技團隊,以提昇研發績效,截至目前已補助國內多所大專校院設立不同能源技術之中心,如燃料電池中心、能源與資源研究中心、能源產業科技策略研究中心、能源科技研究中心、海洋能科技研究中心、LED照明技術研究中心、太陽光電技術研究中心等。

2009年我國開始推動能源國家型計畫,規劃主軸為能源科技政策、能源計畫、節能減碳、人才培育及輔導等四項,期能達成能源、環保與經濟三贏之政策目標。教育部依據能源國家型計畫之重點規劃項目及國內產業發展方向,以太陽光電、風能、生質能、海洋能、儲能、照明、建築節能、運輸節能、工業節能及能源經濟管理等十項特色主題領域,自2010年陸續在全國補助大專校院成立9個大專能源科技人才培育資源中心。其目標為結合夥伴學校,串聯合作資源形成區域聯盟,除能源通識教育推廣外,強調其能源領域發展專精特色,並建立特色教學實驗室,配合資源中心聯盟之專業課程及實作訓練,規劃實作及實驗相關課程,加強學生能源科技實務能力。並推動大專校院相關能源及節能減碳通識課程,提升非能源領域學生之能源素養,將其概念擴展至各專業領域,包括理工、政策、經濟、管理及法律等面向,強化基礎跨領域人才培育。

此外,經濟部能源局為了善用民間力量,協助政府推動節能減碳工作,並提供民間直接參與落實節能減碳活動之機會,辦理節能減碳規劃及技術人員培訓計畫。自2010年9月起,以一年時間,在全國各地及非政府組織召募1,000名以上人員進行培訓,以成為節能減碳規劃及技術之專業人員,以推廣節約能源規劃措施及技術至家庭、社區、學校、企業及社團,期能藉由該計畫之執行,培育規劃及技術人員、推動節能減碳教育,有效達成節能減碳、提升生活素養等計畫目標。

節能減碳科技為一技術融合的學科,亟需各領域人才投入,由於節能減碳科技的發展需要開發新的製程與產品,此與機電、化工技術有關,因此,目前國內大專院校參與節能減碳科技發展的工程科系所幾以機電、化工為主。土木為一切建設與開發的基礎,與節能減碳科技的發展息息相關。以往許多土木人力曾參與國內水力發電、油氣開採、火力發電與核能發電等能源工程,遺憾的是,我國當前土木人力資源甚少投入節能減碳領域,此不僅限制了土木人力資源的多元發展,也不利於國內節能減碳科技在基礎建設方面的發展。若能將傳統的土木技術結合至新興熱門的節能減碳領域,將有利於提升節能減碳土建相關技術水準以及土建設施的品質與壽命。另一方面,土木工程常屬大型長期的工程,往往需投入許多高耗能材料與機具,以材料生產的過程來說,全國建築材料工業每年排放的CO2達數千萬噸以上,已成為地球溫室效應的主要因素之一。因此,土木工程於材料開採、材料生產、施工、使用、維護、拆除等生命週期中會耗用巨量的能源與資源,土木人員若能具有正確的節能減碳知能,應用於工程規劃與設計上,將可避免無謂的能資源損耗。

國科會科學教育處於2011年也規劃推動國科會能源國家型科技人才培育計畫,鼓勵跨系、跨院或跨校之研究團隊與中小學或其他相關機關團體進行策略聯盟,提出研究期間至多三年之單一整合型研究計畫,讓國民對於各類能源科技的發展有基本的認識,並進一步培育未來能源科技發展所需之人才。臺灣科技大學籌組團隊申請計畫經費之補助,為與上述經濟部、教育部等政府部會已進行之計畫有所區隔,故不再以單一能源技術做為推動之主軸,也不從事困難度較高的跨領域人才培育,而從多元節能減碳技術以及土木單一領域人才培育著手。

節能減碳科技土木領域人才培育之進行

節能減碳技術土木領域人才培育研究計畫之執行期間為2011年4月至2014年3月,基於計畫執行時間有限,無法探討國科會土木學門所包含的所有專長,研究團隊僅先以土木學門中的土木與營建科系所做為本計畫的探討對象,並選定有地利之便的臺灣科技大學與中華科技大學等2所技職大學做為試辦學校,並結合中國文化大學教育學院,進行跨校跨領域研發能量之整合。另外研究團隊為有效率地進行培育研究,將研究分為一項總計畫與四項子計畫,相關架構如圖1所示,其中各項計畫之執行方式與分工如下:

 

圖1 節能減碳科技土木領域人才培育研究計畫架構

 

總計畫:節能減碳科技土木領域人才培育研究

總計畫由臺灣科技大學研發處辦理,主要工作內容包括:(1) 建立外部專家顧問團;(2) 與各子計畫進行定期與不定期討論;(3) 支援各子計畫之進行;(4) 辦理論壇;(5) 執行國科會交辦事項;(6) 規劃後續發展方案。

子計畫1:種子教師與志工培訓

子計畫1由臺灣科技大學營建系執行,主要工作內容包括:(1) 我國既有節能減碳科技人才培育計畫分析;(2) 國內外土木課程分析;(3) 國內土木研究現況分析;(4) 協助辦理臺科大營建系節能減碳課程規劃;(5) 辦理臺科大營建系節能減碳融入式課程;(6) 辦理土木科系節能減碳種子教師培訓;(7) 辦理土木人員節能減碳志工培訓;(8) 辦理臺科大土木從業人員節能減碳推廣教育;(9) 辦理土木從業人員節能減碳研習會;(10) 協助辦理臺科大營建系節能減碳課程實施評鑑;(11) 協助辦理臺科大營建系志工培訓與推廣教育實施評鑑。

子計畫2:資訊平台與活動推動

子計畫2由中華科技大學土木系執行,主要工作內容為:(1) 國內土木人員就業現況分析、(2) 國內土木產業發展趨勢分析、(3) 協助辦理中華科大土木系節能減碳課程規劃、(4) 計畫資訊平台建立與維護、(5) 辦理中華科大土木系節能減碳融入式課程、(6) 協助辦理中華科大土木系節能減碳課程實施評鑑、(7) 辦理與土木人員有關之節能減碳競賽、(8) 辦理與土木人員有關之節能減碳活動、(9) 協助辦理中華科大土木系節能減碳競賽與活動評鑑。

子計畫3:節能減碳科技與土木關聯性分析

子計畫3由臺灣科技大學研發處執行,主要工作內容為:(1) 國內外節能減碳課程分析、(2) 國內節能減碳從業人才專業分析、(3) 節能減碳項目與內容分析、(4) 節能減碳科技中土木人力可參與項目分析、(5) 土木工程生命週期系統融入節能減碳知能之探討、(6) 節能減碳課程規劃、(7) 節能減碳融入式課程教材內容編訂、(8) 節能減碳志工教材內容編訂、(9) 土木科系節能減碳種子教師培訓教材內容編訂、(10) 土木人員節能減碳推廣教育教材內容編訂。

子計畫4:教材與活動之設計與評鑑

子計畫4由中國文化大學教育系執行,主要工作內容為:(1) 節能減碳科技土木領域人才核心能立指標之建立、(2) 節能減碳融入式課程教材與教具設計、(3) 節能減碳課程實施評鑑、(4) 節能減碳活動設計、(5) 節能減碳志工教材設計、(6) 土木人員節能減碳推廣教育教材設計、(7) 節能減碳活動實施評鑑、(8) 台北縣市大專校院土木科系師生從事節能減碳研發與工作之意願調查、(9) 計畫成果評估機制建立。

節能減碳科技土木領域人才培育之成果

此培育研究計畫各項計畫第一年之主要執行成果簡述於下:

總計畫為宣導及推廣土木工程技術應用於節能減碳科技發展之可行性與二者間之關聯性,乃於2012年5月辦理「2012節能減碳世紀土木領域技術應用新思維論壇(一)」,邀請國內外專家學者與會進行專題演講及討論,相關成果亦透過臺灣大學第56期杜風電子報、行政院公共工程委員會7月專題演講等管道加以擴散。相關活動照片如圖2所示。

 

圖2 2012節能減碳世紀土木領域技術應用新思維論壇(一)


子計畫1已規劃完成於臺灣科技大學營建系進行融入式課程之篩選機制,如圖3所示,亦將於101年度上學期在臺灣科技大學營建系開辦融入式課程,如表1所示,以培養營建系所師生的相關素養,擴大其教學、研究、學習與就業範圍。

 

圖3 節能減碳融入臺科大營建系課程之篩選機制

 

表1  101年度上學期於臺科大營建系開設之融入式課程


子計畫2為宣導與推廣節能減碳與土木之相關活動訊息與研究成果,已完成資訊平台網站,並已申請專屬之網域名稱,現已陸續將研究成果與活動資訊放置與網站上,且為提高網站能見度,亦與國科會計畫網站相互聯結,本計畫網站網址為http://www.civilenergy.org.tw/ ,相關網頁如圖4所示。

 

圖4 營建產業節能科技教育應用技術資源網

 

子計畫3透過文獻分析、專家座談、研討會、論壇等方式,已初步分析出土木工程技術可應用於節能減碳科技發展之項目,如表2所示,並考量我國未來具發展潛力的自主能源,已編撰土木工程技術應用於離岸風力發電、碳封存、深層地熱,以及碳足跡應用於土木工程等輔助性教學文件,可應用於子計畫1及子計畫3的融入式教學與種子教師培訓等課程上。

 

表2 土木工程技術可應用於節能減碳科技發展之項目


子計畫4為有效實踐此計畫規劃之課程設計,藉由歷次的計畫工作會議,與進行相關文獻之整理分析,並歷經四次之專家座談與進行相關問卷調查,且經充分討論與排序後,建構出17項之「能源科技土木人才核心能力指標」,如表3所示,將應用於子計畫1及子計畫3的融入式教學與種子教師培訓等課程上。

 

表3  能源科技土木人才核心能力指標

節能減碳科技土木領域人才培育之展望

節能減碳技術土木領域人才培育研究計畫將於100年4月至103年3月明確釐清土木人員可參與之節能減碳科技項目、節能減碳知能可融入土木工程生命週期系統之方式,並發展出系列專業課程與培訓推廣課程,以及人才培育之永續性規劃。如果計畫成果顯著,未來將再以上述之成果為基礎,全面推廣至全國高職與大專院校的土木相關科系所,除可擴大土木系所師生的教學、研究與學習範圍以及土木從業人員的就業範圍外,亦可促使土木未來結合環保、能源、社會等跨領域議題,從單純的工程技術演變至科技、人文的整合系統。此計畫所採用之從多元節能減碳技術以及單一領域人才培育著手的研究方式,未來也可以做為其他科系從事類似研究的有用參考。

 

 

 

 

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