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熱力四射!──台灣地熱探勘與潛能展望

2002/12/05 經濟部能源局 點閱人次: 811

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■撰文/圖片:林錦仁

地熱能,簡稱地熱,係地殼內之高溫熱水汽資源,可開發用來發電,及做為工業上加熱或農業上溫室培育等多目標之利用。自從1904年義大利拉德瑞羅(Larderello)地熱田首次成功的利用地熱發電以後,紐西蘭、日本、美國、冰島、菲律賓、印尼及土耳其等國均競相開發利用,蔚成風潮。

自1973年發生石油危機以後,世界各國更不遺餘力的從事計劃性的地熱探勘,希望儘速開發自己國內的自產能源以取代石油,從而減少對石油輸出國家的石油進口依賴。目前美國之地熱發電力3,400MW,世界第一,其次為菲律賓2,000MW、墨西哥1,000MW,義大利900MW,其餘國家亦積極開發中。

台灣地處環太平洋地震帶與火山區,地熱蘊藏條件頗為優異,政府鑑於開發地熱能源對促進台灣經濟發展之重要性,自民國54年起開始台灣地熱資源之探勘與生產。在經濟部礦業研究所與中油之合作探勘下,先後曾在台北大屯山及宜蘭清水、土場等地熱區實施鑽探,均鑽獲豐富之高溫熱水汽。國科會並進一步在清水地熱區利用地熱試驗發電成功,為我國地熱發電開啟了新紀元。

大屯山地熱區

大屯山地熱區位於台灣北端之大屯山火山群內,其地表大部份為由火山噴出之安山岩流所覆蓋,部份則為沉積岩之中新世五指山層。本地熱區之地熱活動頗為熾烈,南起新北投,北止金山間,總長約18公里的地帶內,計分布有大磺嘴、馬槽、死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區,區內並有暴露高溫溫泉及噴嘴汽孔等二十餘處,地熱蘊藏之潛能顯示頗為優越,因此被選定為台灣第一個地熱探勘之地區。

本地熱區自民國54年起,經由礦研所所鑽之16口,自68至519公尺深不等之淺井,及中油所鑽之4口,自1,008至1,510公尺深之深井,相繼鑽獲大量之高溫熱水汽。若以中油鑽探該區最深的E-208號井為據,其鑽獲之熱水汽溫度高達293度,流量每小時33噸,根據國外地熱專家之估計,本地熱區之熱水儲蘊量,至少可提供發電100至500MW之譜,足見其地熱蘊藏潛能之優異。

本地熱區雖經鑽探證實蘊藏豐富之熱水汽,唯目前所鑽之熱水汽大部份呈酸性,以致井內套管易受蝕壞,終致無法利用發電。因此自62年起,鑽探工作乃停頓下來,同時著手研究如何避開酸蝕問題,以做為未來選定井位之依據。而事實上,這種情形在日本九州之八丁原地熱田也曾發生過,其2號井生產之熱水汽酸鹼值達2.4,屬強酸性,但其他井則生產呈弱鹼性之熱水汽,極適合發電之用,於1977及1988年先後建造完成二部各55MW的發電廠,合計發電力110MW,成為目前全日本發電力最大的單一地熱田,迄今仍正常穩定運轉中。

清水、土場地熱區

大屯山地熱區之鑽探工作暫告停頓後,政府為積極推展其他地熱區之探勘,乃開始全台灣地熱徵兆區之調查與研究,並由礦研所選擇宜蘭土場地區,鑽探共7口深161至543公尺之測溫井,然後在鄰近之清水地區鑽探共8口深450至501公尺之測溫井,結果在兩地均鑽獲溫度為73至173度之熱水汽,證實此地區可能蘊儲頗為豐富之高溫熱水汽。

中油為進一步開發生產此區之熱水汽,自民國65年起,繼礦研所之後也曾在土場、清水地熱區共鑽探了15口深902至3,000公尺之深井,結果大部份均曾鑽獲高溫熱水汽,其最高溫度為230度,土場總流量約為每小時178噸,清水總流量約為每小時670噸。

清水、土場(含仁澤)地熱區位於台灣東北部之亞變質岩區,判斷其地下熱水汽乃非直接與火成岩接蝕受熱形成,故鑽獲之熱水呈弱鹼性,頗適合於發電利用。國科會乃利用中油清水4號地熱井之熱水汽,試驗發電成功,證實具發電潛力。復根據國科會之研究結果指出,本區之熱水汽若以雙閃發式(Double Flash)發電,總流量每小時310噸之熱水汽至少可發電6MW,以此類推,清水地熱區總流量每小時670噸,可發電約12MW。當然本區之地熱蘊藏量應不只於此,因此,如繼續鑽探開發以供運轉更大之發電廠,應是指日可待。

其他地區之地熱潛能

台灣之溫泉據文獻記載計有83處之多,這些溫泉之地面溫度可能已受到地下水冷卻影響,自不能代表地下熱水之原始溫度,而必須根據溫泉化學分析,才能推算出熱水之原始溫度,俾以評估其地熱潛能。

根據調查42處溫泉之地球化學分析結果,計發現有27處溫泉之熱水原始溫度顯示在150度以上,其中亦有13處之溫度高達190度,足見除大屯山、清水、土場幾個已知地熱區外,亦有其他具地熱潛能之地熱區仍多。未來值得進一步優先探勘之地熱區計有烏來、礁溪、廬山、關子嶺、中崙、瑞穗、嘉蘭、金崙及知本等處,其中廬山、瑞穗、嘉蘭、金崙及知本等地熱區經中油鑽探測試,均有良好結果。

地熱開發及其未來

地熱係廉價的能源,開發及利用均不繁難,且無環境污染情形。自從能源危機發生後,世界各國均致力於地熱探勘、開發與利用,我國亦不例外。台灣的地熱探勘早在民國54年便開始,並曾在台灣各地之溫泉地區完成地球物理化學探勘,以及小口徑之淺井鑽探工作,均獲致良好成果。且根據礦研所早期評估,全台灣之地熱潛能應可供發電100萬瓩,顯現開發利用之優異潛力。另外為積極有效開發台灣地熱的需要,地熱人才之培訓亦相形重要。(本文作者為中油台探總處退休員工)


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