首頁 > 地熱發電:地熱資源分類
:::

地熱發電:地熱資源分類

地熱資源分類,在全球目前沒有統一的方法,但根據地熱儲集層不同的地質條件與特性,可參考同類別或同性質地熱儲集層過去的經驗,針對該地熱儲集層作生產規劃評估,更可避免到一些可能會遇到的挑戰,以利未來開發行為進行。
 
 
位於南韓浦頂市的地熱鑽井現場,規劃為1.2MWe的增強型地熱發電廠。(圖片來源:DESTRESS Project)
▲位於南韓浦頂市的地熱鑽井現場,規劃為1.2MWe的增強型地熱發電廠。(圖片來源:DESTRESS Project)

 

蘊藏於地底的熱能,想要將之取出利用,事前的地質與水文調查是掌握生產與經濟評估的關鍵,透過將地熱場址分類,可使相同類別場址案例之間互相參考開發方法,以利規劃生產方式與後續處理。

 

由於地熱資源在台灣與全球皆屬於新穎能源,目前對於地熱資源開發的案例還不足以構成完整框架的分類系統,在台灣較常使用的分類有兩種:第一是種根據含水層深度,將地熱場址深度大於三公里的稱作「深層地熱」,小於三公里則稱為「潛層地熱」;第二種是根據熱能分類,根據溫度或焓分為低溫、中溫、與高溫區,根據地熱儲集層含有的熱量等級,採取不同的開採方式。高溫地熱地層由於出產熱液溫度高,以蒸氣出產為主,可以直接利用蒸氣壓推動渦輪發電,此種方式稱為「乾蒸氣式發電機」。

 

中低溫地熱地層由於地層均溫較低,地層流體儲存在地熱儲集層內的相態為液態或氣態,鑽井至目標地層,利用地表與地底的壓力差讓流體自動產出,這時由於壓力降低,液體會瞬間氣化,產出的氣推動渦輪發電,此種發電方式稱為「閃發式蒸氣發電機」,或可以使用「雙循環系統」,其概念除了將無論流體相態或組成為何,將其直接利用加熱一沸點低的有機介質,使之氣化後推動渦輪發電,爾後冷卻再利用。

 

因應地熱儲集層不同的地質條件,所需的開採方式也不同。舉例來說,若一地層的孔隙率與滲透率較低,也沒有裂隙讓地層水流動,這時就需要靠人工方法來想辦法改善地層生產條件,最著名的方法為水力液裂法,此種被人工改造過後的地層就被稱為「增強行地熱系統」。由於水力液裂法易造成微震,科學家們想出另一種可以不接觸地層物質就能取熱的方法:單井同軸生產系統,將地表水注入井內,透過井壁吸收熱能後再抽出來取熱,但由於此種方式取熱效益較低,可用大口徑井的方式增加熱交換表面積,或者需要侷限於地層溫度較高的地區取用。

 

根據不同地熱儲集層的分類,獲取現場資料後,透過相同分類的地熱儲集層來評估適合的開採方法,可在做生產規劃時提升效率,也可將過去所遇到的問題作改進與預防。

 

(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

推薦文章