圖/123RF
文/工業技術研究院綠能與環境研究所
地熱為源自地表下的能源,隨身度增加而升高地層岩溫(地溫梯度),地球中心(地核)溫度推到6000℃。
地熱發電 歸納兩種
一、閃發蒸氣式發電
由地熱井引出熱水至分離器後產生蒸氣,使渦輪轉動,將動能傳送到發電機轉為電能。之後引出的熱水再透過冷凝器直接回注地層再生。
優點: 系統簡單,為傳統最常見之地熱發電系統。 建廠費用較低。 發電效率高於雙循環式發電,一般大裝置容量機組最常使用。
缺點: 適用於溫度較高(大於200℃)之地熱流體。 地熱流體之不凝結氣體(如CO2、H2S)影響發電效率,所含礦物質可能造成渦輪葉片之結構(Scaling)與沖蝕(Corrosion)。 液相之熱水部分不能發電,無法充分利用地熱所賦存之能源。
二、雙循環式發電
雙循環系統是存在熱源以及工作流體兩個封閉循環的發電系統,透過熱交換器以熱源加熱工作流體,使其汽化並產生推力推動發電機組已達發電目的。利用雙循環系統來進行地熱發電,由於地下熱流體僅透過熱交換器加熱工作流體,並無進入發電循環中及地表,可以避免傳統蒸氣渦輪地熱發電排放地下有害氣體的缺點,且地下酸性流體不會侵蝕膨脹機等管線系統,可以延長發電機組壽命,節省維護費用。
優點: 熱水與蒸氣皆能利用於發電、充分利用地熱所賦存之能源。 適用於中、低溫(100~150℃)地熱流體,擴展地熱發電之溫度範圍。 結垢不會發生於渦輪機內部。 機組可模組化。
缺點: 建廠費用較高。 需較多之輔助設備與電力。 發電效率較低(6~12%)。 一般適用於小機組0.1~6MWe(發電廠輸出電能功率的單位)。
地熱成田 形成條件
形成地熱田之5項基本條件:
熱源:岩漿活動所造成之高溫火成岩侵入體;或地溫梯度異常高區域所造成之深部高溫岩體。
水源:天水補充地下水源。
通路:地質構造之破碎帶提高熱水循環的通路。
儲集層:高孔隙率或裂隙發達之岩層提高熱水的儲存。
蓋層:將儲集層儲存之熱能封存。