張泉湧觀點:全球沸騰轉機----地熱發電將成為解救極端氣候危機中的明日之星

2023-08-12 05:50

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圖/新興科技媒體中心
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超臨界地熱系統(SGS)。(圖/大成建設與日本地熱技術開發公司聯合開發的技術)
超臨界地熱系統(SGS)。(圖/大成建設與日本地熱技術開發公司聯合開發的技術)

肆、國際主要地熱發展現況

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美國蓋瑟(Geyserz)間歇泉發電系統是應用溫泉發電的一種,從深層地下間歇噴出衝入空中的過熱水變成蒸汽而形成間歇泉,蓋瑟發電系統是以水汽為主的系統,由地層直接產生蒸汽來發電,因此效率最高。1920年代一個小型的蒸汽發動機首次被用來發電,1955年則開始鑽探第一口現代地熱井。在接下來的幾十年裡,各種先進鑽探和開發使間歇泉的發電量在1987年達到高峰,當時有21個發電廠,總容量超過2,000MW。1990年代中期地熱電廠轉型為EGS發電系統,利用高壓注水,重新打開岩石中的天然裂縫,使熱水或蒸汽流入油井。截至2010年底,全世界已有25個國家設有地熱發電廠,總裝置容量約10 GW(註:1GW=10億瓦)。而美國境內的地熱發電裝置容量已達近3 GW,居全球第一位,約占全球地熱裝置容量之30%。地熱發電廠分布於阿拉斯加、加州、夏威夷、愛達荷州、內華達州、新墨西哥州、俄勒岡州、猶他州及懷俄明等州,年總發電量約17 TW(註:TW=1*10^9千瓦),占再生能源發電供應量4%。其中以加州之裝置容量最高,約占全美國地熱裝置容量82%。

地熱發電最大特色是不受天候影響,可24小時穩定運轉,發電過程不僅碳足跡極小,發電效能約高達98%,能作為穩定供電的基載電力,是各國極力推廣的再生能源之一。僅一座網球場的大小即能發展1 MW地熱發電廠,因此占地面積小。除發電功能外,不同電廠設計與規模,更可發展食物乾燥、紙材乾燥、溫室、供熱、製氫及觀光等多種不同用途。根據國際地熱能源協會(IGA)2016年統計,地熱發電量最高的國家為美國(3,567MW)、其次為菲律賓(1,930 MW)、印尼(1,375MW)、墨西哥(1,069MW)、紐西蘭(973MW)。2017年國際能源總署(IEA)公布的電力資訊中,2016年冰島地熱總發電量為5.07TW約占其國家總發電量(18.55 TW)的27%,是地熱發電占比最高的國家。世界上最大地熱發電廠蓋瑟(Geysers)廠,位於美國Geyserville東北方向約13公里,利用蒸汽驅動渦輪機發電,現在是18個發電廠的所在地,可以產生725MW的電力,足以為舊金山這樣的超大型城市供電,2018年時蓋瑟地區的渦輪機提供加州50%的地熱發電能量。目前全球已有29個國家或地區有地熱能發電營運,截至2019年底總裝機容量為15,400MW,如薩爾瓦多人均GDP約4,000美元的中美洲國家,地熱發電裝機占所有可再生能源裝機的13.6%,在紐西蘭、肯亞、菲律賓和冰島,占%比數分別達13.3、37.6、25.5和26.3。在冰島地熱更提供90%以上的供暖需求,在美國則屬地熱發電規模最大國家。

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