作者:高成炎 (台大資訊工程系教授 蘭陽地熱資源公司董事長)
2016年2月15日各大媒體報導,總統當選人民進黨主席「蔡英文產業之旅,將從綠能出發」,2月18日將赴屏東佳冬參訪「浮動太陽能光電設施」,並規劃了其他創新產業的參訪之旅。預計2016/2/23參訪某生技公司。下周以後還將參訪智慧機械、物聯網、資通訊、國防、新農業、能源、材料產業,預定到4月中完成所有參訪行程。
其實,蔡英文主席於2015年9月18日記者會,也以綠能產業為五大創新產業的第一項,在當天「綠能科技創新產業」政策發表記者會致詞中提到:
一、 過去創新發展不成功的原因: 第一是「產業的斷鏈」, 第二是「國際的斷鏈」,第三是「法規制度的斷鏈」。
二、 在產業發展策略方面,我們將在「三個連結」,也就是「連結未來、連結全球、連結在地」的基礎上,推動「五大創新研發計畫」,我們要激發產業創新風氣和能量,進而帶動產業的全面轉型升級。
三、 為什麼要發展綠能產業: 落實「非核家園」,當然是發展綠能產業很重要的原因,但絕不是唯一的原因。另一個重要原因是,綠能是未來趨勢,也是未來的巨大商機,而台灣擁有發展各種綠能的絶佳條件,如果我們能夠整合資源、集中力量推動綠能發展,將非常有機會成為亞太綠能創新研發中心及試驗場域,同時也是具有高商業價值的未來產業。可惜的是,過去八年,政府投入將近一千億到綠色能源產業,但因為產業與研究機構連結效果不好,而且綠能投資布局過於分散,加上「重視零件,忽視系統」的問題;導致綠能產業在台灣沒有足夠的內需應用機會,至今才佔百分之四而已。
四、 結論:發展綠能,是為了產業 :我們之所以將綠能產業,列為「五大創新研發計畫」的第一項,除了是為了國家安全,要降低對於能源進口的依賴;也是為了降低環境風險,保障後代子孫的環境權。
但更重要的,還是為了經濟發展和就業的需求。我們要提供一個舞台,讓新能源、循環經濟的相關產業,有成長的機會;我們更要建立一個多元且分散的能源供給系統,確保能源供給的安全穩定,打造一個不缺電的產業環境。
新政府的再生能源規劃 : 地熱發電及生質能發電不足
在選戰期間,英仁競選總部也提出民進黨的能源政策:落實電源開發,提升能源效率,發展再生能源。其中,發展再生能源方面,檢討現行的「競標機制」全力推動太陽光電及風力發電,發展下一世代的「綠能產業」,進軍國際。規劃以2015年為基礎年,2025年為目標年,分10年達成2025年再生能源裝置容量21.5GW,發電量達500億度(486.3億度)的目標(如附圖)。
然而,若與其它再生能源比較,我們也看到英仁競選總部對地熱發電的不夠重視。我們就以這次發表的規畫表來說,仔細計算一下政府增量及總增量的百分比,我們會發現,太陽光電政府增量5808MW,佔總增量的近50%;離岸風力政府增量3000MW,佔100%;地熱發電政府增量200MW,佔33%;生質能發電政府增量208%,佔30%。若再結合容量因素(設備使用率)及每度電的收購價來討論,這種規劃就更奇怪了。因為目前收購價為太陽光電每度電4.8~5.2元,容量因素15%;離岸風力每度電5.74元,容量因素38%;地熱發電每度電4.94元,容量因素90%;生質能發電每度電2.6~3.3元,容量因素60%。現在有趣的問題是為何比較便宜,且容量因素很大的地熱發電及生質能發電,政府只願意投入各約200MW的發電容量,而容量因素只有15%的太陽光電,政府要投入5800MW的建置發電容量(是地熱發電的29倍,也是生質能發電的28倍);離岸風力發電政府要投入3000MW的發電容量,是地熱發電及生質能發電的15倍。
我認為會有如此規劃,是能源政策規劃人員誤信 :「太陽光電及離岸風力技術成熟」而「地熱發電及生質能發電技術不成熟」所致。其實,這是很大的迷思。我們先談生質能發電,其實這是非常成熟的技術,只要將海藻、木材、狼尾草,甚至稻穀稻稈等農業廢棄物,加以乾燥、製碇或磨粉,就可放在目前的燃煤甚至燃氣電廠的鍋爐熱源中混燒。大量擴張生質能取代燃煤,不只技術非常能熟,又可降低CO2及PM2.5,我們實在不了解為何政府增量只規劃208 MW。
接下來再談一下地熱發電。本人於12月1日至5日,隨著工研院綠能所的柳志錫副組長,去菲律賓參觀Palinpinon地熱電廠。在此行中我們得知菲律賓的淺層地熱潛能是4000MW(台灣是1000MW),1980年代至今30年來,菲律賓已有2000MW商轉的地熱發電容量(台灣是0),也就是說已開發了50%的淺層地熱潛能。而今年到2025年這十年間要再開發1200MW(即達到80%的潛能),到2030年時總發電容量要超過3550MW(即近90%的潛能)。而台灣,國民黨政府主導的經濟部能源局規劃2030年時淺層地熱150MW容量,即15%的淺層地熱潛能。即使是民進黨目前提出的能源政策,也只規劃了600MW,而其中政府是200MW,即政府投入部分只佔總淺層地熱潛能的20%。我們的問題是,台灣難道不能請菲律賓能源部或民間地熱公司來協助規劃及開發地熱發電嗎?
我們也可以理解負責地熱發電規劃的新境界智庫能源小組為什麼會提出這麼保守的規劃來,因為到今天為此,台灣的地熱發電容量是零。而且,依照目前推動深層地熱發電技術研發的「第二期能源國家型計畫(NEP2)地熱主軸」計畫辦公室的評估,原於2013年底訂定的NEP2 計畫目標: 2016年底前有1MW加強型地熱系統(EGS)深層地熱示範性電廠已確定會跳票不可能運轉,因在選定的三星紅柴林井位挖到1500公尺井底只有65℃根本不能發電。因此NEP2地熱主軸計畫辦公室將示範性電廠目標下修為0.5MW,並且將完成建置的時程往後延數年,且將開發成地熱電廠的任務推給宜蘭縣政府。而在淺層地熱方面,宜蘭縣政府這幾年來也弄得焦頭爛額信心全無。因為2012年12月17日的清水地熱ROT案,宜蘭縣政府與得標廠商噶瑪蘭清水公司簽約 : 要在2013年底有1MW的地熱發電容量,且2015年底有3MW以上的地熱發電容量。然而,不幸是到今天2016年2月,清水地熱發電容量依舊是零。這三年來不只一度電都沒賣給台電公司,且廠商連環評都沒有送件。而在2016年1月25日的清水地熱BOT案招商說明會上,因為與三年前以7口井招商相比,這次只有四口井,故宜蘭縣政府同意以0.5MW發電容量為營運後第一年的目標。而依照宜蘭縣政府公布的時程營運後第一年為五至六年後,即2021年或2022年。
台灣地熱怎麼辦 ?
在2015年10月1至2日NEP2地熱主軸計畫舉辦的國際地熱研討會(ICGE2015)上,我發表了一篇論文(POSTER)「台灣地熱發電的困境與突破」,文中我有如下之敘述及建議 :
台灣與菲律賓、印尼同屬太平洋火環帶上,而目前菲律賓已經有2000MW的商轉地熱發電廠,印尼已經有1200MW商轉地熱發電廠,而且規劃在年底倍增,但是台灣目前是「零」。這是因為在台灣要成為商轉地熱電廠,不管規模多小(例如: 0.5MW),一律須先通過環評審查。台灣其實是全世界第十四個有地熱電廠的國家,在1981年就有3MW發電容量的清水地熱發電廠,可惜運轉至1993年因只發出0.17MW的電,不敷運轉成本被台灣電力公司關掉,至今沒再商轉過。清水地熱是全台灣地質研究最齊全的地區,已經挖了21口井卻無法發電運轉,可見地質調查資料欠缺不是台灣無商轉地熱電廠的原因。
主管機關經濟部能源局至今沒有提出一個近期可商轉的地熱電廠的規劃。科技部主導的能源國家型計劃(NEPII)的地熱主軸計畫在2014、2015、2016三個年度各有1億元的研究經費,外加2億元委託中油公司的挖深井經費。原先規畫要在2016年底之前有1MW的深層地熱商轉電廠,依照目前的進度來看也鐵定不能達成目標。因目前選定的挖井井位是經濟部地質調查研究所公告的「地質敏感區」,因此無法通過環評審查。結果會是國家花這5億元地熱研究經費,只是助長將三星地區的農舍變成溫泉旅館與農地價格的炒作,而無法發出1度商轉的電來。
本人從事反核運動三十年,曾從事過太陽光電、小風機及生質能的研究,並於2011年日本311大地震引發福島核災後就全力投入地熱發電的研究。我在2013年底的演講中就提出: 在2030年台灣可以有20GW的地熱發電容量。若再加上黑潮發電的10GW,台灣可以百分之百以再生能源發電。2013年初,我開始研究博赫丹_沙基維茲(Bohdan Zakiewicz)博士在2011年9月拿到的CEEG(Complex Energy Extration from Geothermal resource)美國專利,確認其技術可行性,將其觀念在台灣大力推廣。並組成「蘭陽地熱資源公司」 在宜蘭利澤工業區租用土地,作為100MW深層地熱電廠的基地。2013年底開始準備環評,至今也兩年了,而今本公司的開發案因環評委員對地熱發電缺乏基礎知識,將深層地熱看成與核電廠一樣危險的發電廠在審查,且明明開發單位已完備送件的資料卻被一再要求補件。因此,我認為台灣地熱發電若要能夠發展,只有改變不合理的環評認定標準。因為依現行法規,在工業區內燃煤的汽電共生廠及天然氣發電廠200MW之下不需要環評,而地熱發電廠僅僅0.5MW就需要通過環評,一般環評案件所需時間為兩年以上。
放眼其他國家,在日本10MW以下不在國家公園內的地熱電廠不需環評;在德國則是深層地熱不需環評。事實上,在台灣挖地熱井是不需環評的,若要賣電給台電則需要通過環評審查。但使用地熱井取水發電,只要在0.5MW的規模以上,儘管是自用發電,也需通過環評。這個極端嚴苛偏差的認定標準,很可能是台灣的擁核勢力為了阻擋再生能源的發展而設立的。
除了修改地熱需環評的不合理認定標準之外,國營事業中油公司角色扮演也很重要。不只1980年代清水地熱是中油公司的鑽井隊挖掘,日本的九州110MW八丁原地熱發電廠,也是中油公司的挖井隊協助開挖的。而且1980年代因鑽探油氣,中油公司在台灣挖了80口深達5000公尺的井,而井底溫度達200度,甚至也有三五百公尺就已近200度,例如: 台東金崙及花蓮瑞穗中油公司挖的溫泉井。因此只要解決環評及土地租用問題,在這些地點興建淺層地熱電廠商轉是輕而易舉的,台灣馬上可以打破地熱發電為「零」這個大鴨蛋。
也就是說只要在中油公司已知井底溫度夠高,有足夠水源的井位旁打井,直接用傳統地熱井方式取水發電後尾水回注。若是在沒有地下水,只有高地溫梯度的地方,可以用內外雙套管如CEEG系統的方式。在高地溫處的地層中插進一根底部封口的管子(地熱井),外管導熱性良好,內管絕熱性良好,自地表外套管加壓注水、經外管壁獲得岩層熱能,再從內套管取出熱水產生蒸氣發電後再加壓注入外套管。因為此封閉迴路的方法取熱不取水,將使地熱潛能更容易開發,也更能永續利用並易克服酸蝕問題。只要積極投入,不久中油公司就可如美國Cheveron石油公司一樣變成大地熱公司。協助菲律賓達成2000MW的商轉地熱發電廠的EDC公司也是如此成長起來的。
CEEG系統理論上可用於任何地區,不同的只是地熱井的深度及開挖費用。蘭陽地熱資源公司選擇在利澤地區興建深層地熱電廠是因為,有研究報告指出利澤國中附近的地溫梯度高達每百公尺六度。因此,五千公尺就有三百度。我們目前在做100MW的電廠環評,甚至考量擴大成250MW規模以降低每單位發電成本。龍德工業區龍德井的地溫梯度更是高達每百公尺七度,以地底直徑五公里的地區又可如利澤工業區一樣開發250MW的地熱電廠。依目前法規任何人都可以投入興建深層地熱電廠,因此只要利用利澤及龍德工業區各0.5公頃的地表土地,就可有500MW發電容量,將全宜蘭變成完全使用再生能源的縣份。同時,每年又可產生125億元的售電收入(假設每度電賣3.5元,目前台電收購價是 4.94元),而投資成本只約400億元,四年就可以回收,宜蘭縣政府能不努力以赴(促成或自行開發CEEG深層地熱電廠)嗎?
核一、二廠在五年內就會陸續停機除役,將原廠區轉化成深層地熱發電廠應是容易的事。核一、二廠背有大屯火山,前有海底火山,若挖深井取熱,只要能取到350度的高溫熱水,就可以發電且利用原核電廠之供電設備。在核一、核二廠址發1GW應可能;核四廠址也可以規劃1GW之發電。這樣,加上淺層地熱在10年內台灣就可以有4.5GW的地熱發電容量了。事在人為,建設台灣成為東方冰島是我們的願景。
結語 :
離我在ICGE2015上發表「台灣地熱發電的困境與突破」又過了半年,台灣地熱發電困境依舊,NEP2還是要在不可能建置成地熱電廠的地方浪費掉已編的兩億元挖井經費。不同的是主張「二零二五非核家園」的蔡英文主席當選總統。我們對即將執政的民進黨政府的建議是,再規劃要投到容量因素15%的太陽光電及容量因素38%的離岸風力的三分之一政府資源,加碼投到容量因素高達90%的地熱發電及60%生質能發電上,這樣2030年總綠能發電可望達600億度,且電價一定比目前的規劃組合還低至少10%。因大量啟用,地熱發電成本可望降到每度電3元。而台灣深層地熱的開發潛能是26,000MW以上。
地熱發電使新政府「2025非核家園」的政策目標更容易達成。我們竭誠邀請蔡英文準總統以參訪包含能源、機械、資通訊、新農業、材料產業的宜蘭清水地熱園區當成她產業之旅的結束站。