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        地熱是存在於地球內部的熱能,使得地溫隨深度而增加,而熱能也會經由地球內部傳送至地表消散。地溫梯度大約是每下探一公里,溫度上升攝氏 30 度。地球內部所蘊含的熱能巨大無比,然而以目前的技術,我們尚不能任意開採,只能開發地殼淺部地溫梯度異常高的地點的地熱資源。

地熱的利用

地熱資源的利用有發電及直接利用兩大類。根據二○○○年統計資料,全世界地熱發電裝置容量合計八千百萬瓦,直接利用裝置容量合計一萬五千百萬瓦。地熱區大多位於偏僻的山區且交通不便,早期因輸送電力比較容易,所以地熱的利用以發電為主,後來才朝向直接利用發展。原因之一是地熱發電只能達到一成左右的利用效率,而直接利用可提高至三成或四成。又因中低溫熱水型地熱資源(溫度是攝氏 50 ~ 150 度)遠比高溫蒸氣型地熱資源(溫度高於攝氏 150 度)多,有些國家如匈牙利、羅馬尼亞、法國等的地熱溫度不高,不可能做為地熱發電之用,但在直接利用上卻有十足的潛力。

地熱的利用根據其溫度高低可做各種用途。傳統式蒸氣發電所需地熱流體溫度在攝氏 150 度以上。如果使用雙循環熱交換式發電所需地熱流體溫度可顯著降低至攝氏 100 度左右。又暖房及溫室用途所需溫度約攝氏 80 度,溫水游泳池則約攝氏 30 度。



目前在地熱發電領域上,有四種主要之應用系統:

一、地熱蒸汽發電系統:乃直接利用地熱蒸汽去推動汽輪機運轉以產生電能。本項系統之運用技術已趨成熟而告安全可靠,是地熱發電的主要形式,例如西藏羊八井的地熱發電廠便是採用此一形式。

二、全流發電系統:係將地熱井口的全部流體,包括所有的蒸汽、熱水等物質,逕行送至機械設施中,提供動能用以發電,後再排放至凝結器去。

三、雙迴圈發電系統:亦稱為介質循環系統或朗肯系統,是以低沸點的物質做為介質,使流動的介質先從地熱系統中獲致熱量,而將其從液態轉變於氣態,繼而推動氣輪機旋轉並帶動發電機發電,常見的實例係使用熱交換器將氟氯烷(Freon)加以氣化,以運轉氣輪機。

四、熾熱岩發電系統:由美籍莫頓和史密斯於1970年率先提出,利用地下熾熱岩層的熱量來轉化發電,他們在新墨西哥州北部鑿通兩口深達4,000公尺的深斜井,將冷水注入至其中一井的熾熱岩層,並從另一井匯存經地底熱量加熱後產生的蒸汽再以之發電,功率可達2,300瓩,但迄今仍尚未被大規模的推廣應用。


臺灣地熱資源開發的未來展望

臺灣地熱資源共 26 處,主要地熱區多屬非火山性熱水型地熱系統,火山性地熱系統僅有大屯山地熱區一處。大屯山地熱區潛能最大,惜因所生產熱水的酸性腐蝕問題尚未解決,暫停其開發利用。非火山性熱水型地熱區的規模較小,每區發電潛能最高僅約數百萬瓦,適合中小規模的開發。除利用於發電,以供應當地電力或產業自用之外,尚可供工、農、商業和一般住宅的直接利用及發展觀光等多目標的用途。

臺灣自產能源不豐,地熱是重要能源之一。在各種替代能源中,地熱資源的開發可望在短期內獲得成果。如何配合區域性經濟計畫及地方產業結構,以做最有效的開發利用,是值得研究的重要課題。另外鼓勵民間投資及外資參與,也是加速地熱開發可行途徑。



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