美國能源部地熱願景:2050 年地熱占美國總發電量 8.5% 與冷暖空調能源需求 23%

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 02 日 8:00 | 分類 科技政策 , 能源科技 follow us in feedly


美國不僅太陽能、風能地理資源豐富,同時也蘊藏大量地熱資源,但是到目前為止,美國太陽能、風能已經蓬勃發展,地熱發展卻遠遠落後,不過雖然地熱產業本身相對停滯,頁岩氣與頁岩油的大爆發,讓地熱所需的探勘與鑽探技術領域都有突破性進展,逐漸興起一種看法:是否地熱也有機會像當初的頁岩氣革命一樣,沉寂已久後有爆發性的發展呢?顯然美國能源部對此看法站在肯定的一方。

美國能源部 2019 年發表的最新報告《地熱願景:駕馭我們腳下的熱能》(GeoVision: Harnessing the Heat Beneath Our Feet),對地熱發展表達高度重視,能源部表示地熱是幾乎取之不盡,身為可再生能源,既能隨時可用可以充任基載,又能隨時依需求彈性發電,而且地熱資源遍布美國 50 州,是美國用電與冷暖空調的絕佳資源,更有助於提升美國的能源多樣性,以提升能源安全。

《地熱願景》 認為地熱是「美國尚未汲取的巨大能源蘊藏」,過去因為技術因素,地質資料的缺乏,以及行政阻礙,例如土地取得等相關問題,嚴重妨礙了美國的地熱發展,若開始積極解決這些問題,美國地熱發展速度將遠遠快於如今程度。其中,增強型地熱系統(Enhance Geothermal System,EGS)技術將是關鍵,增強型地熱系統指當地熱資源本身沒有相對應的蒸氣或熱水可供利用,由地面上從注水景注冷水進入乾熱岩層,加熱後,再由生產井抽出熱水或蒸氣來發電,可大為擴展地熱發電應用範圍。

報告中指出,科技進步降低成本也擴大地熱發電應用的地理區位,探勘技術與管理技術的進展,都將大幅降低地熱發展的成本與風險,在此情況下,到 2050 年,美國地熱發電將比今日的規模增加將盡 26 倍,總發電容量達 60 吉瓦(gigawatt),佔屆時美國總安裝發電容量的 3.7%,實際發電量則將占美國全年總發電量的 8.5% 之多。

除了技術方面的突破,其實各國地熱發展的最大障礙往往是法規,土地取得與許可往往被劃為與其他對環境破壞較大產業一樣,甚至更複雜的審查流程,曠日廢時,造成行政成本激增。報告發現,美國對地熱的審查規範,如果能降到跟油氣產業一致即可,就能大為降低地熱開發成本,並促進開發許多新資源。報告認為,即使不論科技的進步,光是最佳化審查流程,就足以讓美國地熱發電規模從當前的 6 吉瓦,至 2050 年超過倍增到 13 吉瓦,可見相關法規阻礙有多大。

除發電外,地熱還有直接使用為熱水與暖氣熱能來源,以及透過熱泵成為空調能源來源的利用方式,直接使用部分,2017 年美國有 21 處直接使用地熱的設施,供應 4,500 萬戶。地熱冷暖空調方面,目前全美相關應用規模大約 16.8 吉瓦,相當於供應 200 萬家戶,《地熱願景》認為若能徹底發揮技術發展以及美國地熱資源的潛力,可望將規模擴大為 14 倍,供應 2,800 萬家戶,在 2050 年占美國住宅空調市場 23%。

若美國能實現這些願景,至 2050 年在電力部門將可減少二氧化碳排放 5.16 億公噸,冷暖空調部門將可減少 12.81 億公噸,總計減少的二氧化碳排放量將相當於減少 2,600 萬輛燃油汽車。

在太陽能與風能的快速發展下,地熱顯得相當邊緣化,但如今不僅技術進步讓地熱發展重新出發,美國政府對地熱的重視程度也提升,積極推動將國內地熱資源,轉換為穩定又能彈性取用,能源自給的無碳能源,而頁岩油氣革命引領的地質探勘鑽掘技術大爆發,也為地熱打下了良好的基礎,若一切如美國能源部的預測,地熱很快將會是人類對抗全球暖化的重要手段之一。

(首圖來源:shutterstock)

延伸閱讀: