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| 摘要： |
| 讓同學分析產品製造會用到的能源，並指出丟棄物品與能源以外的替代方法( 減量，重覆使用，回收)。 |
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| 年級程度： |
| 五年級∼十二年級) |
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| 領域： |
| 家庭生活與消費者教育，科學(環境)，社會科，科技教育。 |
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| 場地： |
| 教室 |
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| 時間： |
準備時間：1至2小時
活動時間：一周 |
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| 關鍵字彙： |
| 具體能源， 位能， 回收，減量，再利用，固體廢棄物，儲能 |
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| 主要概念領域： |
•環境品質
•能源使用的管理 |
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| 準備事項： |
| 本活動分成兩部分。第二部分有三個跟能源與廢棄物管理(減量，再利用，回收)相關的活動。依班級讓同學參與一部分，全部，或是任意組合。若時間許可，讓同學記錄他們在一天或一周的時間內所丟棄的東西， 把記錄帶到班上來。(見開始) |
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| 學習目標 |
學生能夠
•解釋能源消費包含他們使用的產品與物資(PartI)；
•提出一套計畫，說明如何藉著減少、重覆使用或回收平常會丟棄的東西來節約能源(Part II)。
基本原理：
一般人通常會忽視產品的開發、運送與行銷所耗用的能源，沒注意到這也是能源消費的一部分。讓同學得知這些「隱藏性」能源使用，去探討如何減少使用這些產品造成的廢棄物，可讓他們看到節約能源的另一面。 |
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| 背景說明 |
身為消費者與世界公民，我們應該知道能源在整個環境，以及我們所處的工業社會中，如何循環流動。不管是一棵樹或一個人，都要靠能源來維繫生命；人類 製造的東西，比如說鉛筆，飛機，學校午餐袋，電視機等，也都要用到能源來生產或使用。
製造或運送產品所需的總能源量稱為具體能源 (embodied energy)。舉例來說，用引擎啟動蒸氣挖土機開採金屬，耗用的能源形式是汽油；砍樹會用到的工具，不管是用手還是用機器，都會用到能量；把含 金屬的礦砂送到提煉廠的運送過程，或是鋸一棵樹， 都要靠能源來發動機器。加工過的金屬和木材，混合其它材料做成完成品，需要更多能源來支持。所有這些過程用到的能源，都只能用一次，用完就沒有了。
貨物即使製造完成，也得用到能源。它的包裝、配送給零售商、販賣，再依據貨物的性質與用途，都要使用能源，消費者也需要能源來使用這些產品。最後，把這樣東西丟掉，依然少不了能源。
1998年度臺灣地區平均每日垃圾清運量2萬4,330公噸，與1997年度相當，較十年前增加逾五成；因推行垃圾減量及資源回收，垃圾成長已漸獲控制，平均每人每日垃圾量連續四年維持在1.14公斤；與先進國家相較，低於1997年美國1.97公 斤、法國1.62公斤，高於德、日、韓之1.10公斤。
身在台灣，我們幾乎什麼都丟，小從牙膏管到老舊電視機，剩飯到塑膠牛奶罐， 果凍盒到紙張，應有盡有。如果把家裏所有丟棄的東西堆起來，包括從店裏買的和在餐廳裏吃的。台灣地區產生之廢棄物，其中資源垃圾約佔百分之四十；1998 年台灣每人每天丟掉的固體廢棄物重達1.14公斤，每日回收量只0.18463有公斤。 如果把剩下的0.956公斤乘上一年365天，再乘上台灣總人口數，會發現台灣居民每年丟掉超過802,033.1萬噸的東西!
東西被丟棄，表示產品的能源流動之路到了盡題。用來製造產品的具體能源此時便成為廢熱，再也無法使用。正因為如此，我們必須想辦法減少花在產品上的具體能源，讓省下來的能源用在其它用途。除此之外，我們也應該考慮到儲存在產品中的能源。木材，塑膠(石油產品)以及玻璃等產品的化學鍵內，都儲存著能源。
那麼，垃圾除了送到掩埋場之外，還能做什麼？最常見的作法是減少我們產生的垃圾量，稱為三R(Reduce減量、Reuse重覆使用、Recycle回收)。關於三R其它資料，可以參考學生手冊。有些東西可以三R，不過有些東西只能用一次，用完後就必須進行掩埋或焚燒，像是注射器等醫療廢棄物。
台灣的資源回收機構可劃分為三大種類，分別政府機構、民間回收商、民間處理業者，政府機構中依管理層面依續由環保署至各縣市清潔隊等，民間回收商則以回收物品為分類依據，如廢乾電池、廢潤滑油、廢日光燈等，民間處理業者之分類依據類民間回收商，此網站具各廢棄物回收站詳細資料提供各位參考： http://61.30.11.73/epaline/epa_serch/index_serch.htm。
有些處理的方法是途徑包括將固體廢棄物，特別是內含化學能的東西，轉變為燃料來源。例如：台灣高雄市青埔垃圾掩埋場之沼氣發電、台糖之生質酒精以農業廢棄物為原料等。
焚燒廢棄物所產生的熱氣可做發電之用。每噸固體廢棄物相當於265 公升汽油的能量，足夠駕著一輛小車1600CC的福特汽車(一公升約可行駛10公里）繞台灣2.8圈 （相當於從美國東岸開到西岸的距離）。然而，廢棄物燃燒常會排出有毒物質， 燃燒後的灰燼也含毒素。垃圾焚燒另外一項主要缺點，就是最易燃的東西，或是含有最多能量的東西(如紙，塑膠)，其實是重覆使用和資源回收的最佳材質，如果有做到的話，可省下更多具體能源，比焚燒釋放儲能具備更高的利用價值。
台灣在民國1988年11月11日通過「廢棄物清理法」，就性質而言，指物品或其包裝、容器經食用或使用後成為一般廢棄物而足以產生下列性質之一者：(1)不易 清除、處理，(2)含長期不易腐化之成分，(3)含有害物質之成分。這些物品之製造、輸入、販賣業者應負責回收清除處理。禁止某些廢棄物用掩埋的方式處理，要求各社區開始進行有效的回收計畫。
1989年6月16日公布，「廢寶特瓶回收清除處理辦法」。
1991年8月30日，陸續公布廢輪胎、環境衛生用藥廢容器、廢鋁罐、廢鐵罐、含水 銀廢電池、蓄鉛電池、農藥廢容器、發泡塑膠廢容器、廢日光燈管等十種廢棄物回收清除處理辦法，按年公告逐步進行回收。
1994年4月15日，公布「廢一般容器回收清除處理辦法」，其中第二條規定，廢一 般容器是指「以鋁、鐵、紙、玻璃、鋁箔、塑膠或其他經中央主管機關公告之單 一或複合材質製成，用以裝填可供食用或使用之物質之容器」。
1995年10月底，環保署完成「資源回收再利用法」草案初稿，但於1999年2月通過資源回收利用法
1998年台灣都市固體廢棄物的三R比例超過5.8%(以重量計) 。這些措施使得掩埋場需求空間降低，達到節約能源的效果，同時也向製造商和廢棄物處理公司證明消費者對於保存資源留給下一代的重視。 |
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| 教學流程 |
引起動機：
1.打開汽水罐，喝口汽水，要同學說出剛才的動作用到能源的方式。如果同學沒提到鋁罐和內容物，這時就帶出具體能源(產品製造與運送所需的總能源)的概念，像學生解釋，生產鋁所需耗用的大量能源(約98,000Btu/磅)。(見鋁的生產)
2.問同學喝完鋁罐飲料後通常怎麼處理。
3.有些同學會回答回收，有些會說直接丟掉(尤其是沒有資源回收桶時)。
4.鼓勵同學回想一下在一天或一個禮拜當中丟掉的東西，用一張表(見最常丟棄物 品表)來分類被丟棄的東西(分類項目最好超過一種)。
進行步驟：
PartI–具體能源
1.和同學分享台灣垃圾相關的統計數據(見背景)，討論能源和固體廢棄物的關聯。
強調以下觀念：
•任何物品的製造一定需要能源(具體能源)
•買了東西後，如果不善加使用或任意丟棄，原先製造此物的能源就會全部浪費掉
•很多東西有儲能(化學能)，如果送到掩埋場就再也不能應用。
2.將班上同學分小組，每組從最常丟棄物品表選一項產品(或包裝)來進行分析討論(見開始)。最好讓同學選一項當地製造的物品，比如；雲林北港的花生油； 雲林西螺的醬油、濁水米；關廟的鳳梨；高雄燕巢的芭樂；花蓮瑞穗的牛奶、 花蓮銀川的銀川米等等。
3.讓同學根據所選的產品整理成一份報告，內容應關於：
•製造階段用到的原料(鼓勵學生較量思考與討論)
•產品製造的流程以及製造時所用到的能源資源(具體能源)
•說明存在產品化學鍵中的位能 |
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| 鋁的生產 |
鋁的生產步驟中，那些有能源的投入？(全部！)鋁的原料是鋁土礦，台灣本身不產鋁土，台灣的鋁進口自新加坡、印尼。（美國的鋁有99%是進口的，大部分來自澳洲，牙買加和幾內亞等國。）多數的鋁土礦屬於露天礦，開採時會先把露天礦區表面的植被、岩石和土壤清除，鋁礦採出後再集中到加工處理廠。
加工處理廠內，機器將礦泥壓碎成小塊，用熱氣將內含的水分烘乾，再把礦送到煉鋁廠，這個階段會產生一種稱為紅土(red mud)的廢土。鋁土礦在煉鋁廠經過好幾道化學反應手續，煉成礬土粉末，過程當中會產生紅土，是由矽，氧化鐵和其它來自鋁土礦的一些雜質組成。鋁土礦的處理加工過程會產生大量的紅土，在目前毫無用處可言。紅土還會污染水與其它環境資源，必需隔離處理。
在精煉工廠內，要把白色礬土粉末熔化。首先，礬土在裝滿高熱鹽水的大鋼鍋熔解，第二步是把鋼鍋接上電流，電解反應使鋁沉澱在鍋底，再被取出。
就是這個過程讓鋁的生產極度耗電。
為使質地更為堅硬，熔解的鋁通常會和其它金屬和元素化合，再倒入模型內做成大型的長形鋁鑄厚片，重達20噸(18,144公斤)，若做成較小的鋁磚，每塊是4磅(1.8公 斤)
鋁鑄厚片要再熔化才能做成各種產品。大塊的鋁鑄厚片通常被做成不同厚度的薄片，以配合最終產品的規格，如鋁箔紙，飛機和飲料罐等。小塊的鋁也要經過熔化和鑄型手續，做成茶壺，汽車或其它產品。
請參閱學生手冊：鋁製品製作過程：原料vs回收料。 |
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•跟物品丟棄相關的能源問題(應提到具體能源和儲能)
•貨品生產如何影響環境(非必須)
可依據實際知識，背景閱讀，或接觸、拜訪製造商，取得更多製造過程的資訊來做出報告。
Part II – 廢棄物管理達到節能目標
1.讓同學參與下列活動的任一項或數項，知道東西不丟掉的替代方案，被通稱為三 R ((Reduce減量、Reuse重覆使用、Recycle回收)：
•減少家戶垃圾：減量
•用一次不夠：重覆使用
•垃圾變黃金：資源回收
2.讓同學知道那些途徑可做為處置物品的替代方式(他們也可提出其它的想法，包括不購買，焚燒，掩埋等等)。引導同學針對每項替代法進行評估，並根據評估 結果做出選擇。決策方格也許可以幫助同學做出結論(可參考附錄“決策模式 —分析工具”(A Decision-Maker Model – A Tool for Analysis)。 |
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| 結語： |
| 每一組以用到的能源為主題，報告他們選定的物品如何製作與使用。每組要討論物品的開發與最終處置，如何和能源產生關聯。討論後要報告選定的丟棄替代方案(如果選擇掩埋，則不是替代方案)。報告的重點要強調他們的決定如何達到節 約能源的目標。 |
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| 評量 |
形成性：
•同學能否說明能源使用，謹慎購買和廢棄物處理的關聯呢? (Part I)
• 同學能否提供實例，說明家庭廢棄物如何減量，重覆使用與回收再利用?(Part II)
總結性：
拋出問題，請全班同學提出解決廢棄物問題的計畫。限制紙張的使用與丟棄量是最易達成的。計畫應提到造紙耗用多少能源(原始能源和回收能源)。每項提案都應強調行動的產生和節省能源的直接因果。 |
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| 延伸課程 |
| 讓學生們向他人宣導有關燃料燃燒與空氣污染的關聯性，建議學生設計宣傳海報，內容可包括空氣污染物、其污染源，與各種不良的影響；並與大家分享如何藉由能源使用的管理達到減少空氣污染的相關資訊。 |
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| 【補充資料】 |
1.減少家戶垃圾：減量解決固體廢棄物問題，會提到三R之一“減量”。減量本質上就是少一點垃圾。從消費者的角度，其實有很多種方式減少垃圾製造量，慎選採購物品就是其中之一。(見用一次不夠：重覆使用)
消費者減少垃圾量的方式之一，就是不買過度包裝的物品。我們丟棄的物品當中，有一大部分(約35%)是包裝。包裝有其用處，除了減少物品的毀損，也可做為內容物的保存、整理與贈送，只是有時會過度包裝(比如同時用塑膠和紙多層包裝，小東西用大容器，單人量集中包裝)。產品不管是製造或包裝都需要能源，所以許多公司都在改進包裝作業，為節約能源做努力。
消費者也可主動聯絡產品製造商，說服他們生產過程少用能源，比如製造產品或包裝時，減少步驟或是所使用的材料，就會減少製造與運送原料時使用的能源。換句話說，產品的具體能源會因此而減少。
時間與金錢的節省是很多產業致力提昇製造率的主要理由。能源用得少，要付的能源帳單就少。由於能源價格日趨高漲，節能尤其重要。紙張製造就是企業在能源使用上成功減量的例子。造紙業從1972年開始，生產每噸紙所耗用的能源已經降低27%。
【實例說明】
請同學從家裏帶各種食物包裝容器來學校，讓大家先依主要材質(如玻璃、鋁、 鐵、紙等)分類。包裝盒材質如果超過一種(如硬紙板與塑膠)，把包裝盒拆開分別 歸類。注意事項：請同學戴上防護手套或使用剪刀。
•引導學生秤每件包裝容器的重量。
•請學生參考下頁，計算包裝盒的製造使用多少千卡或大卡( 1大卡= 1 , 0 0 0 卡路里= 1 食物大卡) 。如果包裝容器混合多種材質， 要分別算出每種材質所用的能量，再將結果加總起來。 |
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•比較不同包裝材質製造時所需的能量和所包裝的食物能量。問同學對於包裝品能量價值和食物能量價值的看法。
•讓同學去找不同包裝的類似食物，再比較個別能源成本。舉例來說，在六包獨享包蘋果醬的零食甜點和一罐蘋果醬之間進行比較。這些結果會如何影響他們的購買決定?
2.用一次不夠，重覆使用才是正途！
另一個減少家戶廢棄物的方法就是少丟。只是，東西用完後要怎麼辦?再用一次啊! 重覆使用是垃圾減量常被忽略的一面，但也許是最能節省能源與保存能源的方法。當東西重覆使用時，就表示不必再多耗能來製造新品，汰換舊品。以下是幾個值得嘗試的例子：
•購買容器可退回的產品
•重覆使用塑膠或紙類購物袋(或是買帆布袋來重覆使用)
•將舊的家具、衣服與家用物品捐給慈善團體
•到二手貨商店、義賣會和庭院舊貨出售等場合選購家具、衣服和家用物品
•東西壞掉送修，不丟棄
•運用創意D I Y (如空牛奶盒當鳥飼料盒，空麥片盒做雜誌收納盒等)
•小心拆開禮物包裝紙，重覆使用(或用周日報紙漫畫版做禮物包裝紙)
•紙張雙面使用
【實例說明】
• 帶同學分享學生手冊“ 新舊衣物比一比” ( N e w V e r s u s P r e - o w n e dC l o t h i n g )。
•請同學查出新衣製造每項會用到能源的步驟。協助同學找出使用非再生能源(如煤或石油)的步驟。同學也許會想出其它未列在表內的能源使用(比如消費者開車往來商店)。
•建議同學衣服盡量重覆使用，不要丟棄。
•讓同學討論買二手衣的優缺點。將大家的正反面建議分兩欄記在黑板上。
3.垃圾變黃金：資源回收
把東西丟掉但不送到掩埋場的另一套處理方式，即資源回收。資源回收是固體廢棄物處理三R當中的一種。資源回收把不用物品轉換，再製成類似或不同的產品。
一般資源回收項目包括紙類、鋼鐵、玻璃、鋁和塑膠容器。資源回收可節省能源，是因為不必再去做尋覓、採集和加工原料能源等動作。然而，替代能源還是有成本。基本的回收步驟是將可回收和不可回收的材質分離，集中後再加工處理 (碎化或融化成原始材質的形態，比如紙變成紙漿)，最後再重新製造。這些步 驟，再加上配運到零售商手中，都需要能源。雖然回收有其能源成本，過程中也會產生些許污染，不過以紙張為例，還是有證據顯示廢紙回收可以節約能源。 |
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【實例說明】
發給同學一張學生手冊的再生紙DIY，讓他們知道紙類回收省卻多項木材造紙的耗能動作(砍伐、運到鋸木廠、卸貨、做成紙漿)。紙的回收是先分類再做成紙漿，過程會產生能源成本，比如去除墨水和處理其它非紙類，都需要能源，也會對環境造成影響。讓學生開辯論會，表達各自對紙類回收的正反意見，同時也邀請木材工廠、造紙公司和紙回收工廠的代表來說明工作過程，甚至帶同學實地參觀。請同學辨認再生紙製品上面的回收標章。回收標章的普及對於保存能源與自然資源有什麼象徵?
補充材料：用投影機讓同學看學生手冊的鋁製品：原料vs回收料，比較鋁製造與回收的能源使用情形。 |
