什麼是「地熱發電」與「誘發地震」？台灣與國際目前的發展現況？

2018/08/14, 環境

在地熱發展所引發的誘發地震案例中，多為規模1－2級的誘發地震，且相對其他因素而言形成誘發地震的比例較低，因此沒有引起太多的討論。同時已有國家，如瑞士已對地熱開採的技術與工程著手進行改良，來控制因地熱開採而發生的誘發地震。

什麼是「地熱發電與誘發地震」？

• 地熱發電

地熱發電主要能源，來自因地溫梯度變化而產生的溫度差。地溫梯度，是指地底溫度會隨著下挖的深度而提高，根據過去的鑽井探勘紀錄，亦可發現類似的狀況。全球平均而言，每下挖一公里，溫度會上升攝氏30度，但若地底有火山或岩漿等活動，溫度上升速率將會增加。

其發電的原理是透過利用地熱來加熱水體（地下水或注入水體），產生蒸汽後，作為動能推動渦輪機旋轉發電。一般而言，鑽井的井口溫度達到攝氏80度，即有發展地熱發電的潛能，超過130度即可直接用於發電（台灣重要的地熱潛力區，溫度分布在攝氏160－245度［1］之間）。

另外依據地熱的深度，可以分為淺層地熱（深度三公里內）與深層地熱（深度超過三公里），其中淺層地熱的發電成本較低，但有地質條件的限制，需要有多孔隙的岩層讓水流動。深層地熱則利用地底高溫，將注入的冷水加熱後，再產出熱水及蒸汽用來發電。

• 誘發地震（Induced Earthquake）

是指受到地表外部的人為因素的影響而引起的地震。這些可能的外部因素包含隕石墜落、油井灌水、油氣開採注入污水、水庫開發及蓄水等等，但這些因素只是提高地震發生的可能性，而非一定會引起地震。但若是因用強力炸藥、武器測試等瞬間能量爆發造成的震盪，屬於能量傳播，不再此範圍內。

地熱發電技術有哪些？

以深層地熱開採而言，主要有加強型地熱發電系統［2］（Enhanced geothermal systems, EGS）與閉迴路熱量收集系統（Complex Energy Extraction from Geothermal resource, CEEG）［3］兩項技術，其簡易運作原理可參考下圖。［4］EGS是乾熱岩系統（Hot Dry Rock System）的改良，運作原理需建造灌注井，直抵溫度達攝氏百度以上的無隙岩層，並以高壓將水注入，使岩層產生裂隙，以增加儲水空間，再以生產井導出熱水，使用蒸汽進行發電。

CEEG則是一種新的地熱發電技術，其概念約於1998年由波蘭籍教授Bohdan Maciej Zakiewicz提出，但過去因成本較高，多應用於家用型的系統。其原理是建立封閉式的管路，並於管路內進行冷水注入、加熱、回流的運作，其優點是可以避免與地層水接觸而產生污染，同時避免地質的局限與腐蝕結垢的問題。

但此技術的缺點在於因為沒有與地層物質接觸，若熱傳導物質無法快速補給熱給井，對於電量的維持是一大挑戰。此外因現有技術問題，一口井單位時間內可容納的水不多，產出的發電量較有限，增設多個井則有成本問題需考量。