台灣擁有豐富地熱資源，極具地熱發電潛力。（製圖：RECCESSARY）
在總統賴清德的二次能源轉型計畫中，地熱扮演重要角色，被視為極具潛力且供電穩定的再生能源新選擇。《RECCESSARY》特別整理地熱的特點與重要性，帶讀者一次了解。
地熱是一種利用蘊藏在地球內部的熱能，而溫泉就是最容易被大眾接受的地熱資源。在綠能領域中，地熱發電因其不受天候影響、供電穩定等特色，成為再生能源界的明日新星。
地熱發電原理？
地熱發電（Geothermal power）是以地熱驅動發電機產生電力，將源源不絕的地熱來加熱地下水推動渦輪機。目前全球已有29個國家發展地熱，冰島更有近3成電力來自地熱，根據ThinkGeoEnergy在2024年的研究統計，截至2023年底，全球地熱發電總裝置容量已來到16,335MW（千瓩），裝置量最多前五名包括美國、印尼、菲律賓、土耳其、紐西蘭，除土耳其以外的4個國家都位在環太平洋火山帶上。
地熱發電的種類
台灣位於環太平洋地震帶上，具有發展地熱的良好先天條件。不過要如何提取地底深處的熱源，為台灣需要面對的挑戰。
根據經濟部資料，地熱發電跟蒸汽發電原理類似，但透過鑽井的方式把地下高溫地熱水及高壓蒸汽取出地表推動渦輪機發電，發過電的地熱水再回灌地下重新加熱，再取出地表發電。現今地熱發電技術有地熱蒸汽系統、增強型地熱系統、雙循環系統與全流發電系統4種：
1. 地熱蒸汽系統
技術成熟應用廣泛，再細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電。前者對地熱源蒸氣量要求高，運用地底蒸氣直接推動渦輪機發電；後者則是考驗地熱源的熱水溫度，才能將熱水「閃蒸」將高溫液體轉化成氣態，藉由大量蒸氣推動渦輪機。
2. 增強型地熱系統（EGS）
其技術跟提取石油、天然氣的水力壓裂技術類似，首先鑿通兩口深達數千公尺的深斜井，再注入流體，以地底的熱能加熱，再從另一口井取出加熱後的熱水及蒸汽，推動渦輪機發電。
3. 雙循環系統
顧名思義有工作流體、地熱源兩個封閉循環發電系統，藉由熱交換器加熱，使工作流體氣化以推動渦輪機產生電力。
4. 全流發電系統
將地熱井產生的蒸氣、熱水等熱流體，同時導入特殊設計的渦輪機，由動能及壓力能帶動傳動軸連接發電機。
地熱發電與其他綠能的差異
地熱發電跟火力、水力的發電原理相同，都是推動渦輪機使機械能轉變為電能發電，優點包括地熱能穩定，可作為24小時持續發電的基載電力，不同於太陽能、風力有間歇性發電的問題。
然而地熱有初期成本高、技術要求高、環境疑慮與工安管理風險等挑戰。特別是地熱開發初期的探勘、鑽井費用極高，所需相關技術門檻極為嚴苛，需要挖深井才有足夠的溫度，在技術上相當考驗管線抗腐蝕的問題。
大眾也好奇，地熱發電過程是否會排放有毒氣體？根據經濟部成立的「地熱發電單一服務窗口」資料顯示，鑽鑿過程中會有硫化氫（H2S）、甲烷或其他有毒氣體湧出地表的可能，需加裝有毒氣體檢測、警報與預防設施，並強調「在安全措施齊備的情況下，不會對周遭居民安全產生影響。」
地熱能開發的過程，涉及溫泉探勘與利用、原住民族土地、水土保持、環境生態與電廠建置等議題，行政程序流程較長。為加速地熱發電推動，經濟部已於2022年6月27日成立「地熱發電單一服務窗口」。
2020年中油為評估宜蘭土場地區地熱開發潛能，開始進行土場地熱探勘井鑽探，陸續完成鑽鑿5口地熱井。（圖片來源：地熱發電單一服務窗口）
地熱發電的運用
地熱能源除了可以發電外，尚可供溫室農業栽培、建物空調、溫泉沐浴等使用，也同時兼具觀光、物理治療等經濟價值。
在淨零轉型浪潮下，地熱身為可24小時穩定供電、不受天候季節影響的再生能源，也被企業巨擘看好，是穩定資料中心供電的好幫手。
2021年Google便與Fervo Energy簽訂合作，共同打造地熱能源計畫，2023年11月底，容量達3.5MW的Fervo內華達州地熱廠已啟動並開始運作，有助綠化Google 在拉斯維加斯和里諾的兩個資料中心。
目前台灣地熱發電的現況與趨勢
台灣地熱蘊藏量巨大，共有27處傳統地熱區，根據經濟部「地質調查及礦業管理中心」依科學模型，推估台灣淺層地熱（1～3公里深）潛在蘊藏量約1GW，深層地熱（3～6 公里深）蘊藏量約為40GW（百萬瓩）。根據行政院10月「能源配比及電價政策專案報告」，截至2024年8月台灣地熱裝置量已達7MW，顯示還有很大的發展空間。
40GW是什麼概念？截至2023年底，台電系統總裝置容量為5,543.9萬瓩，相當於55.439 GW。換言之，地熱若能充分發電，約可供給台灣3分之2的電力供應。
目前台灣在宜蘭清水、台東金崙等地累計設置達6個淺層地熱案場，後續也將於大屯山、花蓮瑞穗等10 大地熱潛能區進行探勘，加速淺層地熱開發。
目前台灣地熱商轉的狀況，將捷集團開發的宜蘭清水地熱廠已在2021年10月重新商轉，投入至少7.65億元，達到4.2MW容量，是首座由民間經營的MW等級地熱廠。台電去年10月啟用0.84MW宜蘭仁澤地熱電廠，年發電量約470萬度；全台首座火山地熱——新北金山區四磺子坪先導電廠於去年11月商轉，裝置容量約1MW。
截至今年8月，全台地熱裝置量已達7MW。（資料來源： 能源教育自然中心）
台灣北海岸、宜蘭地熱發展潛能備受期待，全台首座深層地熱探測井「宜蘭員山1號井」已於10月21日正式開鑽，目標深度達4公里。若員山1號井成功，將能快速複製開發模式，預計全台最多可建1,000口地熱井。
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資料來源：台電、再生能源資訊網、永豐銀行、風險社會與政策研究中心
