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]。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c6/EGS_diagram.svg/220px-EGS_diagram.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Geothermal_energy_methods.png/220px-Geothermal_energy_methods.png)
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机率与地震规模,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的示范电厂计画,英国康瓦耳有一个3MW的示范电厂计画[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计画,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).