2011/04/05
經濟部能源局
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▓撰文╱圖片提供：翁鳳英
冰島是北歐五國之一，和其他北歐國家一樣，安靜自得不太引人注意，可能也只有對冰河和北極光有興趣的旅行者才會注意到這個小小的島國。冰島孤立在北大西洋中，位在北極圈南部，介於挪威和格陵蘭之間，總面積大約是台灣的3倍有103,000平方公里，但人口卻只有32萬，可說是地廣人稀，主要人口集中在首都雷克雅維克（Reykjavik）。
去（2010）年5月冰島的火山爆發，濃烈的火山灰四處飄散，導致歐洲空中運輸大亂，是二次大戰以來最嚴重的一次空中交通大停擺。冰島的火山也許不受到大家的歡迎，但卻是冰島的能源命脈，提供全島將近7成的能源需求。
冰島全國的地形以火成岩為主，因為靠近格陵蘭和北極圈，全島幾乎被冰原、冰湖、苔原和瀑布等所覆蓋，但是在它冷峻的外表下，卻是富含大量的地熱能源，處處可見水溫達攝氏100度以上的溫泉，形成非常有意思的組合。冰島人善用無污染的地熱能源，成功地降低二氧化碳的排放，成為全世界地熱使用最普及且地熱科技最先進的國家。台灣也處於火山帶也有多處的溫泉，但地熱的應用多限於溫泉，本文將介紹冰島的地熱使用供各界參採。
冰島的綠色能源
冰島的能源結構十分獨特的地方有兩點，首先是因為它不與歐洲大陸相連接，能源需求必須自給自足；其次是它有81％以上的能源來源是來自於乾淨的綠色能源，就是水力和地熱。全島使用化石油源的只有陸海空交通工具。
冰島是全世界每人每年使用電量最高的國家之一，大約是3萬kWh，雖然如此，全冰島的再生能源卻只開發了15％，換句話說，仍有大量的再生能源尚待開發。冰島政府在30年前即已著手進行希望讓再生能源成為人民生活的一部分，並進而為大眾帶來福祉，至今善用天然能源不但使得冰島人民享有全世界人人羨慕的低廉能源價格，並促進工業發展，其中以製鋁工業最為聞名。
冰島的地熱主要供一般空間的暖氣來源，透過遍布於島上的暖氣輸配管線系統，將相當於25.5PJ的熱力輸送至每個地點；全島有9成以上的密閉空間是採用地熱做為暖氣的動力來源。
雖然冰島地表看起來布滿冰原和石苔，好像沒有水源，但事實上全島四處可見湖泊和瀑布，是發展水力有利的優勢。2007年時，全島產出12TWh的電力，其中有70％是來自於水力，29.9％是源自於地熱泉，剩餘的0.1％則來自於化石能源供偏遠地區電廠使用。
來自地底的能源
全球地熱能源的蘊藏量驚人，單單美國的地熱能源若可善加利用，就足夠未來3萬年使用。富含地熱能的冰島，也竭盡所能希望利用地熱完成無碳家園的目標與能源供應獨立的國家。
美國麻州科技研究中心指出，美國地熱能源的蘊藏量大約為美國目前每年能源需求量的2,000倍，美國是全球地熱能源蘊藏量第2大的國家，但使用的地熱卻不及供應全美1％的需求量。反觀冰島，卻有90％的暖氣和25％的電力來自於地熱能源，未來還有增加的趨勢。
雖然2008年冰島遭受到嚴重的經濟危機，但由於歐盟的協助以及政府制定相關的因應措施，已漸趨穩定。在過去的幾十年中，冰島已躍居為高環保意識的國家，其中的部分原因在於冰島大量使用再生能源，依2007年的數據，冰島大約有81％的能源來自於再生能源，而其中的66％來自於地熱。2008年全島的地熱能源廠的裝置容量為575MWe，輸出電量為4,038GWh。
地熱泉挖掘計畫
冰島使用地熱泉由來以久，由地底取熱泉的計畫也相當多，其中又以10年前在冰島西南端的雷克雅尼斯半島（Reykjanes）就開始進行的地熱泉挖掘行動最受矚目。該計畫剛開始由冰島能源產業合資進行，一開始在雷克雅尼斯半島的挖掘計畫並未成功，之後他們移師至卡夫拉（Krafla）繼續挖掘行動。在這裡進行的行動是以挖掘半徑10公里、深90公里的地底深溝為目標，地底挖掘工程非一蹴可及，必須考量技術和地層等問題，在克服許多難題後，在開始開挖5年後已經可以向下深達3,082公尺處，取出高達攝氏400～600度的地熱泉加以利用。
雷克雅維克地熱使用實例
首都雷克雅維克擁有目前全世界最廣大且最周密的地熱系統，自1930年開始，這個城市就已用地熱供應全區的暖氣與熱水來源。現在地熱每年供應這個城市750MW的電力以及6千萬立方公尺的熱水，這樣的能源結構使得該城市成為全世界最乾淨的城市之一，不但減少它對傳統油料的依賴，也使它在1994至2006年間，減少了1億1千萬公噸的二氧化碳排放，也就是每年將近250～400萬噸的二氧化碳的排放量。地熱泉的使用也使冰島從貧窮的國家晉升為高度發展的國家。
冰島總共有5座地熱能源廠，雷克雅維克能源廠利用來自地底1,000公尺處、大約攝氏150度的熱泉做為家庭暖氣的來源，而攝氏200度左右的熱泉則用來做為產出電力和熱水來源。溫度較低的熱泉可以直接做為家用暖氣使用，無需事前處理，透過全區1,300公里的輸配網路可以直接運送至各個家庭單位。使用過的熱水可以再注入更熱的水回收使用，或直接進入廢水系統，雷克雅維克能源公司供應6,300萬立方公尺的熱水給首都17萬人使用，其中有700萬的熱水經由回收後再使用。
1990年，雷克雅維克在納斯雅維利（Nesjavellir）建立了1座地熱電廠，主要係供應離雷克雅維克27公里處的熱水所需；1998年開始，該廠開始有2台裝置容量30MW的蒸汽渦輪機加入運作以供應電量，2001年開始加入第3台渦輪機，增加產量至90MW，2005年可輸出120MW，目前則是674MW。
無碳家園
雖然冰島全國已有相當高的能源比例來自於綠色能源，但是該國政府仍舊以建立無碳家園為未來最主要的目標。如以上所言，冰島以化石能源為驅動能源的部分為交通工具，若能減低交通工具的二氧化碳排放，則為邁向無碳家園的一大步，因此如何普及電動交通工具包括汽車和船舶為主要挑戰之一。
以汽車而言，因為冰島電價低廉，因而若能普及電動汽車則每年可省下約8億歐元的油料費用。以漁業著稱的冰島有大批的漁船，目前日本三菱重工正與冰島政府合作研發使用低甲醇油料的船隊，由於目前冰島捕2公斤的漁獲量大約得使用1公斤的油料，因此若該研究案成功，將可幫助船隊降低化石油料的使用，進而增加利潤。
至於電動車的推行，涉及層面較廣，包括：環境因素、基礎設施、消費者成本考量以及國家能源政策等，雖然電動車的使用目前仍在試驗階段，例如研究電動車在冰島極端氣候下的行駛情形之評估仍未有確定結果，但現在旅客已經可以在首都雷克雅維克承租到電動汽車，而能源公司也已建立了免費充電站，鼓勵民眾多多使用電動車輛，因此電動車的使用在未來將指日可待。（作者為本刊駐德國特約記者╱有興趣的讀友可逕行上網查詢：www.c40cities.org和www.nordicenergysolutions.org）
何謂地熱泉
地熱泉指的是來自地底深處高溫的泉水，溫度隨著往地面接近而降低，地心的溫度可達攝氏4,000～7,000度。地熱泉可能經由地表裂縫和質地不夠密實的岩石噴出地表，全球各洲和很多國家都可找到地熱泉的蹤跡。如太平洋邊緣的國家，像是美國、墨西哥、中美洲、日本、菲律賓、印尼和紐西蘭等，都是地熱能豐富的國家；而冰島和肯亞的地熱則屬於火山帶的地熱國家範圍。
為了要提升全球地熱的使用，聯合國與冰島能源產業合作建立了地熱能源研究開發計畫課程，於1968年開始，即以設計課程訓練專業人才幫助開發中國家利用地熱能源，這項計畫每年都開班，2005年的課程規模最為龐大，有來自全球39個國家共338位科學家接受訓練。