高成炎(台大資訊所教授、蘭陽地熱資源公司董事長)
這兩星期有很多與反對燃煤空污相關的新聞，包括2月19日台中、高雄的反空污大遊行，以及副總統陳建仁回應遊行訴求說在年金改革告一段落後，他會向中研院李遠哲前院長討教、如何來做好抗暖化及CO2減量的工作。另外我們也看到，2月16日台中火力發電廠因為中部地區PM2.5汙染太過嚴重，在上午11時至下午5時降載730MW。發電業產生的CO2佔台灣總排放量的一半，其中燃煤電廠佔一半以上。所以如何使燃煤電廠早日淘汰，目前已經是一個迫在眉睫的政治課題。而且新政府也已經宣佈要「2025、非核家園」，所以無煤、非核這兩個目標都需要盡早達到。這當然有一定的難度，因燃煤加核電總發電佔比超過50％以上，短期內台灣不可能達到無煤非核。
橢圓型紅色虛線為岩漿庫投影位置，紫色方塊為核能電廠位置，岩漿庫投影位置內的核能電廠為萬里核二廠。圖／修改自Lin,C.-H.,2015（by Mr.Wang, S.C.），本文作者提供
記得在二十幾年前，也就是說一九九三年我擔任環保聯盟副會長兼台灣反核行動聯盟召集人的時候，我曾經多次到環保聯盟宜蘭分會拜訪田秋堇女士。主要是向她討教宜蘭反六輕的運動經驗，希望能夠把這個經驗用在反核四的工作上面。不久宜蘭開始發起另外一個運動，就是反對蘇澳火力發電廠。當時台電要在蘇澳興建1500MW的燃煤電廠。後來，在環保聯盟宜蘭分會的帶頭反對，以及游錫堃縣長及縣議會設了一個「發電廠宜蘭規範」、在宜蘭興建發電廠需要是使用再生能源或者天然氣的限制以後，宜蘭的火力發電廠就沒有興建的可能，因此宜蘭達到 無煤、非核這兩個目標。當然後來295MW的台化龍德廠是用汽電共生設備的名義魚目混珠擴建、其實是燃煤電廠。
「三三會」是國內最重要的工商團體之一，會員企業的淨營業總額超過新台幣17兆元，與台灣2016年的名目GDP相當，可見其影響力。在2月17號的三三會當中，工商界大老提出了政府只是「聰明人多、空話多、落實少」這樣的批評，餐㑹裡面有很多經典的對話，對於與會的國發會陳添枝主委而言真的是情何以堪。包括說一例一休、目前看來確實已經是勞方、資方及消費者（上漲物價）三輸的埸面，所以三三會工商大老批評說政府沒有協調性。其他所謂五缺：缺電、缺水、缺地、缺工、缺人才等等，陳主委雖然說要解決，但是這些工商大老從實際運作面來看，並沒有信心。其他的問題我不敢在這邊多做評論，我們就以三三會工商大老看到的缺電這個問題來討論一下。
大家都知道，綠能建設是被放在所謂五加二的優先產業及「前瞻基礎建設計畫」裡面，而且是算是最重要的項目。那麼工商業大老為什麼對綠能、對電力供應還是那麼沒有信心呢？新政府不是講2025要太陽光電20GW、海上風機4GW嗎？這些工商大老很多他們的企業旗下也有發電廠，他們知道在目前PM2.5的壓力之下，又要非核、又要無煤，單單靠海上風力發電與太陽光電這兩個不是非常穩定、且落實還很有變數的項目，2025綠能要達到說佔全國發電總量的20％，已經是相當不容易，更何況燃煤加核電總發電佔比超過50％以上。例如說太陽光電，大致而言1MW需要1公頃土地。那麼20GW就需要2萬公頃的土地。這麼多空地在哪裡？用農地嗎？ 我們也已經看到「養水種電」在颱風受災淹水的屏東林邊地區，非常有成效。但是要用在一般農地上，就有農業專家及環保團體出來反對了。在環保抗爭之下是否真的能夠達到目前規畫的太陽光電20GW、海上風機4GW的目標也令人懷疑。而且過去十年才累積0.9GW的太陽光電，接下來十年怎有可能每年都裝置2GW呢？核一及核二不久就会關廠，台灣的供電備載容量一直在下降，這幾年夏天都有缺電危機。
那麼，如何提出使企業界回歸信心的電力供應政策呢？我在這裡提出如下的大綱及論點：
1.擴大台電綠島地熱試驗性計劃、加試陸基型温差發電及定向井定錨黑潮發電
2.深挖龜山島地熱井、克服地熱管抗腐蝕問题
3.於核二挖3000公尺地熱深井、驗証每井10MW發電能力
4.以千億元地熱預算、建置核二為GW级地熱電廠
5.核一、三、四可如法泡製、取代現有核電5.4GW產能
上述論點有些不言自明，本文先就第二點及第四點申論說明。第一點另文討論，我在2012年底就主張台灣應努力達成2035年時電力自主，其中地熱發電佔20GW，黑潮發電佔10GW。
善用龜山島的地熱資源
台電公司與工研院合作，在綠島有一個地熱發電機組試驗性計畫，要在綠島興建0.5MW的地熱電廠。為什麼會規畫這麼小，這是我一直想不通的地方。因為綠島目前大約是需要4MW的發電容量，是用燃油發電，每度電成本大約要新台幣10元左右。那麼為什麼台電公司不好好將綠島的地熱電廠做成5MW的電廠呢？這應該是輕而易舉，且很有經濟誘因的事情才對啊。因為可以直接取代台電目前的燃油電廠，那麼每度電即使是高達十塊錢的建置成本，這投資都還是值得的。另外，新北市政府提供土地，工研院負責規劃，下包給豐宇工程公司挖井的，在新北市的大屯山區四磺子坪地方，目前已經挖了1300公尺的示範性地熱電廠，規劃也是0.5MW發電容量。還有台電公司的子公司台汽電公司，在宜蘭清水地熱BOT案得標，雖然在投標書上面承諾2020年要有1MW，然而實際上，宜蘭縣政府BOT案的要求也是0.5MW。還有2015年挖2500公尺地熱井却成果不佳，在2016年初，已用了5.4億元研發經費（包括挖地熱井的2億元）的能源國家型計劃（NEP2）地熱主軸辦公室，在宜蘭三星紅柴林的深層地熱示範性電廠，也說是只要做0.5MW。
這個「0.5MW的發電容量魔咒」實在是令人啼笑皆非，因為到目前為止，不管是新北市政府、宜蘭縣政府、工研院、台電公司、科技部，官方所有的有關地熱電廠的規劃都是0.5MW。而我們蘭陽地熱資源公司，在2015年一月提出在宜蘭利澤做深層地熱電廠的環評案，一開始提出就是100MW。為什麼民間公司，沒有財力、沒有任何政府支援的民間公司，提出的規劃是政府部門提出的200倍大呢？除了表示政府部門承辦人員多一事不如少一事的公務員心態，不希望觸碰地熱電廠超過0.5MW需做環評的麻煩之外，也代表這些政府部門的人員，對於台灣地熱發電的前景是完全沒有信心的。而且政府部門可以不計成本，用公家預算做做「我也有在做地熱」的樣子給上级看，反正目前發電容量是零「先求有再求好」，0.5MW可也。民間公司因為要將本求利，只有够大的發電容量才有可能賺錢。而且深層地熱井每公尺的挖井費用是淺層地熱井的數倍。不規劃夠大的發電容量，利澤深層地熱電廠計劃在經濟上根本就不可行。
於龜山島挖井克服地熱管抗腐蝕問题
與綠島一様、龜山島的外海也有黑潮通過，因此可以在綠島做的海洋溫差發電以及黑潮發電、都可以在龜山島來實作。另外，目前龜山島還有一個綠島所沒有的好處，也就是說龜山島有一直在噴發的海㡳溫泉。因此，要做海洋溫差發電，在龜山島比在綠島更容易，因為不用像綠島一樣由陸地上向海底挖定向井。只要在海底噴發熱水的地方，將高熱的海水用隔熱能力良好的隔熱管，直接導到海面工作船上，或者是在海边陸上基地上，並將附近的海面上的海水引來當冷却水。海面水溫大約20度C，海底溫泉上引的熱源應該還有90度C，那麼冷熱值差也還會有將近70度C，就可以很便宜的來試驗海洋溫差發電了。
更重要的是，在龜山島我們可以在陸地上挖不太深的高溫地熱井。例如說直接在靠近龜首海底溫泉的地方，我相信只要400公尺深就可以達到150度C左右。那麼就可以利用這一口很淺的地熱井，來做一個很重要的實驗，即在火山型地熱區做地熱管抗腐蝕的實驗。
在台灣、龜山島是跟大屯火山區一樣是台灣唯二的火山型地熱區，其地熱井水是PH值達到1的強酸、腐蝕力超強。那麼我們可以在龜山島挖一口地熱井直接來測試，測試地熱管（外管）的抗腐蝕能力。這是準備要到大屯火山區去挖地熱井的一個非常重要的準備工作。因為只要證實地熱管有抗高温抗腐蝕的能力，那麼就可以輕易的取得大屯火山地熱區的極高温的熱源。因為最新地質研究已證實、在萬里金山地下20公里處，有四分之一台北市大小的岩漿庫。
因此，只要証實地熱管外管具有抗腐蝕能力，可以保護同軸套管單管取熱的内管，那麼我們就可以用CEEG式「取熱不取水」的方式，用中性的軟水在CEEG井系統内以每小時一百噸的水量循環取熱，就可以低成本輕易地吸取大屯火山群地底岩漿庫，近乎無限量的地熱資源來發電了。這樣我鼓吹的建設台灣成東方冰島的主張，就可以在近年內實現。因為核二廠就在岩漿庫的正上方。
編列千億元綠能建設預算、轉化核二為GW級地熱電廠
有關如何解決台灣中部地區PM2.5的問題，我2015年5月29日在ㄑ民報〉寫過一篇文章：“以淨煤及地熱減輕中部地區PM2.5的空污”。鼓吹在台中火力發電廠的燃煤機组使用浄煤技術，將生煤先氣化成合成氣再發電。另外也提到台中要將大坑及谷關的溫泉資源善加利用，也就是說用地熱發電。所以整體而言，就是用地熱發電及用淨煤技術來解決PM2.5的問題。可惜，到目前為止我這些建議沒有被政府部門，也沒有被台電，也沒有被台中火力發電廠所採納。我目前還是覺得這些觀念是目前唯一可以解決台灣PM2.5問題的方案。只不過有關地熱發電方面則要做修正，或者說更大規模的推廣，我們不要只把眼光放在中部地區，我們要全國來看待。所以，我在此要提出「將核二廠建設成GW級的地熱發電廠」來解決PM2.5以及缺電的問題。
2月20日大家看到一則新聞，也就是說最近中央研究院地科所研究員、大屯山火山觀測站主任林正洪的研究發現，大屯火山群其實可能是5000年之內曾經噴發過的活火山。而最後一次噴發的地點是萬里附近的磺嘴山。而且在金山與萬里之間，也就是說山脚斷層的下面，有一個台北市四分之一大小的岩漿庫。接著我們看很多討論，討論何時大屯火山會噴發、如何疏散等。很可惜，就沒有人提出來說要將這裡的地底熱源善加利用，要在這個地方建立地熱電廠。在此我要大膽提出：：「將核二廠改裝成GW级的地熱電廠」的構想。所需要的改建經費多少是合理的呢？新建的核電廠，例如說核四廠、每MW發電容量大約新台幣1.3億元，如果能夠將核二廠2000MW改建成地熱電廠，即使要動用到2000億元也還是很值得的。我在這裡建議先編列1000億元，也就是説用一千億元先找出核二廠一個發電機組所需要的足够的熱源來。
2月22日〈工商時報〉報導：“瞄準循環經濟商機，台糖規畫成立「沼氣能源服務公司」，要將全台近8,000個養豬戶的豬糞尿回收轉化成沼氣，用來發電、產出天然氣與肥料。台糖更擬自己成立瓦斯公司，搶中油的家用天然氣市場。台糖將先斥資22.48億在全台18座養豬場設19座沼氣發電設備，預計明年底完成，屆時總發電裝置容量可到2,000瓩（2MW）以上”。
台糖要成立「沼氣能源服務公司」，這是因為在農委會前主委曹啟鴻的努力之下，今年沼氣發電每度電的收購價大幅提升至5元，而今年之前是3.9元。若以此例子來計算沼氣發電每MW發電容量的建置成本，則是新台幣11億元。比較起來我提議的編列一千億元預算以轉化核二廠一個發電機組（1000MW）發電容量為地熱電廠，是非常便宜合算的基礎公共建設。
於核二建立CEEG系统的地熱電廠
我曾經在另外一篇文章“日本CEEG井取熱成功台日印尼地熱發電可大發展”（〈民報〉2016年11月22日）中，介紹日本京都大學與日本新能源公司（J-NEC, Japan New Energy Corporation）合作，2016年10月21日，在日本九州大分縣別府地區，也就是說在九州阿蘇火山附近，做了一個1450公尺深的CEEG式同軸套管單管取熱的試驗，而且發電成功。在那一篇文章裡面，我提到我們蘭陽地熱資源公司也已經有這樣的技術，而且在台北市這邊的大屯山區，北投源泉路上的台北市31號監測井，也已經實測取熱成功。只是我們這實測的系統只有30公尺，因為我們只在測CEEG取熱系統内管的隔熱能力。我們這個系統已經証實内管的隔熱能力良好，其隔熱係數K值為0.1。
在上述的大綱及論點第三項中，我提到應該像京都大學的試驗那樣，先在核二廠做一口CEEG井的同軸套管取熱試驗，以驗證這一口CEEG井可以有10MW發電能力的試驗。在上述試驗成功的前題之下，就可進行大綱及論點第四項，就是要在核二廠裡面挖很多口3000公尺甚至5000公尺深的CEEG井取熱。由於核二廠位在面積有台北市四分之一大小的岩漿庫上面，因此在核二廠內任何井位往下挖都有高溫熱源。我們的目標並不是説要挖到多少公尺的深度，而是要挖到多高的温度，例如說挖到井底溫度350度C的深度。這可能是需要3000公尺深、也可能需要5000公尺深。但是在前項第一口CEEG井單井取熱的試驗當中，我們已經可以很清楚了解到取熱井需挖多深，每小時需要多少的取水量，這個井的取熱能力才可以達到10MW。接著我們就可以用這些資料來計算出、目前核二廠一個蒸汽渦輪發電機組所需要的總水量（287度C，每小時5560噸水）、需要挖多少口這樣的CEEG取熱井。由於是挖在岩漿庫正在方、因此兩個豎井的間距即使只有30公尺、取熱過程也不至於互相干擾。而核二廠佔地有220公頃、建物不到三分之一，以一公頃可放9口取熱井即可有90MW的水量計算，12公頃即可以有1000MW的發電容量的供水量。核二廠150公頃以上的空地要提供2GW發電容量的供水量是綽綽有餘的。
接下來我們就可以把核二廠一個機組（1000MW）所需要供水的井提供的熱水全部匯流集中。由於核電廠在設計時為了安全起見，採用高水量（每小時5560噸水）低壓力（70公斤、287度C飽和蒸汽壓）的設計，使用的蒸汽渦輪發電機組蒸氣溫度只有280度C。所以我們從地底350度C的地方取得上來的高壓水，是能夠匯集並直接供應到核電廠的蒸汽渦輪發電機裡面去發電的。這樣整個核二廠，除了核反應爐不能再使用，其他的汽機及對外的供電系統，經過簡單的修改工程就可以拿來使用。這樣我們就可以活化已經快要除役的核二廠。由於不需要使用核反應爐，而只使用汽機，核二廠的安全性就可以達到在其他火力發電廠的安全標準之上。
因為即使燃煤火力發電廠，使用的汽机需要的溫度也是500多度C，燃氣電廠更是高達1000多度C。如此我們就可以把核二廠轉變成大約在300度C操作的，非常安全的地熱發電廠，這將會是全世界第一個將核電廠轉化成地熱發電廠的案例。在這第一個機組轉換成功之後馬上就可以做另外一個機組的轉換。這樣我們就可以回覆到以往核二廠的2GW的產能，而且容量因素還可提高10％達到90％以上，比核電廠更高。
最後，就如我在大綱及論點第五點講的，如法泡製，在核一、核三及核四做同樣的事情。所需要的只不過是挖井的成本會比核二增加，因為例如説，核一需要用定向井技術挖向3公里外的海底火山、核四廠是需要用定向井技術挖向龜山島去尋找高溫熱源。而不是像核二廠一樣直接在岩漿庫上面挖不太深的豎井，因此挖井的成本相對會增加不少。
以能源國家型計劃（NEP2）下包給中油公司在宜蘭三星挖井的費用為例，挖3000公尺深的豎井大約需要新台幤1億元。5000公尺且用例如鈦合金的抗腐蝕外管、一口井估計5億元。再加上隔熱良好的内管就以6億元計算，100口取熱井經費600億元、就足够挖好所有需要提供給一個1000MW渦輪發電機組運轉所需蒸汽量的CEEG取熱井。再加上其他修改管線及高壓熱水變蒸氣的閃發桶等的工程費用，相信1000億元的經費足夠將核二廠一個機組轉變成1000MW的地熱電廠。
綠能前瞻基礎建設的財源應是碳稅
相關文章我已經發表在「台灣英文新聞（Taiwan News 2017/02/25）」〈時評〉課徵碳稅推綠能，文章的主要論點為： “政府要推動綠能的前瞻基礎建設，最直接財源就是課徵碳稅。若以每公噸CO2排放量課徵10美元來算的話，台灣若課徵碳稅，碳稅的收入每年大約有新台幤800億元，單單台電公司每年需要課徵碳稅大約300億元。我個人主張台電應該要將碳稅轉嫁到消費者，每度電因碳稅上漲的成本大概只有一毛錢左右，對民生影響不會太大。最近新加坡宣佈2019年開始課徵碳稅，每噸CO2排放量課徵美金7元到14元之間，新加坡評估對於他們的電價的影響2％至4％左右。
我個人建議政府可以把台電每年繳的碳稅分成兩半。一半150億元交回給台電，要求台電做降低CO2排放，以及推動綠能建設的工作。例如，台中火力發電廠採用淨煤技術，將生煤氣化再發電，以解決PM2.5污染的問題，以及將核電廠改建成地熱電廠。另外一半150億元，則用來鼓勵民間投資綠能，包括設備投資獎勵，及與地方政府的合作，使得各個種類的綠能都能夠大幅的發展”。
註一：GE第六代沸水式核反應爐每小時產生985磅壓力的飽和蒸汽1,245萬磅，即5660TPH
985磅壓力（985PSI）即70Kg/Cm2,70Kg/Cm2是287度C的水的飽和蒸汽壓
