台灣「地熱發電」效果不彰並非資源缺乏,而是觀念錯誤

台灣「地熱發電」效果不彰並非資源缺乏,而是觀念錯誤
Photo Credit: Reuters/達志影像
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許多人對地熱發電的觀念仍停留在:「淺層不足以供應電力,深層成本太高」,不過今日,包括土耳其等地熱發展大國皆無此顧慮,讓台灣地熱發電量少的原因,其實是行政官員老舊的觀念。

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文:王守誠(台灣海洋大學地熱發電研究團隊、台灣地熱資源發展協會秘書長、生態關懷者協會理事、台灣智慧綠能產業聯盟理事)

自2008年到2018年間,全球共增加了4.3GW的地熱發電——一種比核能穩定、更乾淨的再生能源,使得全球總裝置容量達到14.6 GW,相當於10年內建造了過去50年間的一半規模的新電廠。2015年巴黎會議開始有個國際地熱組織GGA(Global Geothermal Alliance),以2030年達到63GW地熱發電裝置容量為目標,為了減緩全球暖化而攜手加速地熱發電發展。

在2018年底的九合一大選前,促進綠能發展(所謂「養綠」)比實際公投主文更激起社會討論,雖然台灣擁有豐富地熱能蘊藏,但受到過去能源政策的影響而未受到重視,至今的政府決策官員及能源議題幕僚仍欠缺正確資訊,遑論一般大眾,因此撰文說明近期推動地熱能過程經常被提出的疑問,希望政府對於地熱能的決策角度能更貼近國際趨勢。

壹、地熱發電的國際現況更新

(圖一)是這十年全球新增的地熱發電規模,位於歐亞地震帶(Alpine-Humalayan seismic zone)的土耳其在10年內完成1.3GW的地熱發電,比目前進入除役期的核一廠規模更大,因此2018年將地熱發電目標提高至2030年完成4.0 GW;另一個地熱發展的焦點是緊鄰東非大裂谷的肯亞,肯亞從欠缺教育資源、欠缺工業設備、欠缺公共設施的條件下發展地熱發電,近10年發展速度接近世界第一的美國,肯亞的目標是2030年完成5.53 GW,佔26%的發電裝置容量;根據(圖二)更顯示出環太平洋地震帶(Circum-Pacific seismic zone)的國家佔了前十名中的四個國家,台灣的鄰近國家菲律賓(全球第三)、日本(全球第十)都在其中,而美國(全球第一)、紐西蘭(全球第五)更是對台灣極為友好的地熱大國,以上國家均擁有完整的地熱產業輸出能力。

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圖一、十年內全球地熱發電容量排名 | 資料來源:ThinkGeoEnergy
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圖二、2018年為止,全球地熱發電容量前十名國家 | 資料來源:ThinkGeoEnergy
貳、揭開地熱能的神秘面紗

前一節描述了國際現況的基礎資訊,回頭看看過去國內能源及環境領域對地熱能曾提出的相關疑問,這些問題也是國內長期缺乏能源教育下,公務人員對於地熱能不了解的關鍵問題,需要長期在永續教育及科學教育上倡議及推動,好讓隱藏在地下的豐富再生能源受到重視,接續30年前地熱能源的開發。

以下的問題主要來自台東荒野保護協會。台東縣是目前地熱發電案場最多的縣市,但國內尚未規劃地熱科技的專屬園區及學習環境(「沙崙智慧綠能科學城」僅有太陽能、風能及生質能),需要政府投入更多資源在當地的地熱能源教育,協助資源豐沛的溫泉區轉型為地方創生的熱點。

一、 政府花很多錢去鑽探高風險的地熱資源是否值得?

造成地熱探勘成本過高的原因在於「資訊不透明」。實際上,台灣中油公司及工研院自1970年代起已投資數十億的地熱探勘工作,對於降低探勘風險的助益極大。唯目前僅有中油公司在能源局地熱發電資訊網公開地熱探勘報告,但這些報告需要進一步整理分析,才具有政府決策上的參考價值;目前國內權宜作法是透過經濟部中央地質調查所整合部分地熱地質資訊,協助民間個案取得必要的地質資料。

國際上的慣例則是要求政府預算所執行的調查研究資料,及已過時效性的民間開發專案調查成果,均彙整於「地熱資料庫」提供民眾使用及政府決策參考。國際再生能源協會(IRENA)出版的「從全球再生能源地圖看地熱策略」(Geothermal Strategy for the Global Renewable Energy Atlas)中,提到「地熱資料庫」是相當普遍的國際作法(表一),且對於促進地熱開發及降低探勘成本有巨大的經濟效益。

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表一、國際上已發佈的地熱資料庫及特色 | 資料來源:Geothermal Strategy for the Global Renewable Energy Atlas, IRENA(2014)
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表一(續)、國際上已發佈的地熱資料庫及特色 | 資料來源:Geothermal Strategy for the Global Renewable Energy Atlas, IRENA(2014)

二、 行政效率上具有參考價值的國際成功案例

以發展策略而言,肯亞、紐西蘭、土耳其是全球發展地熱最重要的學習對象,這三個國家均利用高效率的行政管理,將地熱發電成本控制在比火力發電更具經濟誘因的條件,是值得台灣能源政策學習與檢討的。

肯亞政府將地熱能利用視為永續發展的一環,以政策環評工具(Strategic environmental assessment, SEA)加速地熱發電的推動(ERM, 2016);紐西蘭政府善於與原住民合作開發地熱電廠,由政府將環境影響評估及資源評估完成後再進行招商,降低投資廠商的行政風險,也幫助原住民取得高比例的電廠股份,具有公民電廠的意義(Japan Renewable Energy Foundation, 2013);土耳其是利用FIT推動地熱發電的國家,其FIT補助時間僅10年,卻是全球唯一具有國產化補助的FIT制度,如蒸氣渦輪機、發電機、蒸氣噴射器、真空壓縮器等關鍵設備(表二)。

此舉帶動土耳其的地熱工程專業技術全面本土化,也幫助國際團隊在土耳其的專案成本大幅降低(Mike Long, 2016),因此儘管土耳其的地熱發電FIT只有每度電美金10.5分(約新台幣3.15元),卻成為全球地熱發電成長最快的國家。另外土耳其商也幫助鄰近國家克羅埃西亞於2年內完成第一座17.5MW的地熱電廠

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表二、土耳其現有再生能源的FIT基本價格及額外獎勵 | 資料來源:ThinkGeoEnergy

三、 地熱開發是成本高、收益低的特許行業嗎?開發利益是否集中於開發財團與一般民眾無關?

2003年礦業法在立法院的修法決議下將地熱礦刪除,因此地熱資源在國內不屬於法定的礦種,在現行法規制度下沒有探勘開發的專屬權,所以不屬於特許行業。其開發申請與溫泉開發相似,但由於欠缺法規保障探勘者優先開發的機制,因此大型財團不敢投資地熱發電產業。目前投入者都以新成立的專業能源公司為主,因此產業不易良性發展,解套方式為立法院主動要求行政院將礦業法納入地熱礦,一定規模以上的地熱發電專案能具有開發優先權及開發年限的保障。

台灣金融業欠缺地熱發電的專案融資經驗,因此這些地熱開發專案以私人投資及私募基金為主,此種商業模式不易使公眾參與投資,亟需要鬆綁相關法令。地熱電廠是生命週期超過30年的穩定電力,其長期效益對於能源自主性、發電餘熱利用、緊急電力供應、減緩全球暖化等議題而言,確實嘉惠於所有民眾。

四、 台灣地熱多,為何用來發電的少?

台灣在地熱資源的利用上僅有溫泉泡湯及少數的農漁業利用,有些具有發電潛能的高溫溫泉在使用上還需要加水降溫才能使用。台灣與菲律賓同時在1970年代進行大規模地熱探勘,但導致台灣與菲律賓走向不同道路的原因在於能源政策。在欠缺再生能源觀念、集中式電力規模化發展的年代,地熱發電很自然會被當作欠缺經濟效益的資源,這樣的觀念仍存在於現在的高階政府官僚中,因此經濟部及能源局長期對台灣地熱潛能漠視。

一般人若想從能源局、科技部或是政府官僚訪談認識地熱發電的技術,大部分說明都是片斷且過時的資訊,尤其是台灣自創定義的「淺層地熱」及「深層地熱」所造成的誤解最嚴重。舉例來說,2018年8月經濟部沈榮津部長對於地熱發電的觀念仍停留在:「淺層的地熱不足以供應電力,必須要深層地熱,建設深層地熱發電要開挖至3000公尺以下,工程太大,成本太高」。經濟部長以為「淺層地熱」不能發電而「深層地熱」又尚未成熟,而土耳其在十年內開發1.3 GW的地熱發電,並沒有顧慮是淺層還是深層。

五、 台灣的溫泉區是否都適合做地熱發電?

目前能源局規劃的地熱發電目標是2025年200 MW,主要的評估依據來自工研院1994年出版的「台灣地熱探勘資料編彙」,其實主要評估成果引用1984年鄭文哲博士的論文(表三),這一份35年前的報告提供26處高溫地熱區都是在溫泉區,因此開發地熱風險最小的地點都在過去已探勘的溫泉區。

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表三、台灣主要地熱區之潛能評估 | 資料來源:鄭文哲(1984)

而近年科技部第一期國家能源計畫(NEP-I)委託台大地質系教授的研究則認為台灣地熱發電潛能高達159.6 GW(表四),也在2015年的國際地熱會議(World Geothermal Congress)上發表這份研究報告(Yang, 2015),顯示地熱資源不僅分布在溫泉區,而是與地質構造有密切關係。但能源局規劃地熱發電目標卻完全不參考學術單位的研究成果,主要原因可能是這些學術研究成果仍需加上工程顧問公司評估可靠度及開發風險,否則對於商業開發而言欠缺參考價值,當然能源局更不應該以35年前的研究做為地熱發電目標的規劃基礎。

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表四、由科技部第一期能源國家計劃成果所彙整之台灣地熱潛能及可開發規 | 資料來源:科技部第一期國家能源計畫

地熱資源評估是地熱能開發規劃的基礎,聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)與國際地熱協會(IGA)在 2016 年合作並公開一套地熱資源評估的標準書件「UNFC-2009 Geothermal Specifications」。其內容有國際認定一致性的流程及基準,顯然,這是國內亟需將科學評估資料與國際接軌的重要關鍵,雖然目前經濟部尚未採納。

若經濟部沈榮津部長理解這些知識後,應該能了解台灣在35年前已確認26處溫泉區有可用於發電的地熱資源,但需要進一步以國際認定的評估流程重新確認潛能條件,以吸引國際團隊合作開發,降低風險及成本,提早趕上2025年的目標。而在有地熱構造的非溫泉區則蘊藏豐富地熱資源,更具有大規模探勘計畫的必要性,若能實現30GW以上的開發規模,將是台灣朝向100%再生能源的三大主力再生能源之一(圖三)。

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圖三、台灣(圖中標示為Chinese Taipei)達到100%再生能源的可能配比,地熱發電為第二大的再生能源,僅次於離岸風電,第三大為太陽能電廠 | 資料來源:Jacobson, et al.(2015)
參考文獻:
  1. ERM (2016). Strategic Environmental Assessment (SEA) for the Formulation of a Master Plan on Logistics in the Northern Economic Corridor. Kenya.
  2. Emi Mizuno (2013). Geothermal Power Development in New Zealand- Lessons for Japan. Japan Renewable Energy Foundation.
  3. Mike Long (2016). Enabling Factors Driving Geothermal Development Focus on Turkey. GEA US & International Geothermal Energy Showcase.
  4. Yang, Tsanyao Frank and Geothermal Energy Research Teams of Taiwan (2015). Introduction to the Geothermal Energy Program in Taiwan. Proceedings World Geothermal Congress.
  5. Mark Z. Jacobson, Mark A. Delucchi, Zack A.F. Bauer, Savannah C. Goodman, William E. Chapman, Mary A. Cameron, Cedric Bozonnat, Liat Chobadi, Hailey A. Clonts, Peter Enevoldsen, Jenny R. Erwin, Simone N. Fobi, Owen K. Goldstrom, Eleanor M. Hennessy, Jingyi Liu, Jonathan Lo, Clayton B. Meyer, Sean B. Morris, Kevin R. Moy, Patrick L. O'Neill, Ivalin Petkov, Stephanie Redfern, Robin Schucker, Michael A. Sontag, Jingfan Wang, Eric Weiner, Alexander S. Yachanin(2017). “100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World”. V 1(1).
  6. 工研院能資所(1994)。《台灣地熱探勘資料編彙》。
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本文經台灣大學風險社會與政策研究中心授權轉載,原文發表於此

責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航

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