新政府上台後,未來 5 年台灣地熱能源的蓬勃發展契機

作者 | 發布日期 2016 年 02 月 24 日 10:30 | 分類 太陽能 , 能源科技 , 風力 follow us in feedly

2016 年總統大選結束後我們看到各方面有不少改變,像是台電對再生能源的投資及未來能源需求評估也終於面對現實。對於再生能源產業來說,風向球很明顯已經變了。環顧全球,肯亞、土耳其、紐西蘭、冰島、墨西哥、印尼、菲律賓都已經將地熱做為主要基載能源,鄰近的日本正積極推動節能及地熱發電以取代核電的缺口,國際上的人才技術交流,促使過去 5 年是地熱成長最快的 5 年。



然而過去台灣的地熱發電規劃只有目標及研究,缺乏可行策略及關鍵技術,從 2003 年試圖重新發展至現今,還未接上電網供應一度電,相較德國過去 7 年已經慢慢開發出 27.5Mwe(BERTANI, 2015),台灣還需要努力。這篇文章將綜合筆者近期與多位專家的交流,提出台灣 5 年內即可達到 600Mwe 地熱發電的必要條件。

 

2050 解決方案達成 100% 再生能源目標

巴黎氣候高峰會(COP21)可以看到各國設計的政策工具,訴求於大幅度減少產業對於傳統能源的倚賴,而實際上連工業大國德國及第三世界國家都大幅度達成預定目標,並且幫助能源結構轉型,創造更多工作機會。這些再生能源的好處是過去在京都議定書時期還無法實際感受到的,也直接促進各國參與的意願。但少有人注意到 COP21 期間史丹佛大學發表的《解決方案計畫》(The Solution Project),這個計畫的目標是協助各國制訂 2050 年達到 100% 的可行策略,總共分析了 139 個「國家」,是的,名為 Chinese Taipei 的(中華民國)台灣也在其中。100% 再生能源的台灣,每年可省下外購燃料的 1.5 兆台幣,表示至少創造1.5 兆以上的再生能源市場,而且中小企業可以雨露均霑,而非國營事業或轉投資子公司獨佔。

外稿

▲ 《解決方案計畫》關於台灣在 2050 年 100% 再生能源的推估情況。

在《解決方案計畫》中,台灣達到 100% 再生能源的情境目標,其中 38% 的離岸風電、27.2% 的地熱發電(裝置容量約 30.3Gwe,均化成本為每度電 0.106 美元)、26.6% 太陽能電廠,其他種類的再生能源比率各約在 3% 以下。換言之,這 3 項再生能源是「國家發展基金」、「石油基金」及科技部「國家能源計畫」需要積極投入產學合作的新能源產業,目前這 3 項再生能源在台灣的現況是:專業人才培育不足、需要大量倚靠國外先進技術,如同 1980 年代政府主導工研院(ITRI)培植半導體產業,引進超大型積體電路(VLSI)技術及建立科學園區配套法規,而造就台灣的 IC 產業根基。唯一的差別在於,再生能源是扭轉溫室氣體排放的「生機」。

外稿

▲ 德國最先進的自動化鑽井機,用於科學鑽井、石油鑽井、地熱鑽井等用途。

民進黨的 2025 年地熱發電量的是 600Mwe

檢視 2025 年地熱發電 600Mwe 的目標,對於目前主流的地熱發電技術來說,並沒有太多困難。全世界地熱生產井平均的單井發電量是 6.8Mwe,單一生產井發電量最大可達 52Mwe,但台灣仍缺乏關鍵的地熱高溫鑽井技術,根據工研院過去的研究報告(李清瑞等,2002),生產層在發生礦物質結垢問題之前就已經被鑽井泥漿嚴重阻塞,導致清水地熱初期的生產井產能只有世界平均值的六十分之一。

此外,德國的地熱井至少深達 4,000~5,000 公尺,是全世界最深的地熱井,但他們也開發出最先進的自動化鑽井機(Terra Invader),將原先 12 名專業鑽工的人力配置縮減至 4 名專業工程師操作鑽井機,大幅降低工安風險及成本

國際地熱鑽井專業團隊會根據 NZS:2403 的標準設計施工地熱生產井,目前業界標準 2,500 公尺生產井的合理作業期程是 32 天,2015 年初印尼 Chevron 團隊的新紀錄則是 20 天,大幅降低地熱發電的開發成本。希望這些資訊有助於經濟部及科技部修正對地熱發電的誤解,並合理規劃未來能源架構。

外稿

▲ 由世界銀行集團(World Bank Group)贊助出版的地熱手冊(Geothermal Handbook)引述  Stefanssson(2002)統計全世界地熱生產井的發電產能分布表。

目前科技部對於 2016 年地熱發電目標是 1Mwe ,但目前耗費數億元只完成初步地質勘探及發電機組研究,缺乏整體電廠規劃及「產學合作」團隊,實不易達到原先目標;而 2011 年時經濟部原先的目標是 2012 年於清水地熱區設置 1MW 示範電廠,長期開發大屯火山區地熱能,並於 2025 年開始開發深層地熱(能源報導,2011), 2030 年達到 200Mwe 的目標,僅佔再生能源裝置容量的 1.8% ,而民進黨政府預計要提前 5 年完成 3 倍的裝置容量;若要達到 2050 年 100% 再生能源的目標, 2025 年要進入技術成熟期,每年發展目標提高 18 倍。以技術密集度高的產業特色來看,這樣的發展速率可行性極高,但是需要哪些基本條件?

地熱發電產業需要不同專業領域互相配合,大部分是進行探勘調查及實驗室工作,以建立更精準的地熱概念模型,唯一具有生產效益的步驟是鑽井,因此從地熱生產井所需的完井時程可以推估建置發電容量的速率。以一組專業團隊每年 10 口生產井估算,裝置容量的極大值僅 68Mwe,9 年內達到 600Mwe 目標的必要條件是培植 2 組以上的專業鑽井團隊。若要達到 2050 年 30.3Gwe 的理想值,則需要 13 組不同專業領域的團隊,部分可委託國外專業團隊協助,目前肯亞的情況即是國外團隊扶植當地團隊一同發展技術及開發地熱,得到北歐發展基金(Nordic Development Fund)、世界銀行組織的大力協助。全力發展專業團隊是斷絕仰賴「骯髒能源」的必要途徑。

(首圖來源:達志影像) 

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