2018年5月16日 星期三

放著大好地熱!台灣為何不用?

"土耳其跟肯亞是目前全世界地熱發展最快的國家。他們就是先擬定了一個地熱專法,把地質調查資料公開分享,所以吸引非常多的國外投資團隊。"
(圖片來源:「地熱好棒棒」臉書粉絲團)
整理/林柏任 (本文內容來自2018/4/16播出之「氣候戰役在台灣」廣播節目)
 三月底,兩大國營事業台電、中油簽署了合作意向書,宣布共同開發2MW的宜蘭仁澤地熱示範廠,包含國營會、能源局、中央地質調查所、工研院等其他專業單位的「地熱國家隊」於焉成形,預計下半年開鑿第一口地熱井,力拼2022年開始挹注清潔電力。具穩定輸出、不受天候影響優點的地熱,在台灣估計有多達27處、發電潛能730MW的充沛蘊藏量,政府規劃的2025綠能野望,也為地熱設定了200MW目標,年初公布的「地熱能發電系統示範獎勵辦法」,更設法降低開發限制和風險,希望提高民間投入度。
 然而,相較於廣受矚目、競爭者眾的太陽能、風力,長年來,台灣地熱發電始終處於「只聞樓梯響」的規劃階段,一般民眾最有記憶度的,多半是到清水地熱谷泡溫泉、煮雞蛋而已。到底台灣的地熱開發道路存在哪些路障?為何遲遲難有進展?又存有什麼風險?「氣候戰役在台灣」邀請兩位專家幫忙解惑,以下為當天對談精華:
節目名稱:你不該忽視的綠能潛力股--地熱發電 受訪者:台灣地熱產業協會籌備處代表 王守誠(以下簡稱王)
            「蘭陽地熱公司」技術總監 林子淵(以下簡稱林)
主持人:台達電子文教基金會副執行長 張楊乾(以下簡稱張)
張: 台灣地熱資源蘊藏充沛,但目前好像只有宜蘭在開發,又聽說哪裡有岩漿庫,到底台灣的地熱可以怎麼用?
王:北部地熱主要跟火山有關;在中央山脈、東部,主要都跟板塊破碎帶有關。最近聽到核二廠下方有岩漿庫,其實它位於20公里以下,大家不用驚慌。像金山近海2公里就有海底火山,基隆嶼旁也有海底火山。台灣最缺電的北部擁有地熱資源,也有充足饋線等待開發。
張:大家聽到地熱常想到「清水」,過去台灣開發地熱的情況如何?
林:1970年代,美國資助台灣在宜蘭做一個3MW試驗機組,之後才在清水執行發電,中油在當地打的19口井,比較有量的8口集中起來供應電廠,但運轉了十年多後停止。
「氣候戰役在台灣」主持人張楊乾(右),邀請兩位專家:林子淵(左)、王守誠(中),探討台灣地熱發電現階段遭遇瓶頸為何。(圖片提供:張楊乾)
張:是什麼原因停止?
林:首先是「管線結垢」,因水中有碳酸,會結碳酸鈣、碳酸鎂,導致流量愈來愈小,發電能力就下降。清水電廠3MW的機組一開始用1.5MW運轉,到1991年只剩0.3MW,台電認為不符經濟成本了。第二是「沒有回注水」,這影響比較大,我們在清水試驗了1~2年看到一個現象,枯水期跟豐水期時,地熱井的流量跟壓力差異很大,如果發電廠持續大量抽取,多年都沒回注的話,對地下水量影響很大。
張:經過這麼多年,地熱技術有哪些新進展?
王:現在鑽一口2000米深的井只要一個月,以前傳統鑽井大約要半年,而且需要粗壯的工人,現在全改為機械手臂,包括選位、過程中所有參數、量測都自動化了,更安全、也更有效率。其實這些技術都買得到,德國2007年才開始發展地熱,現在已有45MW的規模,而且是用「汽電共生」模式。
張:「蘭陽地熱」率先通過環評,有機會成為台灣第一個成功開發地熱的民間公司(利澤地熱電廠),目前執行狀況如何?
王:蘭陽地熱用的技術叫「地下閉迴路取熱」(CEEG),可想像成地下有封閉迴路的管線,從上面加水,經過地底岩層加熱,再抽回來發電,環評通過後的年底,日本成功做出第一個完整、持續運作的地底閉迴路取熱。這個技術的優勢在於, 如果在酸性火山型的區域,只要做好外管的抗腐蝕保護,就可持續運作。即使在清水或其他容易結水垢的地區,也不會讓管線被阻塞。
張:聽起來很像台達美洲總部(DPC)的「地源熱泵」作法,用地底下恆溫的水替建築降溫,這些技術都很成熟了嗎?
王:地源熱泵很成熟了,在歐洲已有六萬多個。不過地底閉迴路取熱發電跟地源熱泵這種恆溫交換空調系統有些差異,首先是管線「保溫」,地源熱泵在地下不需保溫,但地底閉迴路取熱發電,水到地下會被加熱到攝氏200~300度。第二個是「抗腐蝕」,地源熱泵進入的土壤層,是富含中性水分的沉積層。地底閉迴路取熱有可能挑戰酸性的火山區,那邊都是pH值1~2的稀硫酸,出來的水可能是液體跟氣體混合的流體,對管線腐蝕或摩擦有挑戰。
在台灣停滯的幾十年間,國際地熱開發速度和技術方面都有了極大突破。(圖片來源
張:既然地熱潛力這麼大,為何有不信任、甚至是批評的聲音?
王:常聽到的說法是:地熱是很耗水的發電方式,文獻統計裡最耗水的是冷卻水,現在美國有些沙漠地區也在做地熱發電,用的是改良的氣冷式,所以地熱在水足跡方面已經少很多了。第二個是利澤電廠的案子,有些當地民眾覺得鑽井會誘發地震或造成地層下陷。2014年《Nature》有篇文章探討地熱發電誘發地震的程度,其實大部分都是規模三以下的無感地震。

 不過,有兩個例子跟地熱造成災害有關,瑞士的Basel(巴塞爾)曾經想做加強型地熱發電(EGS),但誘發了規模四點多的地震,導致當地老屋損壞,但瑞士後來有改良工法,過去要用很大的壓力把岩層壓裂,現在用分段壓裂,避免誘發地震。其二是去年德國灌水到石膏岩層,因石膏加水會膨脹,造成地表隆起,但只要把石膏層封掉,不讓水進去,這問題即可解決。去年我在美國Lawrence Berkeley實驗室研習,他們有篇新文章講,地熱發電等於在冷卻地底的高溫岩體,會不會因熱脹冷縮造成地表沉降?結果發現就算發電長達100年,對地表沉降的影響也小到GPS無法測量。
張:在電廠附近聽到的反對或擔憂聲音是什麼?
林:一是發電產生的氣體管理,因地底下的熱水並非純水,跑出來的氣體也是混合物,但這些蒸氣的冷凝處理已是可控制的技術。另外有人關心噪音問題,地熱發電屬於高頻噪音,只要在汽輪機室蓋隔音牆就可有效阻隔。只要把排氣、噪音、廢熱水的管理都做好,地熱發電不會造成任何危害。
 況且,以應對氣候變遷來說,地熱發電的二氧化碳排放量是所有能源裡最低的,持續時間與可靠度也是所有能源裡最高的,大家有沒有聽過「容量因子」?假設一年有90%的時間可以發電,容量因子就是90%。先進的核電廠就有90%,而地熱是唯一超過核能的,容量因子可以高達92%!
地熱公聽會(圖片來源:王振益)
張:台灣接下來要推動地熱,有哪些障礙必須克服?
王:「地熱專法」,土耳其跟肯亞是目前全世界地熱發展最快的國家。土耳其在10年內就發展了1GW以上,肯亞在5年內也發展了400MW。他們就是先擬定了一個地熱專法,把地質調查資料公開分享,所以吸引非常多的國外投資團隊。台灣很多人不認識地熱專法的重要性,如果廠商要來投資,就會面臨沒辦法掌握的行政成本跟行政流程,對於國外團隊來講風險太高了!所以台灣要把地熱專法當成一個必要條件,這是在法規制度上面必須先建立的。
林:我們光跑環評過程就跑了兩年多,遭遇到很大問題是各個法規之間打架,得跟各部會溝通,卻沒有一個單位願意由某個法律來承認這方式可以做,必須回到主管機關或往更上層協調。再來,現在國內的融資方式是,要跟台電簽到售電合約之後才能開始,但地熱發電前期需要大量資金,風險也最高,成功之後的風險就從80~90%掉到5~6%。而台灣前期幾乎沒人要投資,成功了大家才想砸錢,可是這時候開發單位已經不需要錢了。
 還有一個問題在於,之前台灣發展地熱有過失敗案例,導致大家對此卻步,明明外面已經有很多新技術跟新的可能性,都不想嘗試。政府規劃2025年綠能發電要占20%,但做經費規劃的時候,地熱發電的經費是0元,政府心態不改變的話,大家看到的就是一種無心投入的感覺,投資意願就會低很多。
【參考資料】
【延伸閱讀】
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