地熱發電是什麼

地熱發電是什麼?台灣再生能源開發重點,發覺10億瓦再生能源的潛力

地熱發電示意圖

再生能源有許多種,除了常見的太陽能和風力發電外,地熱發電也是台灣一大開發重點,因為地熱發電屬於基載電力,可長時間運轉並不受氣候影響,相較太陽能和風力發電的不穩定性,地熱發電有助於穩定用電狀況。本篇將說明地熱發電原理和優點,並帶你了解地熱發電種類和效率,搶先掌握地熱發電新商機!

地熱發電原理是什麼?

地球內部的放射性元素在衰變過程中釋放出熱能,使地球內部得以維持高溫,平均往地下深入1公里,溫度就會上升約攝氏30度,藉著這樣的特性在地底深度往下數千公尺至1公里,就足以達成地熱發電條件。因此地熱發電就是藉由地底的熱能來加熱地下水,以蒸氣推動渦輪機旋轉促進發電,又稱為地熱能發電(Geothermal Power),也是一種再生能源發電的方式,可做為長期的電力投資,取代核能或天然氣作為主要的用電來源,不但能達到節能減碳的目標,也可以加速綠色轉型的過程。

3大地熱發電優點和其他再生能源發電比較 ,一張表格帶你快速瞭解

地熱發電在與太陽能和風力發電相比之下,共有3大優點使其更適合當作主要的用電來源,分別是供電穩定、發電效率高和發電案場面積小,以下透過詳細的描述與表格,帶你一起瞭解地熱發電的優勢有哪些。

地熱發電優點1:供電穩定

地熱能為世界上最豐富的能量,天然氣、煤礦和石油總量有限,人類過度開採造成資源耗盡,但地熱能來自地球內部岩層的能量,較不容易出現枯竭的問題。同時,地下溫度長年保持穩定,不受氣候變遷所影響,沒有太大的波動起伏,相比太陽能和風力發電受限於天氣,當雲層厚重或風力不強時,發電效率差,無法應付尖峰時刻的用電需求,甚至需要依賴其他基載電力穩定供電需求,地熱在供電穩定性上有較好的表現。

地熱發電優點2:發電效率高

溫度落差是發電效率高低的關鍵,台灣位處火山活動帶西緣,地下活動活躍,使地底溫度快速增溫,地熱發電效率高。台灣擁有30餘處地熱資源區,遍布北部和東部一帶,吸引瑞典地熱開發公司倍速羅德(Baseload Capital)在花蓮開發地熱發電廠,預計生產150MW的電量,甚至更多。根據台電綠網關於地熱介紹的看法,全國地熱潛能約達32GW,相當於11.7座核四廠的發電量,未來潛力無窮。

地熱發電優點3:發電案場面積小

地熱案場比太陽能和風力發電所需土地面積小,不需要廣大的土地設置太陽能和風力發電設備,僅需儲存池、冷卻系統、發電機組、電力傳輸、熱交換器、灌注井和生產井即可,以宜蘭清水地熱發電廠為例,總體面積約7公頃,即可生產宜蘭1萬戶家庭的全年用電量,等於2500萬度綠電,是台灣邁向2050淨零碳排的一小步。

下方將地熱發電與其他2種再生能源發電進行簡單的統整比較,幫助你更快認識地熱發電的優勢:

 再生能源發電統整比較圖

地熱發電種類有哪些?2種地熱開發方式拓展台灣能源自主的可能性

地熱發電又可分為淺層型和深層型地熱發電:

  • 淺層型地熱發電:利用地下3公里地熱加過的水與蒸氣發電,但有必須滿足的地質條件,僅限於有蓋岩層加壓且具有豐沛地下水的區域
  • 深層型地熱發電:注入冷水於超過地下3公里的區域,利用地底高溫加熱後,再用生產井將熱水產出的蒸氣進行發電

雖然台灣目前還是使用淺層型地熱發電為主,但現今台灣地熱發展技術逐漸純熟,慢慢朝向深層型地熱發電的方式開發,經濟部也發布地熱能發電示範獎勵辦法及躉購費率,有些金融機構也積極扶植地熱產業,例如永豐銀行便獨家融資協助太乙電能和宏崙電能,在地熱發電潛力第3高的台東太麻里鄉興建地熱發電廠,預計2023年可聯併發電,負擔3,500家用戶1整年的用電需求,逐步實現2050年再生能源占比達20%的目標,幫助業者於前期投入時可以減輕壓力,搶先與國際趨勢接軌。

地熱發電效率和應用 

地熱發電居家應用示意圖

目前美國、菲律賓和日本等位處板塊交界處的國家,皆積極發展地熱發電,再生能源政策智庫(REN21)《2022全球可再生能源狀況報告》指出,截至2021年地熱發電全球總裝機容量達到14.5GW。因為地熱發電效率比太陽能和風力發電高,屬於穩定的基載電力,可完善儲存電力和應用於各個層面。同時因為地熱發電完全是使用地底熱能產生電力,能夠節省3成至7成加熱所需電力,及2成至5成冷卻所需的能量,幫助維持室內溫度,比傳統的室內空調更省電,且地熱發電系統也不受國際燃料價格波動的影響,讓身處極端氣候的國家實現能源自主的目標,並大量減少燃煤所產生的碳排放。

台灣適合發展地熱嗎?5大地熱發電條件皆具備,蘊藏量相當於12座核四廠的發電量!

台灣擁有先天的地理位置優勢,地熱資源豐富,極具地熱發電潛力,皆因為擁有形成地熱田須具備的5大條件:

  1. 地溫梯度或火山岩漿
  2. 地下水源
  3. 破碎地質結構而形成的水路
  4. 高孔隙率提高熱水儲集的岩層
  5. 幫助儲存熱能的蓋層

以上5項條件即可形成天然的地熱發電條件,使地熱開採更加順利,而台灣具地熱發展潛能的地區多達30餘處,僅僅是北部(大屯火山群、宜蘭)、中部(南投廬山)、東部(花東)的總地熱發電潛能就高達159.6GW,這樣的發電潛能是美國總地熱發電蘊藏量的3成,約等於12座核四廠的發電量,以土地面積狹小的台灣來說,屬於相當亮眼的表現,因此被知名地熱開發公司倍速羅得(Baseload Capital)相中,選為亞洲唯二地熱開發區。

地熱發電潛力無窮,永豐銀行助您一臂之力!

永豐銀行深耕綠色金融,致力於打造良好的永續經濟環境,於2022年7月正式啟動地熱融資專案,為台灣再生能源供應鏈再添新生力軍。永豐銀行領先業界推出儲能裝置專案融資服務,積極倡導2025年淨零碳排目標,迄今累計辦理12件,成為再生能源產業的重要推手。更多詳情請洽永豐銀行官方網站。

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