主軸中心對近期「主軸規劃與宜蘭紅柴林鑽井計畫相關疑慮」之說明
第二期能源國家型科技計畫-地熱與天然氣水合物主軸中心,針對近期「主軸規劃與宜蘭紅柴林鑽井計畫相關疑慮」提出說明:
( 民報原文連結:http://www.peoplenews.tw/news/dc711eb4-8e3e-4627-901a-d582db6cbde5)

第二期能源國家型科技計畫 (以下簡稱NEP-II) 下有六大主軸,地熱與天然氣水合物主軸中心為其中之一,本主軸有兩大分項,在地熱分項部分自NEP-II啟動(103年)至105年之科技部經費共約4.4億(包含深鑽約2億),投資宜蘭地區深層地熱之探勘調查;相較於國際發展,近年來,全球意識到再生能源可作為解決氣候變遷之關鍵及能源自主,2014年智利、印度、肯尼亞、墨西哥、南非及土耳其等國家在再生能源的投資皆超過10億美元;美國能源部單就加強型地熱系統(Enhanced Geothermal System, EGS)之FORGE計畫,前兩階段提供約3000萬美元,第三階段將在美國國會撥款允許範圍內提供全面資助。因此,我們在有限資助下積極推廣我國地熱發電與天然氣水合物之開發,盼能為台灣開創跨世代「能源、環保與經濟」三贏之永續發展願景,同時落實「能源供應多元化和自主化」的政策目標。

已故NEP-II地熱與天然氣水合物主軸中心召集人楊燦堯教授,為推動台灣地熱開發之其中一位重要人物。他極力建議將地熱納入能源國家型科技計畫中執行,並且於擔任召集人期間,召集所有項下細部計畫主持人發起建置資料庫,以及積極協助爭取鑽井計畫。資料庫建置之用意,首要為保存所有研究成果,是國家重要財產;再者,不對外公開,僅提供NEP-II研究團隊執行期間之橫向交流,減少重複研究,使人力與經費使用有最大效益。

地熱主軸計畫前三年規劃宜蘭地區資源探勘之時程,分別為2014年三星-紅柴林、2015年利澤-龍德、及2016年員山。開採前之資源探勘是為得知鑽探點的確切熱源規模,需要先實施地表探勘,藉由地質、地球物理、地球化學、以及淺鑽等研究調查,接著彙集並整合以上所有結果分析後,方能推估出具有潛能之地熱區域。研究團隊針對宜蘭利澤-龍德地區之研究調查,從探勘至推估出潛能地熱區域耗費大量時間與人力,並於2016年3月4日召開內部討論會議,透過多位地質地熱學者討論與交流,提出最佳潛力地熱資源之井場位址。另主軸辦公室過去兩年,於每年年底舉辦「成果發表會」,開放所有人報名參加,會中邀請所有執行計畫主持人報告當年度之研究成果;與會人員不僅能現場聆聽與發問,會後更可於主軸官網下載演講簡報。以上,高成炎教授均有出席會議,應可獲得相關資料。

NEP-II依國際趨勢、定期追蹤與檢視執行情況,採取滾動式管理。地熱主軸計畫確實以2016年底完成建置1MW深層地熱示範電廠為目標,但初期規劃科技部經費不包含鑽井與電廠建置,期望民間業者投入開發行列;然而,地熱鑽井費用龐大,且深層地熱開發為台灣首例,相關執行單位花費許多時間研擬,終在2014年12月科技部核定補助「台灣北部地熱鑽井計畫」。執行團隊立即辦理申請土地使用許可、各項鑽井工程、及探採研究等行政事務,考量宜蘭地層特性與鑽探工程困難度,以限制性採購由有深井鑽探之雄厚經驗與技術的台灣中油公司來執行鑽井工程;未料,採購作業、議約、招標到簽約、及土地使用許可、鑽井許可申請作業等行政程序耗時長,以致計畫期程延宕,已向科技部說明並申請展延,並於2015年11月啟動第一口井之鑽井工程。

此外,本主軸以NEP-II引進之技術成熟度(TRL)制度自我檢視,重新審視地熱主軸計畫,在研究與技術研發上均能依原訂目標與時程持續進行,後續鑽井完工後需實施產能試驗,評估建廠規模與設計,方能開始規劃地熱發電廠建置。接下來需要業務性及環境評估,施工設計、建造執照許可證之取得約需費時2年,環境評估約需2-4年,才能進入建設階段,建廠約需2-3年時間,加上地熱法規尚未完善、投資廠商意願、融資問題等種種因素,評估於NEP-II期間(2014~2018)恐無法完成深層地熱電廠之建置,因此,提出修改總目標為「完成深層地熱電廠之概念設計與建廠規劃」,上陳NEP-II成果追蹤委員會與指導小組審核,並獲得同意。

鑽井是地熱資源探勘最重要的必須步驟,用以驗證先前地表探勘結果,以及實際掌握地下儲集層之具體情況。研究團隊詳盡調查宜蘭三星-紅柴林地區之地熱資源,分析所有探勘數據後提出具潛力之鑽井井位;主軸辦公室亦於2015年2月舉辦「宜蘭三星地區地熱地質研討會」,邀集地熱地質專家共同討論,匯集多方建議,最終選擇目前已執行鑽井工程之紅柴林鑽井試驗場。

在執行鑽井計畫前,NEP-II橋接與溝通小組派員前往宜蘭縣收集民意,以及偕同該計畫主持人王乾盈教授拜訪地方鄉長與村長,聆聽意見及釐清相關資訊。除此之外,考量後續地熱發電廠建置時需要實施環境影響評估,自計畫規劃之初便將環境調查列為重要項目,與宜蘭縣環保局簽立『環境差異調查代辦協議書』,由地方政府全程監督及實施環境監測。

本案以「加強型地熱系統(EGS)」概念(一口生產井加一口灌注井)規劃鑽井。主軸最初評估以1MW產能目標需要4口井(兩口生產井加兩口灌注井)來研擬申請案,然而由於鑽井費用龐大,科技部於2014年年底僅先核准鑽鑿2口總長度5,000公尺深井之鑽井計畫,故預期產能目標為0.5MW,主軸沒有任意更改原定規劃與目標。

於2016年3月,本案紅柴林一號井鑽達預定深度2,225公尺,地層岩性分層皆與探勘結果相符。地層測溫試驗之結果顯示,井底溫度為攝氏70度,進一步分析不同深度之地溫梯度,於2070~2200公尺深之間的地溫梯度為每100公尺攝氏5度(地溫梯度每100公尺攝氏4度以上,可列為具有潛力之地熱區域),推估熱源在2,225公尺以下,結合過去附近淺井資料,保留約300公尺長度給二號井,預定將鑽鑿2,800公尺深。

紅柴林一號井的完工賦予驗證探勘數據之任務與實證重要性。以地溫梯度來說,不論是以地球物理或地球化學方式來測地層溫度,皆以淺井(< 500 m)來量測或採取樣品分析,並假設溫度會隨著深度越深而逐漸增溫,進而推估深部溫度與地溫梯度。相較於實際量測一號井之地層溫度,其溫度曲線隨深度不同而呈現階梯狀,尤其是進入四稜砂岩地層 (1280~2000 m)溫度幾乎維持相同,唯深部2070~2200公尺間之溫度再次驟增,且換算地溫梯度高於攝氏4度,因此可知地層溫度受地質岩性及構造等影響而有變化,並非隨深度越深而漸增。

再來談談環境影響,紅柴林鑽井試驗場位於「地下水補注地質敏感區」的邊緣,依據地質法第八條『土地開發行為基地有全部或一部位於地質敏感區內者,應於申請土地開發前,進行基地地質調查及地質安全評估。』,其說明沒有限制或禁止土地開發,且不表示一定不可能通過環評;重點在於應依相關法令規定辦理排放水與廢棄物處理,避免汙染地下水補注水質及保有一定比例的土地透水面積,以免影響地下水補注水量。本案由宜蘭縣環保局全程監督,及採取「環境差異調查」,以確保當地環境不受影響。

EGS概念為挖掘深達地底以下2,000公尺取其熱源及熱水,基本條件需一口生產井與一口灌注井,兩口井於深部開口為熱源儲集層,岩石裂隙佳則不需製造人工裂隙;唯岩石通透性不足時,方採取物理方式以高壓水碎裂深部岩石,絕對不會使用強酸強鹼化學藥劑。再者,深層地熱開發所取用的熱水係深於地底以下1,500公尺,不會汲取民生用地下水,也不會將熱水排入地下水層,故不會汙染地下水。為了提高作業的嚴謹性,特邀請經驗豐富的台灣中油公司鑽探團隊執行鑽井工程,井壁以套管及水泥加固,且施工後試壓以確定品質,確保地層流體之阻隔效果。

EGS技術從美國新墨西哥州Fenton Hill開始已發展約40年,全球重要EGS場址包含既有、發展中及已運轉的場址約有18個,分佈於美國、澳洲、歐盟國家、南韓及日本等國家,皆針對EGS開發訂下具體發展目標,期望近期逐漸完成示範電廠的建構與試運轉;並且已有商轉級EGS電廠,分別為法國的Soultz (1.5 MW)與德國的Landau (3.0 MW) (BESTEC GmbH, 2013)。而目前CEEG於國際研究上尚在電腦模擬階段,實際案例少,兩項技術於主軸項下均有發展。

主軸辦公室受邀參與2016年3月25日陳歐珀立委之「地熱公聽會」,於會議中說明地熱主軸計畫之規劃與執行進度,以及針對EGS所用之水裂法與地下水影響提出說明;另,大會亦邀請台灣水資源保育聯盟粘主任,她敘明「有不知人士冒用聯盟名義,但使用錯誤的聯盟名稱,遞送連署書予立委辦公室,在此澄清本聯盟沒有發起此活動」。且,主軸辦公室亦沒有接獲相關連署書文件,呼籲勿信不實傳聞,勿簽不明就裡連署書。

研究團隊於執行本案前,已做了充分調查、分析與商議,在科學與環保等層面亦已詳加評估;於執行過程中,現地有駐井地質師監督並回報鑽井情況,以及研究團隊每月召開例行工作會議,分析井測與岩心等數據,與先前探勘結果比對,如必要則及時微調鑽探預設條件,期能使本案有最佳成果。鑽井完工後則將執行產能試驗,評估日後發展地熱發電廠之發電規模、建廠條件與設計,因此,本案為台灣首例、亦是宜蘭深層地熱發電開發的開始,請多多支持發展台灣自主能源。

地熱與天然氣水合物主軸中心 Geothermal Energy and Gas Hydrate Focus Center
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