【圖解電未來05】 穩定又乾淨 老天爺小而美的禮物
仁澤地熱發電
725期
文|許瑛娟 圖|李俊建 協助編審單位|再生能源處
地熱能是地球自然產生的一種乾淨、無污染再生能源,用來發電幾乎不受日照、天候影響,且地表使用面積小,能夠24小時連續發電,十分穩定,可以當作基載電力。而臺灣位於環太平洋火山地震帶,受到菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊的互相推擠,地熱資源相對豐富,根據經濟部能源局的初步評估,全國的地熱發電潛能約達32GW。
隨著技術發展更加成熟,台電與中油於民國107年合組「地熱發電國家隊」,於宜蘭土場及仁澤進行地熱開發,仁澤部分占地面積共2,000平方公尺。初步規劃電廠裝置容量0.84MW,目前已進入發電機組安裝階段,預計民國112年中可進行併聯發電運轉,預估年淨發電量470萬度,可供應1,200戶家庭用電所需。
地熱能從哪裡來?
將地球比喻為雞蛋,地殼就像是蛋殼,地殼有裂縫時,下面的熱岩漿會經由火山噴出,形成熔岩。在地表以下,每降低100公尺,岩層溫度平均會增加3℃,稱為「地溫梯度」。
當雨水滲進透水岩層時,會逐漸變成地熱水,加上在地底下承受較大的壓力,熱水高溫甚可以超過150℃以上。
岩層有破口時,地熱水衝出,量不多且分散的是溫泉,量大又集中的就成為噴泉,這些高溫熱水形成的蒸汽則是地熱。
如何用地熱來發電?
地熱發電原理類似火力發電,但不需要燃燒化石燃料,因此發電過程幾乎不會產生二氧化碳,是最好的綠能之一。要找到地熱,需要透過一系列綜合探勘,探明要開發的地點,包括地質勘查、地球物理探勘,以及各種地球化學分析。仁澤地熱開發就是經過像這樣詳細的探勘後,最終以鑽井來驗證,並針對推估的儲集層深度等資訊,設計適當的鑽井方法及取水方式,將高溫蒸氣或熱液取至地表發電。
仁澤採「地熱雙循環式發電系統」
鑽井探勘後,依據熱源和環境特性,有乾蒸汽式、閃發式、雙循環式及混合循環式等四種地熱發電系統。其中,雙循環式適用於熱源條件溫度介於100~200℃的場域,而仁澤地熱區經評估後熱源溫度約在180~200℃。
地熱雙循環式發電系統:
1. 將地熱水和蒸氣從生產井抽出地面
2. 流經熱交換器加熱低沸點的液體
3. 加熱汽化後推動渦輪機發電
4. 汽化後的液體經發電冷卻後亦可以循環使用
5. 從生產井抽出的地熱水和蒸氣經熱交換冷卻後,由回注井導回地底
雙重的循環利用,可避免地熱資源的枯竭,也是雙循環式的優點。