2002/04/05
經濟部能源局
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▓圖、文：林錦仁
地熱貯存量若採用與其他能源可競爭價格做為資源量時，地熱發電必須明確限定貯存量，依現在一般的地熱發電技術，地熱貯積溫度最低要有攝氏180度，比此溫度低時，能閃發之蒸汽量很有限，難達開發的經濟效益。
事實上，可以探採的深度內，溫度高且產量豐富的貯積層為數並不多。因此，雖然濕蒸汽也可以供發電利用，但由於大部分熱水無法成為蒸汽，若丟棄之，實等於損失龐大的能源，所以近年來已研究成功一種二元流體發電方法（Binary cycle process），此發電方法主要採用氟冷（Freon）或異丁烷（Iso-butane）為熱媒體，利用攝氏180度以下的中低溫熱水，其發電效率並不高，且約有30至40％的電力將消耗在發電設備系統。
日本北海道之濁川地熱田以及九州之大岳地熱田，早在1978年即有1,000瓩發電容量之二元流體發電試驗廠，前者使用氟冷（Freon R-114）為熱媒體，而後者則使用異丁烷。值得一提的是，近年來美國研究開發一種汽液兩相流發電法（Two phase flow），其發電效率高，前途看好，可能被推廣採用。美國猶他州的羅斯福溫泉（Rooservelt hot spring）於1983年即安裝一座14,800瓩之商業性汽液兩相流地熱發電廠，運轉情形良好。
七大因素
在地熱資源的基礎量中，那一部分做為資源，由下面的幾個因素而定，而且這些因素各自獨立。
一、 鑽井深度、技術及經濟有關連，一般預估地熱資源的深度為3,000公尺，這個深度是目前最深的地熱井，將來也許可以鑽至10,000公尺深的地熱井。
二、 地熱之分布，對地熱做有利的概算，是根據地球物質容積比熱大概相等事實推算。
三、 孔隙率、單位容積生產量及滲透率。
四、 貯積層內流體的物理狀況。
五、 可應用的技術。
六、 有關於社會需要、環境生態方面的保育規劃，熱能供應等問題的政府對策。
七、 各種利用項目的經濟價值。
雖然，地熱是取自地下的廉價能源，但如果利用在發電上，事先必須對開發的地熱田有較正確認識，以做為地熱發電廠投資建廠的依據。
總發電能力難掌握
然而，熱源與水源為決定地熱井生產壽命最主要因素。一個地熱田若熱源充足，而水源缺乏時，雖然能生產品質良好的高溫蒸汽，但不可否認的其蒸汽產量有限，談不上有經濟價值；相反地，若水源充足而熱源不足，可能由最初之生產高溫蒸汽而逐漸演變成熱水，致無法供發電利用。因此，在詳估地熱蘊藏量時，除需要詳加測試地熱田之熱潛力外，也不能忽略研究該地區每年之降雨量大小以及熱廢水還原地下措施。
早期的地熱探勘，與初期的石油探勘一樣是尋找露頭。地熱露頭有溫泉及噴汽孔等。截至今日，地熱探勘在露頭附近鑽探成功的例子很多。但是，地表徵兆只是地熱活動的象徵而已，並不能憑此即可決定是否有經濟價值的地熱田，更不可貿然的選定井位。若無地表徵兆之地區，也不能斷言無生產地熱的希望。例如，菲律賓之洛史班諾斯（Los Banos）地熱田，地表由第四紀之地層覆蓋，為變質白色粘上的土質，地勢又很平坦，地面上長滿了椰子樹及香蕉樹，在表面上看不出有地熱活動徵兆。但經過物理探勘後，鑽探結果獲致大量地熱。
因此，地熱探勘除需做地面調查外，尤其要做地球物理與地球化學探勘才算完備。鑽鑿生產地熱井之井徑愈大，則其生產量亦愈大，故在可能的範圍內，應採用大口徑井眼以生產地熱。目前，一般的鑽井在底部的井徑為8.5吋，井口部分則達26吋；由於井徑大，故需較大馬力的動力來帶動鑽機。
國外現況
世界上利用地熱發電最早的國家為義大利。在西元1904年，一位名為康弟的義大利人，利用天然蒸汽運轉四分之三馬力的發電機發電成功，成為人類利用地熱發電的開端。
由過去的地熱發電經驗得知，一般平均每小時10公斤的蒸汽產量可發出一瓩的電力；同理每小時一公噸的蒸氣產量可發100瓩的電力。以此類推，如果建造10,000瓩電廠，則每小時需100公噸之蒸汽，一年約需90萬公噸；若以此產量繼續生產10年，所需之蒸汽則高達1,000萬公噸。由此可知，經年累月所生產的龐大蒸汽量非常驚人。
義大利的地熱田，主要在拉岱洛（Larderello），1913年的發電量為250瓩，1942年增加到135,800瓩。之後，開發蒙地阿密塔地熱田後，至1975年之總發電量增加至417,600瓩，1998年則高達2,850,000瓩。另外，紐西蘭之主要地熱田在魏拉基（Wairakei），1958年之發電量為70,000瓩，開發卡勿勞地熱田後，1975年之發電量增加至202,000瓩，1998年之總發電量為364,900。美國於1950年，在加州的蓋沙斯（The Geysers）地熱田建造完成50,000瓩電廠。由於美國之地熱田先天條件優越，1977年開發其他地熱田後，已有520,000瓩之地熱發電量。當年的地熱發電量已超越義大利，而成為世界之冠。迄至1998年之總發電量2,850,000瓩，仍保持世界第一之領先地位。