台灣地熱發展現況(四):介紹金山地熱能

 
2018/03/02 張貽斐 | 國立成功大學資源工程學系     324
 

根據工研院評估,臺灣地熱發電潛能總量約達32 GWe,其中淺層地熱發電潛能約0.73 GWe,深層地熱發電潛能約31 GWe。淺層地熱發電可開發量約150 MWe,若設置地熱電廠,有效利用地熱能發電,換算成每年發電量可達10億度。在淺層地熱可開發的150 MWe中,大屯火山群就佔了85 MWe。

 

金山地熱屬於大屯火山群系統,近日中央地調所已證實大屯火山群底下有岩漿庫的存在,並其位置就在金山萬里一帶,根據工研院地質資料顯示,大屯山地熱系統最高溫區域是在大油坑與馬槽一帶,推測底下有可能具有直通岩漿庫的裂隙,十分有利於地熱開發。但此處由於位在陽明山國家公園境內,根據台灣現行法律不能開發,因此鄰近的金山區四磺子坪成為當前大屯火山群開發之首。四磺子坪位置離市中心較偏僻、人口較少,且多為公有地,適合作為第一階段的目標開發區。目前由經濟部能源局、工研院與新北市政府共同合作,開發新北市金山區地熱發電,預計於四磺子坪地區設置10 MWe地熱發電廠。然此區雖具有地熱開發潛能與良好地理位置優勢,在要開發之前仍有許多尚待克服的問題需考慮。

 

鑽井技術挑戰

 

地熱儲集層工程大部分可運用石油工程基礎做探討,但兩者最大的差別在於開採目標物的不同,石油工程採石油與天然氣,其鑽頭、鑽桿等設備皆適用於相關類型的地層。但開採地熱所面對的是水,而且是高溫熱水,還常常伴隨著腐蝕性;再者,若是要開發潛能較高的深層地熱,鑽井深度往往超過3公里,鑽井設備如何在高溫高壓且具有腐蝕性的環境下仍然保持作用是一大挑戰。

 

克服管線酸蝕問題

 

由於四磺子坪地區光是在地表露頭就有硫氣產生,且金山區溫泉大多數屬於酸性泉,對於地熱開發使用之不鏽鋼管線具有腐蝕性,為解決此問題,工研院針對防止腐蝕材料進行研究,目前已研發耐酸蝕塗層材料技術,將塗層塗裝在普通地熱鋼管上,可在含硫與氯離子、溫度100°C、pH值1.2的酸性溫泉水中撐過4000小時。利用塗料改善鋼材耐酸蝕強度,可在管材挑選上採用較省成本的材料,符合經濟效益。

 

法規缺陷

 

在執行地熱開發以先,需定義地熱場址的探採權規範,否則無法界訂並且保障從事開發之廠商權益。目前地熱的躉購費率每度電4.9元,但由於地熱開發初期所需之啟動資金龐大,照此電價計算,廠商需自行負擔鉅額的「頭期款」,讓民間公司卻步,更何況在投資初期所鑽的井大多屬於探勘性質,比照美國與菲律賓等地熱大國,都是由政府先進行完善的探勘之後,再轉交給民間做生產,以台灣目前地熱產業規模,市場還沒形成,很難說服民間公司投入心力在地熱產業。在目前的局勢之下,也許建立地熱科技園區會是更好的選擇,以科技園區的角度作為切入點,在成立專區後可有助於招商。

 

金山地熱依照地理位置來看,無疑是當今大屯火山群地熱開發之先鋒,本身已具有完備的地熱開發條件,若四磺子坪的開發計畫成功,預計年發電量可達6,850萬度,足夠供應新北市金山萬里區域全部居民一整年的用電量,相比於火力發電,每年估計可減少四萬公噸的二氧化碳排放量,相當於110座大安森林公園一年的碳吸附量。光是一座電廠就可以帶來巨大的減碳效果與改變,試想若上述的32 GWe都進行開發,台灣的能源結構能大幅地改變,甚至取代火力發電。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

審校:沈建豪