2013/07/05
經濟部能源局
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▓撰文：柳志錫（工研院綠能所資源應用技術組組長） ▓圖片提供：工研院
地熱是一項乾淨且永續的能源，因其具備基載供電的特性，是臺灣少數能自主的重要再生能源。為探討各國地熱發電的發展現況及臺灣未來願景，經濟部能源局透過亞洲太平洋經濟合作會議（APEC）會員國組織邀請來自美國、紐西蘭、日本及臺灣的地熱相關領域學者專家，在經濟部與國科會的指導下，委由工業技術研究院與臺灣大學能源研究中心於102年6月25日起，共同舉辦為期2日的「2013 APEC地熱研討會」，超過200位以上的專家、學者及各界關心我國地熱發展人士與會。
此次會議針對「地熱發展現況與展望」、「地熱資源探勘與評估技術」及「增強型地熱技術（Enhanced Geothermal System or Engineered Geothermal System, EGS）」等3個主題進行研討，會後並赴大屯山進行現場地熱資源考察，以瞭解大屯山的地熱資源情況，並對大屯火山的豐沛地熱資源景況留下深刻印象，進一步提出後續合作與開發建議。
地熱能源豐沛 APEC成員國積極開發
經濟部能源局主任秘書陳玲慧指出，APEC成員國多位處於環太平洋火環帶上，地熱蘊藏量豐沛，尤其美國、日本及紐西蘭等國的地熱發電裝置容量都名列全球前10名內，顯示APEC會員國對於地熱發電的重視。事實上，自日本福島核災後，全球對於乾淨、環保及永續的能源需求更為殷切，預計到2015年，美國擴大地熱裝置容量至5,437MWe，紐西蘭擴大至1,237MWe，日本則擴大至568MWe。
工研院歐陽湘博士指出，臺灣早在1960年代便開始進行地熱資源的探勘與生產，先後曾在臺北大屯山及宜蘭大同鄉清水、土場等地熱區實施鑽探，評估結果以大屯山蘊藏最多地熱，不過因潛能區大部分位於國家公園內及酸性腐蝕等問題，轉而以清水地熱為重點開發基地，並且在1981年建立了裝置容量為3MWe的清水地熱發電廠，讓我國成為當時全球第14個地熱發電的國家。後來因為地熱蒸汽產生量逐漸減少，再加上當時的石油價格較低廉，導致地熱發電喪失成本競爭力，而於1993年停止運轉。但產能衰減的問題在近年已獲得解決，新的清水地熱電廠在能源局石油基金大力贊助、宜蘭縣政府、工研院及民間業者共同努力下即將重新興建，臺灣即將重返地熱發電行列。
日本311大地震後，日本朝野已有共識，將在2030年後全面採用乾淨能源，地熱發電為其中選項之一。來自日本東北大學的Noriyoshi Tsuchiya教授指出，日本地熱主要集中在活火山聚集地，地熱能源潛力全球排名第3，但日本地熱發展以直接使用（即溫泉）占大宗，其它應用則大幅落後全球。由於日本地熱多在國家公園境內，目前日本政府已經開放國家公園周邊進行地熱發電。
發展地熱超過60年的紐西蘭，地熱電廠集中在北島，2010年的地熱發電裝置容量約762MWe，占全國發電裝置容量比例約10％，預計到2015年將成長至1,237MWe。地熱電廠裝置容量第1的美國，此次派國家能源部地熱技術辦公室主任Douglas Hollett與會。Hollett指出，地熱開採需整合地質學、地球物理與地球化學探勘、大地構造、地下水文、3D成像技術等眾多專業與經驗，並且需要政府單位、民間業者、當地居民共同合作，地熱產業才易成形。
「增強型地熱發電技術」需突破開發瓶頸
在臺灣重新投入地熱發電的此時，來自國外專家的經驗正是最好的借鏡。國際地熱協會前任總裁John Lund博士針對地熱發電的利用指出，地熱發電雖具有許多優點，但若要進一步普及，必需從長期經濟效益等角度思考之。在評估地熱發電的經濟效益時，除了考量發電量，若能進一步抽取隨著地熱一起湧出的鋰、矽、鎂等元素，則能進一步提高經濟效益。
地熱型態可分為傳統地熱系統（淺層地熱系統）及深層地熱系統，傳統地熱又可分為「火山型」及「變質岩裂隙型」地熱二種。美國AltaRock Energy總裁Susan Petty指出，淺層地熱的儲能較為有限，且潛能區因特殊地質景觀及位於地質災害潛勢區的緣故，常被劃為國家公園及保護區，無法進行開採。為解決此問題，全球正積極投入新一代EGS的研發。與過去的地熱開採相較，EGS只要找到熱源，透過注水製造裂縫並將冷水擠注到熱貯藏層，冷水經地層加熱後即可抽取出地表用於發電。據估計，EGS技術成熟後，地熱發電成本可望在2030年接近傳統能源，美國地熱發電總量將達到30GWe以上。2050年全球地熱發電裝置容量將達140GWe。
勤於民眾溝通 強化風險管理
Susan Patty指出，利用EGS技術鑽探地點不再限於遠離人群聚集之處，可接近電網，如此便能解決拉線過長的不符經濟效益問題。至於地震議題，目前進行的專案皆需遠離大斷層，以避免引發地震。再者，EGS雖需使用龐大水量，但都可回收循環使用。整體而言，雖然EGS擁有諸多好處，但仍不免引發在地居民的種種疑慮。以國外的經驗，當地居民的接受度往往是EGS或地熱專案成功與否的關鍵之一，因此持續與民眾溝通協調及教育展示為必要的工作。
紐西蘭GNS經理Brian Carey也指出，地熱發電專案的成功與否，取決於開發團隊，其中需具有熟知當地地熱條件及瞭解當地電網的成員。他強調地熱開採期間長達20～30年，因此必須與當地居民密切溝通，畢竟建造工程的風險易於掌握，但政治及法律風險卻不易控制，這也是最常讓開發案功虧一簣的因素。來自紐西蘭的GNS資深科學家Greg Bignall以紐西蘭的地熱發電經驗指出，紐西蘭各地的地熱背景皆有不同，科學家便需依據當地特性分析，找到滲透率高、儲集層淺、離電網近的可行地點進行開發。
整體而言，地熱發電是一個極度依賴專業及經驗、也是一個極具風險的領域，此次應邀前來的地熱專家，從各個角度說明如何評估地熱發電的可行性，以及如何進行風險管理。
能源局：加速我國地熱開發腳步
經濟部能源局表示，由於臺灣地質結構複雜，需要更精確的探勘評估與鑽探驗證，才能進行地熱潛能評估及發電廠規劃設計。依國內地熱條件來看，短中期以宜蘭清水地熱區最具開發條件，而大屯火山地區則為我國最具傳統地熱開發潛能的區域，宜加強研究開發的可行性，除傳統地熱外，EGS的潛力更是龐大。因此，除了積極於投入經費與人力進行傳統地熱開採外，我國亦將深層地熱發電列為長程推動之目標，未來將以營造優良投資環境及推動國際合作等方式，加速我國地熱資源開發的腳步，相信在不久的未來，我國的地熱發電產業可以開花結果。
關鍵字：地熱,亞洲太平洋經濟合作會議,地熱資源探勘,增強型地熱