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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首先舉美國蓋瑟(Geysers)發電廠群為例:蓋瑟發電廠群,位美國加利福尼亞州北部的蓋瑟斯鎮,即Geyserville東北方向約13公里處,於130萬年前,富含二氧化硅(Silicon dioxide,SiO₂)的岩漿大量衝破海岸山脈下面的地殼。這個淺層岩體目前仍繼續冒著蒸汽,其上方約120平方公里的區域被稱為間歇泉,是目前世界上最大的地熱能源生產區,也是目前世界上最大的地熱發電廠群,共有18個發電廠,利用蒸汽驅動渦輪機發電,可產生725MW的電力,足為舊金山超大型城市供電,截至2019年蓋瑟發電廠群發電量占加州所有可再生能源的20%。

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冰島Hellisheiði地熱發電廠位於冰島西南部的一處活火山嶺,是全世界第二大(美國蓋瑟發電廠第一),也是冰島第一大的地熱發電廠。(圖/© Steve Morgan/Greenpeace)
冰島Hellisheiði地熱發電廠位於冰島西南部的一處活火山嶺,是全世界第二大(美國蓋瑟發電廠第一),也是冰島第一大的地熱發電廠。(圖/© Steve Morgan/Greenpeace)

其次舉2021年在美國休士頓起家的能源公司Fervo Energy(下稱Fervo)與Google合作,將提供乾淨能源給Google的數據中心為例。2023年7月18日Fervo宣布首次以頁岩油和石油的技術運用在地熱能源上,這是地熱系統突破性採增強型地熱系統(EGS),於內華達州北部鑽兩口井,透過注入液體由地熱加熱後,再產出電力。該發電廠經進行為期30天的實驗,採用石油產業的技術,鑽了兩口約2.3公里深的井,彼此相差約1公里,其內部溫度約達191℃。液體流速在高溫下可達每秒63公升,並產生3.5MW的電力,能一次性為750個家庭提供所需電力。Google計畫在2030年前完全使用零碳排能源,因此2021年Google與Fervo簽下共同合作打造地熱能源,由Google研發AI和機器學習系統以增進Fervo 系統的效率,將乾淨能源提供給Google位於內華達州的數據中心,這是EGS增強型地熱系統首次被證實可具備商用規模。

伍、臺灣地熱發電潛能與發電展望

早在1977年時台灣就已經成為全球第14個地熱發電國,在宜蘭清水成功建置3,000KW的地熱電廠。不過1993年,該地熱發電計畫告終,台灣地熱發電進入寒冬。2013年中央地質調查所陳棋炫博士稱,經歷年探勘、調查臺灣地熱結果,以國際常用的估算法,估計有接近40 GW地熱發電潛能;2016年臺大地質系宋聖榮教授估計,若將新北大屯火山群、宜蘭清水、土場、南投廬山、花蓮瑞穗、臺東霧鹿、金峰、金崙、高雄寶來、嘉義中崙及臺南關仔嶺等溫泉勝地的地熱發電潛能合計,臺灣擁有逾33,640 MW的地熱資源,約等於24座核四廠的發電量。政府於2016年國家能源政策中,即已提出2025年再生能源占比20%的目標,希望能提升能源自給率,除了太陽能、風力及水力發電外,應積極開發地熱能。2016年由宜蘭縣政府辦理「清水地熱發電BOT及ROT案」、2018年能源局與新北市府合辦「新北市硫磺子坪地熱發電示範區」,都由政府出面協助計畫。硫磺子坪示範區的設計是,不用給付土地租金,並提供業者最高一億元及不超過總投入金額50%的鑽井補助金。

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