全民可當能源富豪!台灣地底下藏著老天爺給的第3個黃金

藏在台湾地底下的地热发电潜力,至少可达40GW(十亿瓦),约等于现在台湾的总发电量。图为属火山型地热的大屯火山群。取自阳明山国家公园脸书

【文/林仕祥】

台湾能源转型7字诀「风、光、热、海、氢、储、汇」,但很少人知道,排在第3位的热(地热),其实发电潜能一点也不输前两名的风电与光电。专家推估,藏在台湾地底下的地热发电潜力,至少可达40GW(十亿瓦),约等于现在台湾的总发电量,代表台湾只要将地热潜能完全发掘出来,尽管全台其他电厂都关掉,光靠地热也足供台湾现有所需,「地热,是老天爷给台湾的第3个黄金。」

地热发电可分为:浅层地热(深度3000公尺内、利用地底下原有的热水和蒸气进行发电)以及深层地热(深度超过3000公尺、从地表向地底注入冷水,利用地底高温将之变为蒸气进行发电),2000年以前的估计资料显示,台湾的浅层地热发电潜力至少在1GW以上、深层地热的潜力则在40GW以上,开发潜力巨大。

就在上个月底,行政院长陈建仁远赴宜兰出席仁泽地热电厂的启用仪式,正式对外宣告政府已将再生能源的发展重心,逐步移向地热发电领域,过去这块较少被触及的40GW发电大饼,有望逐年落实成真。

行政院长陈建仁远赴宜兰出席仁泽地热电厂(图)的启用仪式,正式对外宣告政府已将再生能源的发展重心,逐步移向地热发电领域。取自宜兰县政府

光靠地热,就能满足台湾现在总用电量

至于40GW有多大?台大地质系教授宋圣荣用一个浅显易懂的例子说明:若台湾的地热发电潜能能完全开发,光靠地热就足供台湾现在用电所需。他指出,地热大致可分为火山、灰火山两种类型,台湾两种地热都有,大屯火山、龟山岛以及绿岛,属于火山型地热,蕴藏发电潜能约6至7GW;而包括中央山脉、雪山山脉在内的灰火山地区,蕴藏发电量则在30几个GW以上。

台电发言人蔡志孟也帮《远见》换算分析说,一般来说,地热发电的容量因数(产能利用率)都能在50%以上,远高于光电(13%至14%之间)、风电(陆域28%、离岸45%)。以40GW的总量来说,一年至少可产生逾1752亿度电,而台电2022年的总用电也不过2368亿度电,已达到73%的发电占比;仁泽电厂启用后,运转至今,容量因数均可达70%,若每座地热电厂都能维持在这样的状态,那一年就可产生逾2452亿度电,超过2022年的全台总用电量。因此,光靠地热就足供台湾现在所需的推估,并非过度乐观。

容量因数,是再生能源是否具开发潜力的重要因素,蔡志孟说,仁泽电厂的容量因数在70%,就是光电的5倍,代表「每单位的光电厂每发1度电,同单位的地热厂就可发5度电,」地热效率远高于光电,未来经济规模若出来,「不见得它(地热)电的成本会比太阳光电还高。」

3优点:基载、占地小、环境冲击轻

甚至,将台湾的地热发电潜力全换算为太阳光电,那就要200GW装置容量的太阳光电,「可能要将全台湾都铺满光电板,但它(地热)就不需要。」因此,地热单位发电量高的特色,为它带来占地面积小的优势。这点,对地狭人稠的台湾来说更形重要。

相比光电、风电这类「看天吃饭」的间歇性能源,地热发电属于火力发电、核能发电这类的「基载能源」,能提供稳定的电力来源。以光电来说,由于上午和下午的阳光为斜照,只有中午时段的发电效率最佳,一天24小时,提供最多电力的时间可能只有1、2个小时;至于风力发电,虽然台湾海峡为全球优质风场,但发电效率最高的季节为东北季风吹过的秋、冬季,而非用电量较大的夏季。囿于这些因素,台湾的能源转型不能只靠光电、风电这两种不稳定的来源,必须得找到能替代火力发电的基载能源。

就在台湾底下的地热,地面上设置的电厂随时都能向它取热发电,除非大修或故障,不然全年24小时都能提供稳定且大量的电力,这也是处在环太平洋火山带,底下蕴藏丰富地热发电潜能的国家,均非常重视这块领域的原因。

另外,地热相较其他再生能源,更有对环境冲击面较小的优势。宋圣荣以政府目前投注较大力度的光电为例,常常大家的思考逻辑是:后续技术进步,就可解决光电板后续回收的污染问题。但问题是,光电板不是一装就20年(趸购期间)不用换,由于各种因素,可能在短短几年间就要面临汰换的问题,「这些Material(材料)怎么Recycle,就又是一个大问题。」

土地问题,投资者最忧虑

不过藏在台湾地底下的这40GW发电潜能,「含量丰富是一回事,能不能取出来用又是另外一回事。」中油探采事业部执行长汤守立指出,这40GW是以全国来计算,但有些蕴藏地热的地区已有人居住,要在这些私人土地上进行钻探作业,并非易事。

若扣掉地形陡峭、人口稠密区及保护区等无法开发的区域后,政府希望到了2050年,台湾的地热开发量能达到3GW至6.2GW。

蔡志孟也说,台湾从北到南几乎处处有温泉,丰富的温泉资源就是台湾底下蕴藏大量地热的铁证,但地热要能发电,热度够不够是一大关键,「如果只有40、50度,那当然温泉可以泡得很高兴,但如果要发电,显然这样的温度是远远不够的。」另外,地热井如果无法保持原有的热度,那发电效率也会变差。

台湾从北到南几乎处处有温泉,丰富的温泉资源就是台湾底下蕴藏大量地热的铁证,但地热要能发电,热度够不够是一大关键。苏义杰摄

「有几个有意投资的财团老板有找我谈过,他们最Concern(忧虑)的是土地的问题。」宋圣荣强调,台湾地热资源虽丰富,但开发进度远远落后同在环太平洋火山带的邻近国家。以菲律宾为例,虽然技术与社会发展程度不如台湾,但菲律宾的地热发电装置容量已达逾1.9GW,排全球第三,而台湾所有的地热电厂加起来,装置容量不到8MW(百万瓦),不到别人的1/240,连零头都没有,这样的差异,主要跟政府的政策有关。

建置一个地热电厂,需先进行地质探勘、钻井等前置作业,也不像太阳能一样,光电板一插上去就可直接发电,前期的风险及成本高昂,投资金额都是亿元起跳。再加上台湾有潜力的地热区多位于高山的原住民保留地内,过去外来投资者要对这些土地进行开发,多是用「买人头」的方式进行,但常常碰到年老一辈去世后,新一辈不承认「人头」的问题,更让开发地热电厂的风险直线飙升,导致资源再丰富,愿意入局者仍寥寥无几。

土耳其地热发电10年成长数百倍,台湾可借镜

摊开全球前几大地热发展国家,宋圣荣将这些国家分为两种类型,一种是美国、菲律宾、日本等传统地热国家。这些国家的地热装置容量呈阶梯状增加,增加的时间点都与政府发布优惠政策有关,透过一次又一次的激励措施,带动地热装置容量的剧增,但当政策红利结束后,增长曲线就跟着躺平。

另一种是印尼、土耳其、肯亚等新兴地热国家,其装置容量的增长曲线,均呈45度角快速增加。例如土耳其,十年前的地热装置容量跟台湾一样仅为个位数MW,现已增长至1.5GW,这些国家的特性,就是政府一开始就建构一个地热友善的环境,制定地热专法,简化土地取得、环境评估程序,并提供大量的奖励措施。

宋圣荣说,探勘等技术层面,对台湾来说不是问题,而从外国的经验来看,台湾要快速拉擡地热发电的装置容量,最好走地热新兴国家的发展路径。只要有一个好的发展政策,台湾成为地热大国不是梦,「但现在的政府,对这块还做得不够,」他忧心地说。

土耳其十年前的地热装置容量跟台湾一样仅为个位数MW,现已增长至1.5GW。图为位于土耳其代尼兹利省的地热发电厂。取自wikimedia

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