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地熱發電是目前唯一成熟的基載型再生能源,台灣在 1970 年代已探勘出多處超過 150 度高溫的地熱田,曾經是全球第 14 名地熱發電國家,但過去四任總統任期內都無任何地熱電廠建立,一般能源專家也表達對地熱發電可能性的懷疑,到底發生什麼事呢?若以新政府 2025 年地熱能源目標來看,地熱發電是未來 10 年至少 900 億以上的綠能商機。

技術斷層且交流不足的弊害

細數台灣的地熱發電,最早在宜蘭縣清水地熱區使用石油鑽井的傳統泥漿工法搭配蒸氣發電機達到最高 1.18MWe 的發電量,之後衰退到 0.18MWe,地熱發電經驗也隨著石油危機結束而消失了。我們與先進地熱國家存在 28 年的技術斷層,直到近期中油、台電因應綠色能源的需求才再開始準備投入地熱發電技術。但 2015 年台灣出席國外地熱國際會議的專家少於 15 人次,與國際專業社群的資訊交流不足,錯誤及偏頗的訊息阻礙地熱能源發展,主要分為「經濟面」、「風險面」、「資訊誤植」等 3 個面向,反映出「經濟部」經常是錯誤資訊的來源,因此我們應該先面對國內對地熱發電的誤解,以凝聚社會對於永續發展的共識。

關鍵時刻仍缺乏決心

李遠哲前院長近期有多場演講提到「全球氣候變遷危機」的急迫性,台灣正處於急速減碳、能源與社會轉型的關鍵時刻。此時,原訂 2015 年 12 月底公告的宜蘭清水地熱 BOT 案已悄悄延後至 2016 年 4 月仍無下文。馬來西亞則已經在紐西蘭奧克蘭大學的協助下開始在 Tawau 島的地熱發電計畫,即將成為全球第 26 個地熱發電國。發展分散式地熱發電廠可連帶建設偏遠地區道路、水、電等基礎設施,最近佔據新聞版面的肯亞,在 2014 年即增加了 358MWe 的地熱發電裝置容量,甚至預計 2030 年要達到 17,500 MWe 的地熱發電容量(The World Scientific Handbook of Energy, 2012)。

REN21 2014

 REN21 報告提出國際地熱發電 2014 年新增裝置容量。圖片來源:REN21 報告

經濟部在「經濟面」的錯誤引導

回頭看看「經濟部」過去對於地熱發電提出哪些「經濟面」上的誤解,導致地熱躉售電價(FIT)的獎勵措施至今無人申請。

2015 年的「全國能源會議」上,經濟部提出地熱面臨的問題是「國土限制及發電成本高:台灣地狹人稠,地熱區集中於地質敏感區,單位國土面積可發展之地熱發電較國際差。且增強型地熱系統(EGS)技術尚未成熟,實際可開發量仍視其技術成熟度而定,且地熱發電成本較高,經濟誘因較不佳,致使地熱電廠推動困難。」2015 年「能源開發政策評估說明書」(初稿)提到「台灣傳統淺層地熱系統多屬變質岩裂隙型,地熱效益相對較低,經評估淺層地熱可開發量約 15 萬瓩,發電成本達 4.93 元 / 度。我國淺層地熱開發潛力場址大多位於國家公園範圍內(如大屯山),開發限制較多;至於深層地熱仍在研發階段,目前國際間亦尚無已商轉之電廠」。經濟部的看法呼應了核能產業人士對於地熱發電的偏見,可參考陳立誠先生的投書及著作「氣候與能源的迷思:2 兆元的政策錯誤」。

國際上現況是,位處於造山帶國家的土耳其,在 2010~2015 年增加了 500MWe,而且政府收購的電價只有 0.1 美元 / 度,約為台灣躉售電價的三分之二。他們的地熱地質條件也是屬於「變質岩裂隙型」,地熱電廠一般規模約在 20MWe,土耳其成功的主因在於政府積極開放再生能源市場,因此國際地熱團隊樂於在當地培育所需專業人才,使得地熱發電成本大幅降低 30~40%(Mike Long, 2016),台灣若積極學習發展策略,地熱發電的成本也可能在 600MWe 後大幅降低。

另根據 2014 年「能源產業技術白皮書」,國內主要天然(原文為「傳統淺層」)地熱區包括大屯火山、清水、土場、廬山、知本、金崙等,僅有大屯火山大部分位於國家公園,大部分都不是中央地質調查所公告之地質敏感區,實際上近年來科技部國家能源主軸計畫已發現更多具有高溫地熱徵兆的區域,因此經濟部的說詞顯然與現況不符。

此外,日本在 2012 年 3 月將國家公園進行地熱開發的法規鬆綁後,環境省(相當於環保署)同意在國家公園內進行低成本垂直試鑽,經產省(相當於經濟部)也透過獨立行政法人「石油天然氣金屬礦物資源機構」(JOGMEC)擔保,貸款 45 億日圓給福島縣及大分縣業者進行地熱發電(自由時報,2014-04-28);鼓勵國家公園發展再生能源以及提供發展再生能源貸款擔保,都是新政府可以仿效的友善制度。

環評審查對「風險面」理解的不足

「風險面」的誤解可以透過國內第一件地熱電廠環境影響評估案看到其「破壞性」,參考 2015 年 11 月的媒體報導:地熱發電可行嗎?環評審查提多項要求,環評審查委員認為「針對開發行為是否引發地震的可能風險,應蒐集國內外有關地熱開發或地質研究調查相關資料(含宜蘭地區),並釐清國內外類似開發行為與地震活動的關係」。這一段文字讓人誤解鑽井過程會導致地震,實際上在地熱發電過程,與地震活動最相關的因子是抽取與回注的流體體積差(Brodsky & Lajoie, 2013)。

在 2009 年美國科學人雜誌(Scientific American),由地震學家 K. Harmon 說明從 1960 年以來,地熱引發的最大地震小於規模 4.5,而地熱開發引起大地震的機會極低,原因是規模 6.0 以上的大地震需要大斷層,業者不可能刻意在與大斷層交錯的區域進行地熱開發。但對於 EGS 而言,雖然大部分引發的微地震在規模 2.0 以內,但曾經在奧克拉荷馬州造成規模 5.6 的地震,目前廢水回注引發地震災害的案例以油氣田恢復工法及 EGS 的水裂法為主,在 30,000 口以上的回注井中,只有少數因回灌極大量的廢水或/及直接影響基盤斷層的壓力而誘發規模 2.0 以上的地震(Ellsworth, 2013)。參考幾個地熱發展國家的環評法規,其實在一定規模(10~60MWe)內的地熱電廠,只需要由相關單位進行詳盡的長期環境監測,而不需要環境影響評估審查。

政府機關對「資訊誤植」的責任

「資訊誤植」造成的誤解,主要出現在科普媒體上,例如「利用地球的熱情發電吧:深層地熱發電」,是一篇文筆流暢的科普文章,刊登在科技部的「科技大觀園」網站,但是由於主題是深層地熱發電,因此忽略了國際上大部分的商業地熱電廠都不是「深層地熱」,台灣清水地熱的失敗算是特例,而且將「深層地熱」與「加強型地熱」混為一談。「深層地熱」一詞原文是「deep geothermal」,加上「deep」一字是由於德國近十年的地熱發電生產井深度都在 4,000~5,000 公尺,高於國際上地熱井經濟效益深度 1,000~3,000 公尺;「增強型地熱」(Enhanced Geothermal System,EGS)是另一種分別由澳洲、瑞士及美國發展中的新技術,應用在無裂隙、無水的高溫岩體的地質環境,主要差別在於利用水裂法製造人工裂隙,製造人工的地下水循環,因此能讓地熱發電的可能性擴展到非地質活動區,如澳洲內陸。其深度仍以 3,000 公尺內為主,僅有 5 個商業化及研發階段的 EGS 生產井超過 3,000 公尺(Breede, et al., 2013),而非 3-6 公里深的地熱井叫做 EGS。但國內相關單位常常用 EGS 做為「深層地熱」的同義字,且帶有成本極高、技術不成熟的暗示,已造成社會大眾及非地質背景的能源專家誤解,誤認台灣要在 2035 年以後才能發展地熱發電,而否定地熱發電的發展價值。

Enhanced Geothermal Systems

▲ 美國能源部地熱科技辦公室舉辦的 2014 地熱發電視覺化資訊圖表競賽得獎作品,解釋 EGS 是以人工裂隙及地表注水製造地熱發電的條件。圖片來源:美國能源部

地熱發電產業在國際上經歷了十幾年的發展低潮,原本在高油價才有競爭力的再生能源產業卻因福島核災及氣候變遷議題得到重視,在石油、天然氣、燃煤都在價格最低檔時快速發展,近 5 年的成長極亮眼,然而分析國內對於地熱發電誤解的原因,主要原因為國際交流不足,導致經濟部錯誤評估地熱發展重要性及策略。透過國際發展案例可看到技術斷層是可透過國際合作克服,唯有政府發展決心及國際化的制度法規才是關鍵鎖鑰。建議第一步是向國際地熱協會(IGA)、地熱資源委員會(GRC)等國際專業機構宣布台灣要開放 900 億的地熱市場及所有過去地熱探勘資料,吸引國外先進技術及能源投資,並可刺激國內過多市場游資共同投入地熱發電產業,開發更先進的複合式地熱發電技術。

(首圖來源:Flickr/≢ CC BY 2.0)

Reference: http://technews.tw/2016/04/27/geothermal-power-the-truth/

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