台湾地区地热发电现状及存在的主要问题

台湾地区地热发电现状及存在的主要问题天津塘沽地热试验研究中心蔡建新摘要：地热资源是目前全球倡导的绿色可再生的安全新能源。台湾地热温泉区共有98处之多，主要分布于大屯火山群和中央山脉地区。根据台湾地热资源初步评估结果，全台湾地区有近百处显示具有温泉地热征兆，但比较具备开发地热潛能的地方有26处，理论蕴藏量约有100万瓩，其中大屯山区约具50万瓩，只因系属火山性地热泉，其酸性成分太高或蒸汽含量太少，较不具备发电价值。因此，如能克服地热酸性成分高与蒸汽含量少两项科技发展的瓶颈，地热发电在台湾地区应该会有较好的发展前景。地热资源是目前全球倡导的绿色可再生的安全新能源，具有技术成熟、利用方便等优势，它不受昼夜和季节变化的限制。地热资源还能广泛用于生活供暖、化工、种植、养殖、旅游、医疗沐浴等领域。据统计，世界上９０％以上的污染来自于能源污染，而地热是环保型清洁能源，可以在相当程度上减少燃煤消耗及其造成的污染。其次，地热能还可以用于医疗保健，地下出来的热水含有多种矿物质，在一定的温度下对人体起作用，对于胃病、糖尿病等慢性疾病可以起到彻底治疗的作用，有时候比药物的效果还好。长期坚持洗温泉，会对身体健康有非常大的好处。国内大部分人对此还不了解，在加上经济不够发展，生活水平还处于比较低的程度。相信在经济进一步发展之后，大部分人会认识到这个问题，会更加注重身体健康，会更喜欢温泉健身。从台湾目前的状况，我们可以分析和判断将来大陆也会达到台湾目前的温泉事业非常兴旺的局面。台湾地热温泉区共有98处之多，主要分布于大屯火山群和中央山脉地区。地热地层的地质分类分别有火成岩区、沉积岩区、变质岩区。从地热水的性质上分类，分别有碳酸氢盐泉或碳酸盐泉（乌来、谷关、四重溪）、硫酸盐泉（阳明山、北投）、氯化物泉（绿岛）、混合型温泉（关子岭）。台湾位处环太平洋火山带，多处山区显示具有地热蕴藏，根据台湾地热资源初步评估结果，全台湾地区有近百处显示具有温泉地热征兆，但比较具备开发地热潛能的地方有26处，理论蕴藏量约有100万瓩，其中大屯山区约具50万瓩，只因系属火山性地热泉，其酸性成分太高或蒸汽含量太少，较不具备发电价值。因此，如能克服地热酸性成分高与蒸汽含量少两项科技发展的瓶颈，地热发电在台湾地区应该会有较好的发展前景。台湾的石油公司探勘事业部从1980年在宜兰的清水地区钻探了十几眼地热井，井深在1000-1500米范围，配合发电公司进行地热发电的试验和生产。石油公司探勘事业部在宜兰、台东、南投、花莲以及台北等地区实施探勘钻井34眼，最后成功了27眼地热井。其中在清水的部分地热井用于地热发电试验。坐落在宜兰县西南的清水发电厂，是1981年开始建设的试验地热发电厂。装置容量为3000瓩，机组为背压先导式发电机组。由石油公司探勘事业部钻凿的7口地热井初期可出水500t/h，其中75t/h转化为蒸汽供发电用。电厂的最高发电负荷为2100瓩。到1986年6月间，总产水量降至105t/h（其中约26t/h可转化为蒸汽发电），发电能力降至500瓩。于1993年11月15日起停止发电。到1995年之后，配合石油公司关井作业，并将地热井转移给地方用于温泉观光、泡汤。1986年2月台湾工业技术研究院能源与资源研究所在土场地区建立了一座300瓩的小型地热发电厂，利用热交换器的二元双循环系统发电。土场地热电厂因台湾发电公司与工业技术研究院签订之「土场地热发电厂电能购销合同」自1996年9月24日起终止，故此后停止发电作业。清水地热发电厂导致最后停产的原因主要是两方面：第一，试验地热发电的发电机组比较老旧，生产效率很低，导致发电时需要比较大量的的地热蒸汽或高温、高压的地热水，消耗了大部分的地热资源，并且导致发电成本较高。第二方面，是因深部地热水溶有大量CO2气体，热水升至井口压力降低后，CO2大量逸出，水中的碳酸钙过饱和而产生沉淀，结垢后堵塞出水通道。虽然在清水和土场两地的地热发电试验不期而终，但台湾业界仍然没有放弃对地热发电的进一步探索和发展。因为地热能源毕竟是大自然赋给人类的清洁、宝贵和大量的自然能源。通过多年的试验和探索，掌握了更多的地下地热资源的状况和信息。并且随着技术和设备的进一步发展和完善，为了更有效利用地热资源，目前台湾发电公司正积极申请和办理「清水地热发电多目标利用计划」，宜兰地方也乐意以BOT方式对外招商，发展地热发电事业。大屯火山群地区地热发电潜能约8-20万KW，但因为该地热水为强酸性，PH可低至1.5，腐蚀性严重，目前还不能大规模地开发用于发电。一些有识之士建议对地热应进行保护性开发利用，不以工业利用为目的，而更多的用于改善人们的生活品质，作为休闲旅游的重要景观和理疗资源。台湾地热以温泉温度来分为低温、中温、高温和沸腾温泉。将35℃-49℃作为低温温泉，50℃-74℃作为中温温泉，75℃-96℃作为高温温泉，高于97℃的温泉称作沸腾温泉。其中低温温泉约占总量的25%，中温温泉约占50%，高温温泉约占15%。可见中、低温温泉仍占绝大多数。因此从温泉发展的规模上看，中、低温温泉的经营或经济规模会是主导地位。中、低温温泉的应用范围主要集中在温泉休闲泡汤、观光、农业和渔业养殖等领域。用作发电的地热能均是高于120℃温度的沸腾温泉。虽然台湾地区地热工作者仍在探索高温地热发电的前景，但从可预期的结果看，高温地热发电利用的能量规模不会超过中、低温地热利用的能量规模。西藏和台湾，一直是地热业界认为的高温地热条件比较好的地区。从上世纪的70年代到90年代，西藏发展并形成了25MW的地热发电能力。年发电量为一亿度电。对比台湾地区的最大3MW的装机容量还是大很多的。但是，针对于全国的地热利用能量，25MW能量所占的比例太小了。实际上，从大陆地热利用所走过的历程来看，也是应该明白一个道理：不一定要把地热发电当作地热利用的主要或重要的方面。针对个别地区电力缺乏、而地热资源又特别好的地方可以发展地热发电。其他大多数地区，主要是中低温地热资源，应该把应用重点放在如何提高水平、综合梯级利用地热资源上。从2000年，中国的地热直接利用装置容量跃居世界第一，其主要的发展贡献是中低温的直接利用，尤其是北方的建筑采暖和农业种植温室，以及渔业养殖、育苗等。中低温地热的直接利用，投资小，见效快，易于地热的综合梯级利用，是地热利用领域应该提倡和推广的地热发展思路。2005.4