地熱能源穩定可靠 加速減碳值得開發

汪中和 / 中央研究院研究員 2020/05/12 12:59 點閱 2444 次

根據國際能源署(IEA)的最新報告,今年傳統化石燃料市場受到新冠疫情的衝擊大幅萎縮,然而具有彈性因應特性的再生能源則沒有受到影響,受到歐盟委員會的肯定。由於風能、太陽能和沼氣在歐洲近期發展迅速,已經有了良好基礎,並且能與化石燃料在市場上展開競爭,歐盟委員會上週決定,運用新出爐的「綠色協定」大力開發地熱能源,加速利用再生能源來減少碳排放。

地熱能源前景看好

2000年前,羅馬帝國就大量利用地熱能源,他們以熱岩石加溫的地下水提供大型公共浴池使用,並作為建築物的中央供暖設施。如今歐盟也要利用現代技術,重新努力開發同樣的資源來發電,提供區域供暖來源,並作為到2050年取代化石燃料和實現碳中和計劃的重要部分。

近年來由於技術的進步,開發地熱能源的成本大幅下降,使得淺井的鑽探費用降低了20~30%,在能源市場上更具競爭力。國際能源署預測,未來十年間地熱行業每年將會增長5%,前景相當看好。

傳統、增強型開發

地熱能源依據開發的方式可分成傳統型與增強型。傳統型的開發通常是在地溫梯度高、地下水資源豐沛、具有覆蓋岩層的地區鑽鑿淺井進行,但卻有地下熱能儲集層隨著大量使用降溫,或是地下水源枯竭的缺點。

增強型的開發則針對較深的高溫乾熱岩體,以工程方式注入高壓水創造加熱的地下水庫,再將吸飽熱能的水體抽回地面予以利用或發電;由於增強型的地熱系統不限定要在地溫梯度高的地區,大大增加能夠產生地熱能的場所,然而鑽井較深,開發的技術門檻較高,費用相對也高昂;歐盟打算發展的地熱能源就屬於增強型。

台灣地熱發展緩慢

臺灣擁有豐富的地熱資源,看看廣布全島的溫泉就是明證。據學者的研究,地熱蘊藏量達2500萬瓩,約等於10座核四廠的發電潛能,加上地熱能夠24小時發電,沒有太陽能及風能的間歇性供電問題,是可以好好運用的基載再生能源。可惜從1966年開始探勘,至今超過半世紀地熱仍無法在全國能源配比裡占有一席之地,主要原因就是土地、資金、技術、人才與環境保護等面向有種種的關卡與限制,以致發展的步調十分遲緩。

為了減少對化石燃料的依賴及提高自主能源比例,政府近年來大力推動再生能源的開發,除了太陽光電及離岸風力等具有大型開發能量的再生能源受到較多的關注外,地熱也成為能源國家型科技計畫的推動主軸,加上2018年法規放寬1萬瓩以下規模的開發案免環評,政府、民間有十幾個地熱案在台東、宜蘭、綠島等地紛紛推出,停滯數十年的地熱發電終於開始露出曙光。

跨領域共同開發

然而,臺灣是地質板塊的活躍區,先天地震頻繁,目前地熱開發仍然宜以傳統型地熱為主;增強型地熱有引發中等規模地震的風險,必須做好完善的試驗及規劃再去謹慎推動。從長遠發展看,臺灣地熱發電除了需要學界投注研究心力與業界籌組跨領域團隊以外,最需要的還是政府長期穩定的政策支持、完整地質鑽探資料的掌握、以及地熱法規的制定,才能帶出光明的未來。