能源議題持續多年，為減少碳排放，各國產官學界均積極推動綠色能源，不過目前綠電佔各國的能源比例仍低，主要原因在於綠電所需的條件與傳統火力發電的運作模式不同，再建置時需要另外的成本支出，然而現在減碳已成為全球趨勢，相關技術也不斷問世，臺灣可善用國外廠商技術，加速綠電的發展。

美國聖路易斯華盛頓大學（Washington University in St. Louis）工程與應用科學學院系主任Pratim Biswas博士指出，傳統的火力發電為集中式發電，只需在同一處燃燒石化燃料，而且發電穩定，因此對土地與儲能設備的需求有限，綠電包括太陽能與風力發電，都需要大面積的土地設置太陽能板與風機，土地成本相對高昂，而且其發電頻率並不穩定，太陽能會受到雲層與夜晚的影響，風力也會因季節而異，因此需要另外配置儲能設備蓄電，這都會影響綠電推動的時間。

圖1 : 美國聖路易斯華盛頓大學Pratim Biswas博士的研究聚焦於 PM2.5，包括 PM2.5 積聚的各項成因、在大氣中的散佈方式，以及更有效的控制措施。

不過，Pratim Biswas也指出，現在產業與學界都已積極研發新技術解決相關問題，例如康寧（Corning）就正與印度與中國研發一款水泥漆，這款水泥漆不但可隔熱，還具有與太陽能板相同的功能，可在吸收太陽能後將之轉換為電能，他指出，相關技術未來將會陸續出現，有利於綠電的普及速度。

在綠電尚未普及前，火力仍是最主要的電力來源，Pratim Biswas表示，火力發電的碳排放技術也是現在能源產業的研發重點，例如以濃氧讓煤與石化燃料可以完全燃燒，減少二氧化碳的產生就是其一，另外火力發電燃燒後的餘物處理與作用開發，也是現在的研究課題，他認為隨著技術的不斷突破，全球的碳排放將可逐步下降，而在這過程中，也將創造出龐大商機。

物聯網將成綠電骨幹

Pratim Biswas認為，就目前趨勢來看，物聯網將會是未來能源系統的主要架構，能源跟物聯網之間的搭配可以分為三個層面：發電、電力配送以及環境關係，在發電方面，由於發電廠房中建置許多複雜的設備、機組，若是要提升能源轉換效率、減少污染排放，則需要透過各種智慧化、數位科技，以及機器學習的方式來加以解決。

首先，若是要落實智慧電廠，必須要結合電廠運作的經驗、專業知識，以及異質聯網服務平臺與機組設備間IT技術，以打造出智慧電廠解決方案，藉此協助發電廠提升發電效能，並藉由系統化的管理模式，降低汙染排放，以及熱耗率（Heat Rate），以達到更為環保的排放、管線管理與降低成本之效。

其次，在配速電力方面，這部分在未來的智慧電廠中，亟需要導入物聯網與機器學習等技術；因為發電廠可藉此了解大眾使用電力的模式與習慣，進而明瞭，在哪些因素影響下會產生用電高峰與離峰的差別。

第三是環保因素，環境對能源產業的發展影響甚鉅，過去在使用石油、煤炭發電時都會排放出大量的碳物質，進而造成環境汙染；因此，現在也有許多科技公司研發出低成本的感測器，這些感測器可能會搭載在穿戴式或是行動裝置中，大眾可即時地了解所處的環境存在著哪些汙染毒素，以及汙染情況。

圖2 : 物聯網將會是未來能源系統的主要架構，能源跟物聯網之間的搭配可以分為三個層面：發電、電力配送以及環境關係。(source: elastoproxy)

Pratim Biswas指出，上述三個層面都是可以透過物聯網去了解，能源對於空氣汙染及環境的影響情形；目前許多國際大廠如IBM與Google都有投入如何利用科技來減緩、偵測空氣汙染情況，而這些分散式的偵測器（穿戴式裝置、或是一般的行動裝置）都可協助大眾收集更多的資料，進而透過雲端運算的方式，獲取汙染資訊，未來可望進而提升大眾對於環境保護的認知。

除了技術面之外，Pratim Biswas表示產官學的合作意願，也是綠電能否成功的重點之一，他以聖路易斯華盛頓大學所在的聖路易市為例指出，在1930年代該地完全仰賴煤炭發電，無論是工廠、火車或家庭用電，皆取自南伊利諾州近郊礦場的高硫煤燃燒發電，當時這是十分便宜且充沛的電力來源，但也導致整座城市的空氣狀況宛如一座毒氣室，當時聖路易市的清晨一片黑暗，厚重霧霾籠罩聖路易市，車輛被迫在白天開啟頭燈，街燈也依然點亮，而市民則是已經忍無可忍。

產官學攜手合作

市府高層很快發覺此一現象必須大刀闊斧才能徹底扭轉，並立即開始致力於恢復空氣的潔淨，當地政府開始與當地產學界合作，其中包括曾任教於聖路易斯華盛頓大學工程系的Raymond Tucker教授，由他判定汙染的確切範圍並從現實面考量最佳做法，市府也積極修訂政策、禁止使用煤炭、改用無煙煤等更潔淨的燃料，同時進行社會宣導活動，鼓勵民眾和企業做出必要改變，主動參與清潔空氣的任務。

這項匯集了科學、政策和社會層面的合作終於奏效，不到10年內，聖路易市就減少75%的煤煙，也使市民得以享有乾淨的空氣品質，Pratim Biswas認為這項做法可以推廣到全世界來解決全球的空污問題，80年前在聖路易市奏效的方法，勢必也能在臺灣發揮作用，目前各國都有各自的能源組合，在可預見的未來中，煤礦不會完全停用，也由於煤礦的使用無法立即停止，因此必須持續發展科學技術來消除煤礦的碳足跡。

現在科技技術進展快速，政府高層和企業領袖可以善用相關科學成果，依據區域或國家的各自需求，量身制定最佳解決方案、政策以及目標，同時鼓勵民眾主動掌控空氣品質，監控系統及感測器的成本目前已是一般企業可接受、同時也設計成可攜帶且易於使用，廣泛建置相關裝置，不但可加強空污問題的社會意識，還能進一步鼓勵個人做出改變，集眾人之力創造偉大的成果，他最後表示，要解決全球空污，不同領域者必須互相傾聽、共同審慎評估現況，方能合作推行適當的革新措施，進而實現永續的解決方案。