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綠能科技大步走/地熱發電 再生能源生力軍

2019-02-01 10:06工業技術與資訊

工研院成功打造國內第一座300kW雙循環地熱發電機組,目前在宜蘭清水地熱公園24...
工研院成功打造國內第一座300kW雙循環地熱發電機組,目前在宜蘭清水地熱公園24小時併網運轉中,對帶動國內地熱產業鏈有相當正面的效應。
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【撰文/唐祖湘】

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。地熱發電因不會造成二次污染且能24小時產電,極具開發價值。全球地熱資源的分布主要集中在3個地區:第一是環太平洋火環帶,含美國、紐西蘭、印尼、菲律賓、日本與台灣;第二是大西洋中洋脊帶的部分海洋,含北部的冰島;第三是地中海到喜馬拉雅山一帶,包括義大利和西藏,目前全球共有76個國家、約700個地熱開發計畫進行中,且裝置量持續增加中。

綠能發電新技術 地熱發電再現生機

台灣早在1960年代便開始進行地熱資源的探勘早在1960年代,台灣便投入地熱能研究並進行資源的探勘評估,其中以大屯山地熱蘊藏最豐,但考慮到高潛能區經常位於國家公園內,且地熱水具強酸腐蝕等問題,故轉而以宜蘭清水為優先開發基地,並建立了清水地熱發電廠,讓台灣成為全球第14個地熱發電的國家。當時清水電廠僅利用蒸汽生產,每小時最高發電量可達2,100千瓦(kW),估計可讓2,000台以上的冷氣同時運作。但受限當時生產技術,結垢物快速沉積於井壁,造成井管阻塞,蒸汽產量逐年遞減,發電效率下降,清水地熱電廠於1993年暫停發電。

近年清水地熱電廠在能源局、工研院及民間業者共同努力下重新啟動,透過高效率ORC發電系統,目前前導試產之局部發電量已可供清水地熱公園全區使用,而宜蘭土場、花蓮瑞穗、台東知本、金鋒、金崙等地亦陸續恢復地熱開發計畫,希望在2025年能達到200兆瓦(MW)發電裝置容量的目標。

工研院綠能與環境研究所組長顏志偉表示,地熱發電的優點在於具有相當穩定的特性,「不同於太陽能、風力等再生能源,地熱發電幾乎不受任何氣候因素影響,可24小時供電,且發電過程安全。」不過,當前地熱開發挑戰在於舊有探勘資料仍顯不足,可開發地熱潛能區仍待進一步鑽探確認,並可藉由地熱概念模式的建立,提高地熱潛能掌握度。

為此,工研院在能源局的支持下,逐漸在高潛能區進行補充調查及資訊整合,並建立地熱資料庫吸引產業投入。此外,為達到2025年國家再生能源目標,能源局推動集中式與分散式並行開發,並提供地熱發電「前高後低」的躉購費率(前10年6.1710元/度,後10年3.5685元/度),希望鼓勵國內外業者與資金投入開發行列。

在集中式開發方面,大屯火山群為台灣最大地熱開發潛能及蘊藏區,受限國家公園法,部分高潛能區因位於國家公園而無法開發。由於火山型地熱地下水酸度偏高,開發必須克服材料腐蝕的問題,若法規與管材技術能夠有所突破,整體地熱發電容量勢必會明顯成長。

地熱發電幾乎不受任何氣候因素影響,可24小時供電,且發電過程安全。圖為民眾位於宜...
地熱發電幾乎不受任何氣候因素影響,可24小時供電,且發電過程安全。圖為民眾位於宜蘭清水地熱公園,使用來自地熱的電力充電。
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借鏡紐西蘭 國際開發地熱夥伴

與台灣同位處環太平洋火環帶的紐西蘭,發展地熱已超過60年,地熱發電裝置量達1,005MW,居全球第四,地熱產業鏈發展成熟。工研院近年與紐西蘭交流密切,除共同參與、舉辦地熱國際研討會外,2018年3月,經濟部能源局、工研院率團前往紐西蘭參訪地熱研究相關單位,取得寶貴經驗並建立實質合作平台,年底更雙雙榮獲澳紐商會頒發「紐西蘭台商夥伴商業傑出貢獻獎」,兩國在推動地熱發電的努力上有志一同。

工研院2005年開始投入溫差發電技術研究,發展國內自主海洋溫差發電及廢熱發電機組技術。工研院以此成熟技術投入地熱高效能機組研發,花費2年時間,成功打造國內第一座300kW雙循環地熱發電機組,由國內廠商整機製造,目前在宜蘭清水地熱公園24小時併網運轉中,對帶動國內地熱產業鏈有相當正面的效應。

顏志偉也建議,國內地熱發展策略應「由淺而深」,短、中期加速推動淺層地熱,以符合國家2025年能源目標。下一階段將逐步向國際間亟待突破的深層地熱研發邁進,以達成高經濟效益及低風險之目標,讓地熱發電此一環境友善且穩定的發電模式,能成為我國重要的再生能源之一。

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工業技術與資訊

1991年創刊的《工業技術與資訊》月刊,為工業技術研究院發行之全院性對外出版品,主要提供工研院重大技術發展、相關產業趨勢、技術移轉成效等內容,為一般大眾接觸工研院的管道之一。工研院是台灣最大的產業技術研發機構,不論技術引進、人才培育、育成中心、技術服務移轉,對台灣中小企業的發展具有舉足輕重的地位。

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