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    【地熱發電2-1】跌倒後再站起來!關廠30年後宜蘭清水地熱電廠重新發電,成就台灣第一座基載型再生能源

    2023-09-29 07:00 / 作者 吳馥馨
    清水地熱電廠。吳馥馨攝
    宜蘭縣大同鄉,車子延著清水溪畔蜿蜒小路慢慢駛入,在這條連會車都困難的小路盡頭,有著全台灣第一座地熱發電廠。

    遠遠望去煙霧繚繞,耳畔不時傳來哐啷、哐啷的撞擊聲,走近一看,矗立在眼前的是一根5米高的鐵柱,冒出的白煙直竄天際,結元能源總經理林伯修向《太報》記者介紹,這是在「洗井」,目的是解決清水地熱發電最要命的「結垢」問題

    外人對宜蘭清水地熱發電廠也許陌生,但一定知道清水地熱公園可以煮溫泉蛋,是個全家踏青郊遊、煮溫泉蛋、溫泉玉米的遊憩之地。如今,除了觀光功能,更重要還有發電任務,清水有著全台灣第一座地熱發電廠,而且開發史可以追溯到1970年代。

    清水地熱電廠需要透過「洗井」,解決最要命的「結垢」問題。吳馥馨攝


    清水地熱發電開發可追溯半世紀前

    1962年,美軍顧問團向當時的總統府資政李國鼎建議開發台灣地熱發電資源,繼大屯火山區域,之後在1973年,中油公司選定宜蘭清水與土場探勘地熱資源,直到1975年,由國科會邀集台大、成大、清大與台電、中油組成「地熱發電小組」,開始鑽探清水地熱,當時評估發電潛能有6萬瓩,並於1976年成功開鑽第一口地熱井。

    此後,國科會先後購買發電機組開始發電,但因「結垢」問題,造成地熱井產能與發電量逐年衰減,於1993年關閉清水地熱電廠。

    但面對再生能源發展趨勢,能源局仍未放棄推動地熱發電,2016年,宜蘭縣府以BOT+ROT案推動清水地熱開發,並與噶瑪蘭清水公司簽約,但因該公司出現資金問題而中止契約。

    幾經轉折 由宜元公司重新開發

    幾經波折後,2016年,由台電子公司台汽電及將捷集團結元科技合作的團隊重新得標,雙方在2017年成立宜元股份有限公司,共同開發清水地熱。最終在2021年10月取得電業執行,正式商轉。

    現任行政院政委、工程會主委吳澤成表示,他對清水地熱電廠一直有著特殊的情感,因為關廠後再決定重新開發,就是在他手上重新簽約發包出去的。

    吳澤成在2017年2月至11月擔任宜蘭縣代理縣長。2017年宜元公司成立後,於同年7月14日與宜蘭縣府完成清水地熱BOT+ROT開發案簽約,斥資7.65億元,將清水地熱開發成地熱教育館、清水地熱電廠兩個區域。

    清水地熱發電小檔案。太報製表


    為何會有結垢問題,怎麼解?

    對於這層猶如親生兒子般親厚關係的清水地熱電廠,吳澤成特別關注「結垢」問題為何會發生?現在該怎麼解決。

    對此,宜元公司課長吳承穎表示,昔日清水電廠,以前台電使用「閃發式」設備,雖然發電效率很高,但唯一問題是,閃發式需要把地熱的熱水,直接沖擊渦輪機的扇葉,但當地的地下水有許多高濃度礦物質鹵水,對機組傷害性很大,久了容易結垢,結垢後管路縮小,發電效率就降低。

    現在改採「雙循環式」設備,熱源進來後,不會直接衝擊渦輪發電機,而只是進行熱交換,把熱源交換給工作流體,再由工作流體去衝擊發電機。雖然二次動作讓效率降低,但較適合當地的水質與天然條件。

    結元能源公司總經理林伯修也補充說明表示,昔日台電地熱發電未成功,起因於「結垢」問題,結垢讓輸送熱水的管路縮小。如今「雙循環式」設備是從生產井,到發電機,到發完電後回水,回到地底下,全程控溫、控壓,形成永續循環,也解決生產井結垢問題

    據悉,清水電廠採用的是全球地熱發電機組龍頭、在美股上市的以色列ORMAT公司所產製的中低溫有機朗肯循環發電系統,裝置容量4.2MW。

    地熱雖是再生能源 但卻是穩定基載電力

    自2021年起營運至2023年7月底,大約發了3825萬度電,相當於可供給三星鄉、大同鄉,約四分之三的民生用電。雖然比不上大型電廠,但是穩定的基載電力。

    同期間,包括二個月的機組大修時間,機組可用率95.45%,代表輸出電力穩定,是穩定型的基載能源,也是其他再生能源所沒有的優勢。

    針對「結垢」問題,林伯修也說,關於地熱電廠結垢的問題,是全球地熱電廠都要克服的難關,如今清水地熱電廠改由「雙循環式」設備,壓力變化沒那麼大,結垢速度也就沒那麼快,如果熱能衰竭能控管在每年5%之內,都算優良地熱。

    林伯修表示,早年電廠運轉大約半年到一年就結明顯結垢問題;從清水地熱電廠已發電二年的實績值來觀察,結垢速度是很緩慢,沒有嚴重堵塞問題;與原電廠的具體差異數據,正委託中興工程顧問公司協助對比。

    林伯修說,由實際營運也發現,舊井因結垢問題,熱能衰減率較高,新井則能控制在5%之內,而清水電廠計劃就是每5年就要開鑿一口新井。

    事實上,國外地熱電廠「結垢」問題的解方,也是減緩結垢,以及輔以補開新井來補充熱源。

    台灣地熱發電在清水跌倒、又在清水站起來

    林伯修形容,清水地熱發電是台灣第一座地熱發電廠,民國60幾年就開始探勘,過去是走到一半中斷了、跌倒了,台灣地熱發展也在清水跌倒;如今清水電廠再度恢復發電,就像台灣地熱發展又在清水站起來了。

    林伯修會如此有感而發,起自於他本身是讓停擺30年的清水電廠,起死回生的幕後推手,林伯修出身鑿井家族,其父林德欽是台灣最早一批鑿井技師。

    「地熱發電探勘速度不快,你永遠不知道鑿下去的那口井,有沒有命中地熱;雖然發展速度不如光電、風電,但地熱發展是一步一腳印的。」他感性地說。
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