利用高解析度微震探勘技术建构低风险地热开发策略-tpceorgtw.pdfVIP

利用高解析度微震探勘技術 建構低風險地熱開發策略 王守誠 博士生／國立臺灣海洋大學 地球科學研究所 Lawrence Hutchings 研究員／勞倫斯柏克萊國家實驗室 (LBNL) 李昭興 榮譽教授／國立臺灣海洋大學 地球科學研究所 林增吉 技師／吉興土木水利技師事務所 摘要 地熱發電在國際上已具有成熟的產業鏈，預計2030 年的裝置容量可達到2015 年的5 倍，達到 63GWe( 吉瓦) ，大約是全球核電裝置容量的16% ，地熱發電的快速發展歸功於探勘科技的進展，提 高地熱資源的成功率及產能，並增進產業投資意願。其中最適合台灣發展的地熱探勘技術是高解析 度微震探勘技術，利用高密度地震儀陣列監測微震的空間分佈及地下流體物理變化，並換算為岩石 物理參數，解析度可達25 公尺，高解析度的特性可大幅降低鑽井開發風險，適合用於生產井目標層 位的規劃。 關鍵詞: 地熱發電、高解析微震探勘、地震儀陣列 前言 展成全球裝置容量最大的地熱場，並要利用高 在一般的認知中，地熱資源主要集中在 解析探勘技術擴充地熱發電產量；台灣政府從 有火山活動的地方，但台灣北部的三處核電廠 2003 年再次重視地熱發電，但因缺乏推動策略 址被大屯山火山群、基隆海底火山及龜山島等 及工程技術，導致地熱開發的風險過高，相關 活火山群包圍，卻從未考慮興建地熱電廠；實 單位至今仍難以催生商業地熱電廠，實際上降 際上，地熱發電是利用鑽井技術取得裂隙儲集 低地熱開發風險的關鍵就在探勘技術上。 層的熱蒸氣及熱鹵水(brine) ，並將其中攜帶的 有毒氣體分離集中，地表發電部分則與傳統燃 一、地熱資源開發的新認知 煤電廠、核能電廠類似，發電後冷凝的凝結水 近代能源發展歷程中，地熱發電與核能發 [1] 電都是在 1970 年代石油危機期間完全商業化的 及鹵水則用回注井再回灌到裂隙儲集層 ，以 生產井及回注井形成可永續利用的地熱系統 技術，但地熱與核能代表不同的電力系統規劃。 (geothermal system) 。美國在成熟的技術條件 地熱發電屬於分散式電力、核能則屬於集中式 下，地熱發電成本可低至每度電約台幣 1.5~2.1 電力，因此當電力系統仰賴集中式的火力發電 元，甚至低於傳統發電成本，其中距離舊金山 廠，地熱發電的發展就會大幅受到壓縮，只有 僅 130 公里遠的溫泉區蓋瑟斯(the Geysers) 發 產能大的地熱田具有開發價值，我國與日本正 46 技師期刊 78 利用高解析度微震探勘技術建構低風險地熱開發策略 是這樣的例子。而以再生能源為主導的分散式 約 10 倍，具有可期待的發展前景；受益於國際 電力系統，一口地熱井就足以供應鄰近社區村 投資再生能源市場活絡，土耳其自2010 年大力 落的電力及供暖空調使用，因此成為目前人口 推動地熱發電，躉售電價(FIT) 為每度電約新 密度低、電網基礎不足地區的首選，例如紐西 台幣3 元，僅為我國補助電價的2/3 ，但地熱發 蘭、冰島、菲律賓、肯亞、土耳其等國家，地 電的投資金額遠低於風力、太陽能等製造業為 熱發電成為主要的基載電力。 主的再生能源，主要原因為地熱發電的前期階 隨著半世紀以來探勘技術的進步及工程 段具有開發風險，如圖 1 所示，前期的探勘風 經驗的累積，地熱資源開發不僅集中於火山地