增强型地热系统
增强型地热系统（英语：Enhanced Geothermal System，EGS）应用于地下水源不足，或是流通性较差的地热来源，于一端注入冷水并吸收地底的热量后，由另一端抽出。“增强型地热系统”（EGS）除了可以扩大地热能的应用范畴，开发难以直接取出地下水源的场域，并可作为传统型直接抽出地下水的地热来源，在营运后期增进产能的方式[1]。
概述 编辑
传统的地热能使用方式为直接抽出地下的热水加以利用，这适合地下水源充足，且地下水流通性良好的地热地层。但是，有许多地点地层拥有良好热源，但是受限于地下水源不足，或是地下水流通性较差，因此无法用传统的方式开采地热。“增强型地热系统”（EGS）将冷水注入地层中，让地层中的裂隙扩大，这样的过程称为“水力剪切”（hydro-shearing）[2]，这可以增强该地层中地下水的流通性。并透过水作为介质，吸取地下岩层的热能，于合适地点再将加热后的水取出，这样的方式可充分利用原先地下水源不足的地热源，并且透过持续补充冷水可延长地热源的使用寿命[3]。
“增强型地热系统”（EGS）可以作为每天24小时发电的基载电力。EGS与传统直接抽水型比较，可选择场址的限制性较少，主要是考量钻探深度与成本的对应关系。EGS理想的地点为上方有花岗岩覆盖的沉积层，这可以减缓热能的流失[4]。依据现有技术，EGS电厂的寿命预计为20～30年[5]。
技术难度 编辑
EGS必须将冷水注入地层，并使地层裂隙扩大，但掌握裂隙的方向与裂开的程度为主要技术挑战。过与不及均可能导致无法回收源先注入的水。一般会经由精密的地层测量，并以电脑模拟裂开的状况来辅助施作[1]。
诱发地震 编辑
EGS将水注入地层，使地层裂隙扩大，无可避免有可能会“诱发地震”（Induced seismicity）。根据澳洲政府的说法：“与自然地震相比，EGS水力压裂引起的地震风险较低，可以通过认真管理和监测来降低几率与地震规模，不应将可能诱发地震其视为EGS进一步发展的障碍”，但仍提醒诱发地震的风险因地点而异，应在开始大规模注水之前审慎评估[6]。
各国发展状况 编辑
目前各国EGS发展多在研发与小规模验证阶段，例如欧盟在法国苏茨苏福雷（法语：Soultz-sous-Forêts）有一个1.5MW的示范电厂计划，英国康瓦耳有一个3MW的示范电厂计划[7][8]。美国在新墨西哥州Fenton Hill由洛斯阿拉莫斯国家实验室进行全球第一个EGS试验[5]。2014年2月，美国能源部宣布将成立“地热能研究先锋观测站”（Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy，FORGE），以作为专项研究EGS的实验室[9]。韩国在2010年12月启动浦项EGS计划，目标是建立1MW的EGS示范电厂[10]。
参考资料 编辑
- ^ 1.0 1.1 张贻斐. 地熱發電技術(四)：地熱取熱技術 - 增強型地熱系統EGS. 科技大观园. 2018-03-07 [2020-03-05]. （原始内容存档于2018-09-01） （中文（台湾））.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 20 slide presentation inc geothermal maps of Australia[失效链接]
- ^ 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）.
- ^ Geoscience Australia. Induced Seismicity and Geothermal Power Development in Australia (PDF). Australian Government. （原始内容 (PDF)存档于2011-10-11）.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ 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）.
- ^ DESTRESS - Pohang. DESTRESS H2020. DESTRESS. [January 3, 2019]. （原始内容存档于2020-01-23）.