台灣地熱發展現況(一)引言:台灣地熱的分佈與潛能

 
2018/03/02 張貽斐 | 國立成功大學資源工程學系     776

 

 

台灣具有發電潛力的地熱區域除了宜蘭清水地熱以外,還有屬於火成岩系統的大屯火山群、龜山島、綠島;變質岩系統的廬山、瑞穗、知本、金崙,以及沉積岩系統的上島與清泉地區。根據工業研究院1995年調查評估,全台地熱總發電潛能約有989 MWe,其中七成集中在大屯、清水、土場、廬山、知本、金崙,大屯火山區的發電潛能就占總發電潛能的五成。若單看淺層地熱的潛能,根據工研院在20世紀的調查,大屯山地區的發電潛能約有85 MWe,其次是清水地熱,約有22 MWe,金崙地區約有8 MWe的發電潛能,土場、廬山、知本則分別有約5 MWe。在所有地區之中,以大屯火山之儲集層溫度最高,超過200 °C。

 

與大屯山同屬火成岩系統的綠島,今年開始由台灣電力公司啟動「綠島地熱發電機組試驗性計畫」,目前計畫在朝日溫泉附近鑽鑿兩口試驗井,設置1部200 kWe的發電機,最快在109年就能升級成2000 kWe的商轉地熱電廠。同樣於今年開始竣工的宜蘭利澤地熱電廠,計畫鑽鑿11口地熱井,並建置101 MWe地熱電廠,預計於2025年完工,初步估計每年可供8億度電。

 
   
 

台灣地熱開發

 

地熱系統根據開發的方式可分成傳統型地熱與增強型地熱,傳統型地熱的開發通常是在地下水體豐厚,且具有蓋岩層構造的地區,因為有蓋岩層加壓,又有豐沛水源,使得地熱的開發極為容易,就像把一根吸管插入已經裝太多液體的手搖杯飲料一樣,一開通就會噴出來。但在面對神祕且未知的地下流體開發區塊,不可能每天都像中樂透一樣,隨時隨地都有這種好事發生,就算是擁有最豐沛的水體,極佳的地下熱能儲集,若不做好儲集層規劃管理,總有儲集層整體溫度下降或水體無法補注的一天,於是有增強型地熱系統(Enhanced Geothermal System, EGS)的誕生。增強型地熱系統原本是針對高溫乾熱岩(Hot Dry Rock, HDR),此類地熱系統中缺乏地下水體,雖然有很龐大的熱資源,卻沒有流體將之取出,因此透過注入高壓水,迫使地層岩體開裂,注入液體,再將吸飽熱的流體取出利用之。

 

增強型地熱系統的概念也被當作一種儲集層管理的方式使用。義大利的百年電廠Larderello,於1913年設置,至今仍在生產。為維持產量與熱能,Larderello電廠透過鑽深井與回注來維持產量,不僅維持產能,同時也增加地層壓力並提高產能。

 
   
 

台灣目前地熱開發規畫仍然以傳統型地熱為主流,因為增強型地熱有創造微震(Microseismicity)的風險,雖然增強型地熱已在各國行之有年,但台灣目前還在試驗階段,且開發及操作成本高。目前增強型地熱盛行於歐洲,美國、澳洲等國家政府皆努力扶植增強型地熱的發展,配合政策並投注龐大的資金支持,可見其對增強型地熱的信心與遠見,以長期經營的角度來看,增強型地熱是較具發展性的開發方式。

 

根據能源科技國家型計畫所探勘之台灣地熱四大區預,分別是宜蘭平原、大屯火山群、花東地熱區、廬山地熱區,這四個區域的總地熱發電潛能高達159.6 GWe,與擁有557 GWe之地熱發電潛能的美國相比,台灣總面積不到美國的百分之一,地熱發電潛能卻是美國的近三成,地熱資源相當豐富。然地熱發電發展初期所需要的啟動資金龐大,台灣地熱發電發展除了需要學界投注研究心力與業界籌組跨領域團隊以外,更需要政府扶植這個新興產業,地熱發電才有啟動的可能。菲律賓之所以可以在近年間躍昇成為國際地熱要角之一,便是因為政府已經投注許多資金與研究能力進行地質調查與試驗,並以總統令在政策方面也鼓勵民間募資參與地熱產業的發展,才能有當今豐收的成果。台灣若能跟上世界地熱發展潮流,透過政府與民間的合作,相信能共創地熱光明的未來。

 

(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