日本溫泉大縣的地熱技術 屢屢達成世界創舉

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地熱發電的技術,不管是提高原本沒能利用的資源,或是避免和溫泉資源競爭,都是未來應該進行的方向

地熱被視為是含量潛能相當大的再生能源(圖:a.dombrowski, CC BY-SA 2.0) 

 

  提起日本位於九州的大分縣,一般都以溫泉為人熟知。但不說你可能不知道,這個地熱資源豐富的縣市,在地熱開發規模上,算是首屈一指。有趣的是,縣內有許多民眾只知溫泉,卻不知地熱發展,因此大分縣在這兩年持續不斷加強宣傳,並成為日本政府認定的「次世代能源公園」之一。

 

地熱發電年年擴展  縣府支持很關鍵

  大分縣算是日本再生能源自給率與供給量的第一大縣,其活用豐富的地熱資源來發電,發電量占縣內再生能源近50%,且日本全國有4成的地熱發電來自此區域。

  如此成就和大分縣的行政支援相當有關係。要開挖地熱井,首先需要符合自然公園法、溫泉法等種種法規,縣府便提供這方面的專業諮詢,促進開發案例越來越多。同時,大分縣也屢屢引領日本突破地熱開發技術,相關發電技術更是多元。

  比如說,2013年成功開發世界首創、熱水與蒸氣都能利用的「全流式發電系統」。這套系統之所以能吸引國際目光,原因在於過往的地熱發電無法利用120度以下的熱水蒸氣,但「全流式發電系統」可以利用溫泉井抽上來的熱水(100~140度)來發電,溫度上更具彈性。另一方面,這套系統還利用曾經使用過的熱水作為溫泉,可說是物盡其用。

  再來看到另一個例子,是2015年啟用的「菅原Binary發電所」,採用地熱Binary發電方式,其特色是透過低沸點媒介(像是沸點只有36度的正戊烷),便能利用過往地熱發電不能使用的低溫蒸氣與熱水。

  一般來說,溫泉水噴出的溫度高於50度,便須經過冷卻,才能讓人浸泡。但如果利用「地熱Binary發電方式」,用高溫溫泉水(70~120度)來發電的話,能夠讓水溫下降,直接供人使用。溫泉業者一方面少做冷卻處理,一方面多了發電,可謂兩全其美。

地熱Binary發電所(圖:國立國會圖書館報告

 

不與溫泉業者相競爭  地熱技術待創新

  另外,2016年Japan New Energy公司與京都大學共同開發一項同為世界首創的「JNEC地熱發電方式」,也非常高端。該發電方式的特色是,在埋到地下深處的封閉雙重管路中,由地上注水到地下並循環利用(closed cycle system)。如此一來,發電後的冷卻水,會循著原來的管線回到地下,這樣可以比照溫泉水發電,不設置還元井讓水回到地下,使設廠成本大幅降低。再者,因為不使用容易在管線結垢的溫泉水及其蒸氣,也省了除垢的工夫與費用。

使用JNEC地熱發電方式的發電所(圖:JNEC新聞稿

  過往日本的地熱發電遇到三大難題,一是成本太高,二是熱源位於國家公園而不能開發,三是不容易和溫泉業者共存。然而,「JNEC地熱發電方式」一來省成本,二來不需要抽取溫泉水,這能免去溫泉業者對資源競爭的擔憂。

  不過,雖然有此技術,縣民仍並未對地熱發電全然支持,主要原因還是地熱於再生能源中的補助相對優渥,加上法令的拘束力日薄,吸引大量業者投入,開發也隨之擴大,當地溫泉業者多少會感到不安。

  而兩年前,大分縣別府市在議會通過條例,竟提高地熱發電開發的門檻!當時副市長猪又真介就表示:「倒不是反對所有的溫泉發電,只是溫泉活用於生活或觀光之中,沒有特別需要用來發電。」從這番話來看,地熱發電的技術,不管是提高原本沒能利用的資源,或是避免和溫泉資源競爭,都是未來應該進行的方向。

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