國際地熱發電政策推動模式探討

 

刊登日期:2020/5/5
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康瑋帆/工研院產科國際所
 
地熱發電為再生能源中,少數可以做為基載電力的能源,除了可以穩定發電外,其容量係數更可以高達90%,均化發電成本(LCOE)更是低於太陽能與風力,但由於在探勘初期投入的成本與風險較高,故全球地熱發電成長不若太陽能或是風力快速。本文將分析地熱電廠建置時主要會遇到的三種風險:資源調查風險、專案執行風險與法規遵從風險,並歸納出各國政府主要透過三種模式來降低上述之風險。
 
【內文精選】
前 言
地熱能(Geothermal Energy)開發初期的探勘、鑽井之費用極高,所需相關技術之門檻皆極為嚴苛,且不一定所有的地熱潛能都可全數被開發,因此,即使地熱發電技術已發展數十年之久,但地熱電廠的探勘開發到實際營運仍需耗時十年以上,無法如其他再生能源(如太陽光電)般快速。依據美國地熱產業協會(Geothermal Energy Association; GEA)的資料,全球地熱總潛能為203,266 MWe~229,566 MWe,在2018年,全球地熱能裝置容量達到14,276 MWe,僅占全球地熱總潛能約6%,未來仍有相當發展之潛力。全球地熱發電成長雖然不如太陽光電、風力等快速,但是太陽光電與風力均屬於間歇性的再生能源,而地熱發電若維運得宜,電力來源相對能長期穩定,可被視為基載電力之用,備受重視和期待。
 
地熱發電之開發流程
地熱發電廠的開發流程包括:最初的地表調查、探測井鑽鑿與產能評估、環境影響評估、生產井及回注井鑽鑿、電廠建設與開始發電營運。茲將各個流程簡單分述如下。
1. 地表調查
透過蒐集過去歷史地質及衛星影像或航空照片等資料,進行初步研判;實地進行地球物理探勘,為了要分析地下構造,一般採用重力探測、大地電磁探測或彈性波探測法,初步判斷該地區的地熱構造。
 
根據NREL的調查整理(如圖一),地熱電廠開發過程中,在資源探索期,包含潛力調查、資源探勘、產能測試到地熱井鑽挖,已經累積了整個電廠開發約70%以上的成本,而前期的資源調查風險也相對很高,所以地熱電廠開發在此一階段很難取得融資。
 
圖一、地熱的資源調查風險與累積成本
圖一、地熱的資源調查風險與累積成本
 
地熱開發主要風險分類
地熱開發過程中面臨的主要風險包括:資源調查風險、專案執行風險及法規遵從風險(表一),說明如下。
 
表一、地熱開發涉及到的風險類別
表一、地熱開發涉及到的風險類別
 
1. 資源調查風險
地熱發電廠面臨的風險多集中於初期的探勘調查階段,此處所指的風險為資源調查風險。此種風險的成因為,在缺乏完整的歷史鑽探資料之下,難以推估一地熱區的產能;再加上,目前的探勘調查技術仍有限,探測精度不足,導致地熱資源的實際產能可能不如預期,也難以估算地熱產能衰減的情況,造成相當大的不確定性,此種風險為本文探討的第一種風險。
 
舉肯亞為例,目前為止鑽探的三個地熱區皆呈現不同的地熱儲集層特徵。如Olkaria地熱區,為肯亞最大的地熱區,在不同的區域劃分當中,觀察到有許多不同的特徵;而即使是同一個區域劃分中的地熱井,其化學物質、井口產量、溫度、壓力、焓和鑽井困難等亦皆不盡相同。
 
國際地熱發電發展推動模式
面對上述三種地熱電廠開發時會遇到的風險,各國政府根據本身產業環境、地理條件與法規規範等,發展出不同的地熱發電推動模式。本研究歸納出三種主要的推動模式,詳述如下…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
★本文節錄自《工業材料雜誌》401期,更多資料請見下方附檔。

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