綠能新世代/漲電價不可逆?尋求新解方 地熱與它的產地 邁向深層之路

宜蘭員山案場是首座地熱探測井,宜蘭這塊的雪山地質屬於年輕造山帶,與西部大不相同,如果能訓練出技術精良的部隊,那對臺灣地熱的未來將大有助益。記者遊昌樺/攝影

相較其他再生能源,地熱發電具備發電案場面積小、不受天候影響的多個優勢,於是,2021年底,清水地熱電廠正式商轉,也代表臺灣地熱產業正逐漸復甦。目前臺灣更把地熱新世代的希望,瞄準地底3000公尺起跳的「深層地熱」。聯合報影音專題-地熱與它的產地,第一則「邁向深層之路」,鏡頭從宜蘭員山開始,隨着鑽井團隊的鑽頭逐步往地底4000公尺邁進,如何突破各個地層巖性的種種限制?未來地熱電廠相關的建廠、維運、管理等地熱產業人才,是否開始儲備?這都是地熱產業鏈如何成型,甚至在地化的最大關鍵。

2024年底,中研院選擇宜蘭縣員山鄉,透過大地電磁、震波成像法等技術,先建立地下熱源3D模型,與中油攜手合作,目標在2025年6月,找到地底4000公尺的深層地熱。中央研究院地球科學研究員李建成表示,如果光從縣內多處溫泉跟宜蘭外海的龜山島,就可以知道宜蘭下方儲藏優良地熱環境,但這股地熱有沒有更好的取熱點?進而運用在發電,那就需要更多的研究與鑽探。模型預估,宜蘭員山深度在3至5公里的深層地熱,發電潛力約20至30MW。中油地熱處處長陳炳誠則表示,希望能在這裡找到180度左右的能量來做地熱發電,屆時可望引入EGS增強型地熱電廠。

有別於清水、金侖這些溫度低於150℃的傳統淺層地熱電廠,EGS電廠的回注井,穿過富含熱水的地熱儲集層,直達高溫岩層,透過工程注水加熱岩石後,再靠水蒸氣推動發電系統,換言之,只要能鑽到深層地熱的熱,就能避開地熱儲集層不夠大的問題。經濟部以營運30年估算,首座深層地熱電廠建置費用約150億,每度電成本6.5元,目標在2030年全臺地熱量能要達到1.2GW,足足是2024年7.49MW的162倍,之所以要往深層地熱大步邁進,也是因爲國際新案例,點燃臺灣地熱希望。

臺大地質科學系教授宋聖榮表示,美國Fervo Energy持續推動增強型地熱系統(EGS)計劃,鑽井速度跟成本都大幅提升,不只在內華達已經成功運轉發電多年,也預計2028年在猶他州達到滿載,輸出 400 MW 提供不間斷電力。臺灣地熱資源發展協會(TGA)常務理事王守誠則說,臺灣發展地熱的關鍵就是,怎麼去吸引國際的鑽井團隊一同開發合作,並且快速複製這些先進技術。

可複製,也就代表是否能在全臺遍地開花?因爲火山活動與過往板塊擠壓的關係,臺灣蘊含豐富地熱,經濟部地礦中心找到10個地熱潛能區,截至2月底,臺東延平、花蓮瑞穗都有150度以上的高溫,臺北大屯山更是高達245度

。於是,目標發電量25MW的宜蘭員山案場,等於是全臺明星地熱打線的第一棒,中央研究院地球科學研究員李建成則說,既然是首座地熱探測井,那也無疑有練兵意味,但宜蘭這塊的雪山地質屬於年輕造山帶,與西部大不相同,如果能訓練出技術精良的部隊,那對臺灣地熱的未來將大有助益。

不過,這練兵的過程讓中油鑽井團隊吃足苦頭,中油石油開採工程監楊昀叡解釋,這塊地並不如過往教科書上展示的地質一樣,是層層壁壘分明的剖面圖,反而像是各種頁岩、變質岩揉在一起的麪粉,他們得不停更換鑽頭設計以及參數,才能往地底前進,楊昀叡在現場指着各個鑽頭苦笑說,這些鑽頭肩部的牙齒都掉了,被下方的四棱砂岩磨損到像是饅頭形狀,「順利的話,平均每天的鑽進率大概可以打30米,但有時不順利,往往一天鑽進率不到10米」。聯合報採訪團隊二月親自踏上鑽井平臺,當時的鑽進進度約在400公尺左右。

一個井再難但總會打完,不過若要快速複製,數年內完成超過百倍地熱目標,是否目標高於實際量能,也得打上問號。

臺大地質科學系教授宋聖榮表示,國外鑽三千公尺,有時號稱一個多月就能鑽完,但國內的學習曲線卻無法傳承。中油地熱處處長陳炳誠則說,臺灣本身不像國外有大量的石油與天然氣,自然沒有產業支撐,甚至連技職、學院體系的培養都沒有。楊昀叡感嘆,一個班長就要培養10-20年,但又只能在實戰環境養成,偏偏鑽井團隊屬於高危險高勞力高污染的三高環境,人員流動率大,造成鑽井人才的稀缺,成爲第一線團隊最大困境。

除了深層地熱受到矚目,火山型地熱該怎麼突破強酸,也是臺灣地熱如何大步往前的另一指標。結元能源由地礦中心委託,趕在農曆年前,進行大屯山馬槽地熱產能測試,馬槽鑽井約1100公尺就有245度的熱能,經濟部地礦中心科長陳棋炫解釋,這些蒸氣代表熱焓量高,也就是說發電的容量會比一般流體的來得好,經過初步測試,馬槽pH值約4-5,等於是說沒有那麼酸,未來可期。結元能源總經理林伯修說,結元能源長期在大屯山羣開發,旗下的四磺子坪、硫磺子坪,兩個電廠合計發電容量5.4MW,他們也會針對各案場的材料進行修正,他樂觀表示,未來大屯山地熱發電量超過百GW並不難。

而王守誠也提醒,這些案場持續出現高溫固然是好消息,但也等於接下來會打到250度的地熱是很正常的事情,那就牽扯到更復雜的地球化學反應,畢竟在更深、更高溫的地方鑽出來的水,其實溶解的礦物質更多,所產生的化學反應跟淺層地熱150度的熱水是不一樣的,他也呼籲臺灣對於地熱產業鏈需要提前佈局與因應。

從宜蘭員山開始,記者隨着鑽井團隊的鑽頭逐步往地底4000公尺邁進,如何突破各個地層巖性的種種限制?未來地熱電廠相關的建廠、維運、管理等地熱產業人才,是否開始儲備?這都是地熱產業鏈如何成型,甚至在地化的最大關鍵。記者王彥鈞/攝影

目標發電量25MW的宜蘭員山案場,是全臺明星地熱打線的第一棒,而員山一號井更是全臺首座的深層地熱探測井,目標要打到地底四千公尺。 記者遊昌樺/攝影