順便把碳排埋進地底 日本企業研發新地熱發電技術 SEPTEMBER 16, 2022 能源萬象 關鍵字 ： 地熱、日本、綠能 ※封面圖片：脫胎自地熱發電廠冷卻塔的日本地熱吉祥物。 （圖：日本資源能源廳簡報） 順便把碳排埋進地底 日本企業研發新地熱發電技術 文/宋瑞文(媽盟特約撰述) 有句俗話說「坐在黃金上的乞丐」，這或許可以用來形容日本：地熱資源豐富但開發規模比例極低。日本自定下2050淨零碳排的目標後，屬於再生能源的地熱發電，需要加緊腳步。近年還有日本企業技高一籌，打算研發往地下注入碳排的新地熱發電技術。 據日本資源能源廳簡報，位於環太平洋造山帶的日本，地熱資源量高達2347萬kW，相當於23座核電機組。僅次於美國的3000萬kW與印尼的2779萬kW，排行世界第三，遠高於第四的700萬kW。若說日本坐擁地熱的寶山，名符其實。 另一方面，日本的地熱發電設備容量，卻和資源量不成比例。相較於美國的345萬kW與印尼的134萬kW，日本只有53萬kW（2016年數據），比肯亞的59萬kW還低，屈居世界第八。 地熱發電的優點很多，像是碳排幾乎為零，和其他再生能源相比發電成本低，且設備利用率高。發電穩定，可成為基載電源。發電後的熱水可以用來做溫室栽培或養殖事業等等，是一種可以多階段利用的能源。 既然日本地熱資源豐富，地熱發電又有多項優點，為何地熱發電的開發如此落於人後呢？要說明這點，需要認識一下地熱發電的原理。 要利用龐大的地熱資源，必須抽取在地底被加熱的（包括蒸氣在內的）「熱水」，用它來推動發電機的渦輪，成為不分晝夜都能發電，足以擔任基載電源的地熱發電。 可是，地熱發電從調查到商轉，需要相當的時間。特別是在花費不小的成本，挖掘了地熱井調查之後，即便確認了地層裡溫度夠高，但如果「熱水」量不夠，也不適合做成需要商轉的地熱電廠。加上其他障礙，導致日本的地熱發電量，僅佔全國總發電量少之又少的0.3%。因此，若能研發出替代熱水的新地熱發電技術，便能加快開發的進度。 * 大成建設所在的大樓。（圖：維基 CC 表示-継承 3.0） 為此日本企業「大成建設」在2021年8月表示，準備以五年的時間，研發用CO2代替「熱水」的地熱發電技術。方法大致上為：先把來自火力發電廠等地方的CO2，用高壓往地下深處注入；CO2在地下深處被加熱；然後引到地上推動地熱電廠的渦輪而發電；經過渦輪的CO2冷卻之後，再次得到利用。 其中大成建設需要研發的項目有三：CO2地熱發電全體系統的設計、利用CO2壓裂液的人工地熱儲集層建成技術、地熱儲集層內的CO2流體動向監測技術。 * CO2地熱發電示意圖，左上高溫CO2注入的地方是渦輪。（圖：大成建設） 被注入地下的CO2，會有一部份以碳酸鹽類礦物的形式留在地熱儲集層，有助於碳中和。讓地熱發電的減碳效益再上一層樓。 據日本資源能源廳簡報，日本預計在2030年，地熱發電設備容量可以從2013年的51萬kW，增加到三倍左右的140～155萬kW，因此需要大力推動。 目前日本地熱發電的進展，還有若干阻礙，像是地熱井的成本佔比在3成以上、挖掘成功率停留在3成左右、電廠商轉後蒸氣量衰退等等，有待各單位的研究攻克。 **資料來源： 1. 地熱資源開発の現状について https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shigen_nenryo/pdf/022_04_00.pdf 2.「カーボンリサイクルCO2地熱発電技術」の開発に着手 https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2021/210823_8430.html 3. 地熱発電にＣＯ２活用、地下水不要で適地多い利点…大成建設が事業化目指す https://www.yomiuri.co.jp/economy/20210822-OYT1T50218/