增強型地熱系統 - 维基百科，自由的百科全书

增強型地熱系統示意圖：1.儲水池，2.水泵房，3.熱交換器，4.發電機房，5.生產井，6.注入井，7.廢熱提供區域熱水，8.多孔沉積物，9.觀測井，10.結晶基岩
地熱能應用示意

增強型地熱系統（英語：Enhanced Geothermal System，EGS）應用於地下水源不足，或是流通性較差的地熱來源，於一端注入冷水並吸收地底的熱量後，由另一端抽出。「增強型地熱系統」（EGS）除了可以擴大地熱能的應用範疇，開發難以直接取出地下水源的場域，並可作為傳統型直接抽出地下水的地熱來源，在營運後期增進產能的方式[1]。

概述[编辑]

傳統的地熱能使用方式為直接抽出地下的熱水加以利用，這適合地下水源充足，且地下水流通性良好的地熱地層。但是，有許多地點地層擁有良好熱源，但是受限於地下水源不足，或是地下水流通性較差，因此無法用傳統的方式開採地熱。「增強型地熱系統」（EGS）將冷水注入地層中，讓地層中的裂隙擴大，這樣的過程稱為「水力剪切」（hydro-shearing）[2]，這可以增強該地層中地下水的流通性。並透過水作為介質，吸取地下岩層的熱能，於合適地點再將加熱後的水取出，這樣的方式可充分利用原先地下水源不足的地熱源，並且透過持續補充冷水可延長地熱源的使用壽命[3]。

「增強型地熱系統」（EGS）可以作為每天24小時發電的基載電力。EGS與傳統直接抽水型比較，可選擇場址的限制性較少，主要是考量鑽探深度與成本的對應關係。EGS理想的地點為上方有花崗岩覆蓋的沉積層，這可以減緩熱能的流失[4]。依據現有技術，EGS電廠的壽命預計為20～30年[5]。

技術難度[编辑]

EGS必須將冷水注入地層，並使地層裂隙擴大，但掌握裂隙的方向與裂開的程度為主要技術挑戰。過與不及均可能導致無法回收源先注入的水。一般會經由精密的地層測量，並以電腦模擬裂開的狀況來輔助施作[1]。

誘發地震[编辑]

EGS將水注入地層，使地層裂隙擴大，無可避免有可能會「誘發地震」（Induced seismicity）。根據澳洲政府的說法：「與自然地震相比，EGS水力壓裂引起的地震風險較低，可以通過認真管理和監測來降低機率與地震規模，不應將可能誘發地震其視為EGS進一步發展的障礙」，但仍提醒誘發地震的風險因地點而異，應在開始大規模注水之前審慎評估[6]。

各國發展狀況[编辑]

目前各國EGS發展多在研發與小規模驗證階段，例如歐盟在法國蘇茨蘇福雷（法語：Soultz-sous-Forêts）有一個1.5MW的示範電廠計畫，英國康瓦耳有一個3MW的示範電廠計畫[7][8]。美國在新墨西哥州Fenton Hill由洛斯阿拉莫斯國家實驗室進行全球第一個EGS試驗[5]。2014年2月，美國能源部宣布將成立「地熱能研究先鋒觀測站」（Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy，FORGE），以作為專項研究EGS的實驗室[9]。韓國在2010年12月啟動浦項EGS計畫，目標是建立1MW的EGS示範電廠[10]。

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 張貽斐. 地熱發電技術(四)：地熱取熱技術 - 增強型地熱系統EGS. 科技大觀園. 2018-03-07 [2020-03-05]. （原始内容存档于2018-09-01） （中文（臺灣））. 
  2. ^ Pierce, Brenda. Geothermal Energy Resources (PDF). National Association of Regulatory Utility Commissioners (NARUC). 2010-02-16 [2011-03-19]. （原始内容 (PowerPoint)存档于2011-10-06）. 
  3. ^ US Department of Energy Energy Efficiency and Renewable Energy. How an Enhanced Geothermal System Works. （原始内容存档于2013-05-20）. 
  4. ^ 20 slide presentation inc geothermal maps of Australia[失效連結]
  5. ^ 5.0 5.1 Tester, Jefferson W. (Massachusetts Institute of Technology); et al. The Future of Geothermal Energy – Impact of Enhanced Geothermal Systems (EGS) on the United States in the 21st Century (PDF). Idaho Falls: Idaho National Laboratory. 2006 [2007-02-07]. ISBN 0-615-13438-6. （原始内容 (14MB PDF)存档于2011-03-10）. 
  6. ^ Geoscience Australia. Induced Seismicity and Geothermal Power Development in Australia (PDF). Australian Government. （原始内容 (PDF)存档于2011-10-11）. 
  7. ^ Tories pledge support for deep geothermal energy projects. New Energy Focus (www.newenergyfocus.com). May 15, 2009 [2009-06-11]. （原始内容存档于August 17, 2009）. 
  8. ^ Martin, Daniel. Geothermal power plant that could run 5,000 British homes to be built in Cornwall. Daily Mail (London: Associated Newspapers Ltd). June 2, 2009 [2009-06-11]. （原始内容存档于2009-06-05）. 
  9. ^ Geothermal Technologies Office. DOE Announces Notice of Intent for EGS Observatory. Department of Energy. February 21, 2014. （原始内容存档于2015-03-24）. 
  10. ^ DESTRESS - Pohang. DESTRESS H2020. DESTRESS. [January 3, 2019]. （原始内容存档于2020-01-23）. 
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