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地熱(英語:geothermal energy)是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球內部的熔岩,並以熱力形式存在,是引致火山爆發及地震能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度,而在80至100公里的深度處,溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔岩涌至離地面1至5公里的地殼,熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩將附近的地下水加熱,這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法,就是直接取用這些熱源,並抽取其能量。

歷史

人類很早以前就開始利用地熱能,例如在舊石器時代就有利用溫泉沐浴、醫療,在古羅馬時代利用地下熱水取暖等、近代有建造農作物溫室、水產養殖及烘乾穀物等。但真正認識地熱資源並進行較大規模的開發利用卻是始於20世紀中葉,但是,現代則更多利用地熱來發電[1]

利用

地熱能的利用可分為地熱發電和直接利用兩大類。地熱能是來自地球深處的可再生能源。地球地殼的地熱能源起源於地球行星的形成(20%)和礦物質放射性衰變(80%)[2]。地熱能儲量比目前人們所利用的總量多很多倍,而且因為歷史原因多集中分布在構造板塊邊緣一帶、該區域也是火山和地震多發區。如果熱量提取的速度不超過補充的速度,那麼地熱能便是可再生的。地熱能在世界很多地區應用相當廣泛。據估計,每年從地球內部傳到地面的熱能相當於100PW·h。不過,地熱能的分布相對來說比較分散,開發難度大。

優點

地熱發電跟火力水力的發電原理相同,都是推動渦輪機使機械能轉變為電能進而發電,其優點如下:

  • 地熱能穩定,可以作為基載電力
  • 運轉成本低:地熱發電不需鍋爐燃料,故其運轉成本可相對降低。
  • 附加價值多元化:地熱能源除了可以發電外,尚可供溫室農業栽培、建物空調、溫泉沐浴等使用,亦同時兼具觀光、物理治療經濟價值
  • 地熱能源系屬自產型之替代能源,其經濟規模不但具備發展遠景,且擁有能源供應穩定、產量適合開發等優點,還能與其他能源相互結合應用,節省相當大比率的其他燃料消耗,達到高溫高效率的利用價值。

缺點

由於地熱資源的開發,受環境先決條件之限制頗多,且開發過程中易造成環境污染,相對的其研究困難度也較大,因此即使在能源多仰賴國外進口的台灣,地熱發電還是較少被考慮,其最主要的缺點如下:

  • 初設成本高:開發初期的探勘、鑽井之費用極高,且所需相關技術之門檻皆極為嚴苛。供應源位置掌握不易,且持續供應量之穩定度難以精確計算。可能需要挖深井才能有足夠的溫度。
  • 技術要求高:例如抗腐蝕的管線會提高投資成本。
  • 工安管理風險高:發電時之蒸汽中可能帶有毒性氣體,熱水中也可能溶有重金屬等有害物質,對環境將造成污染;若曝露量高,工作人員甚至有遭受危害之虞。

視頻

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參考文獻