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【你來報報】地熱電廠誘發韓國第二大地震? 可能源自對地質調查了解不足

2018年05月11日
文:新興科技媒體中心

今(2018)年4月國際知名期刊《Nature》與《Science》陸續刊登,韓國自有記錄以來第二大地震——規模5.5的浦項(Pohang)地震與地熱電廠相關的報導與研究報告,引起地熱界的關注。

以過去的經驗與研究結果而言,地熱電廠確實可能導致誘發地震(Induced Earthquake),但規模多以1~2的地震為主,不曾有達到規模5.5的地震。同時兩者是否直接相關,目前在韓國國內仍有不同的看法。對此新興科技媒體中心(Science Media Center,Taiwan)邀請國內專家針對此事件即時回應並彙整科學資訊,期待能藉此檢視台灣的地熱發電發展評估與規劃。

地熱電廠與地震的相關性引發關注。圖片來源:公共電視節目我們的島【地熱之島】。

EGS 技術是造成誘發地震的原因之一 但少見大規模地震韓國的浦項地熱發電廠是韓國第一座地熱電廠,於2017年完成建造,採用加強型地熱發電系統(enhanced geothermal systems,EGS)技術,裝置容量為1.2MW,預計可提供約1000戶的家庭用電量。

由於 EGS 技術需要建立深達 3 公里以上的鑽井,並透過高壓注水使岩層產生裂隙,以增加儲水空間,再以生產井導出熱水,使用蒸汽進行發電。其中高壓注水的過程,在地熱發電的案例中經常是發生誘發地震的原因。

台灣大學機械工程學系的馬小康教授指出,以過去參訪國外地熱發電廠的經驗得知,深度超過 4公里以上,確實能誘發地震規模1~2地震;但規模4以上地震,較為少見。

台灣大學地質學系的宋聖榮教授也提到,過去規模最大的誘發地震為2007年瑞士Basal地熱 EGS計畫誘發規模3.4的地震。

因造成部分建築物的毀損而暫時停止計畫。但因EGS技術可以產生大量的地熱能,且可以做為基載電力,是目前應用上主流的地熱發電技術之一。

韓國浦項地震 源自對地層特性了解不足

然而在浦項地震的案例中,地熱電廠於地震發生前兩個月已經不再注入水體,這也是部分韓國地震學家認為,地震的發生與地熱電廠沒有關聯的原因之一。對此,宋聖榮指出依理論計算,地熱電廠注入的水量和壓力應不足以引發如此大的地震。且發生地震的時間為停止注水後的兩個月,所以無論是韓國官方的調查團隊,或是來自瑞士的獨立研究團隊都認為,注入的水可能進入應力累積已達臨界點的地下未知之活動斷層,以至於引發如此大的地震。

海洋大學應用地球科學所的王守誠與海洋大學電機學系的地熱研究團隊也提到,無論是過去的瑞士,或是此次韓國的案例之所以引發大眾的關注,原因是這兩個國家極少發生地震,因此科學家難以估算地下應力累積程度。這些誘發地震所釋放的累積應力可能是當地數萬年的所有累積,缺乏耐震能力的傳統建築物因此受到極淺層地震較大的破壞。

目前已有技術控制回注壓力 減少誘發地震的發生

王守誠與地熱研究團隊說明,誘發地震的機制跟回注流體的壓力有明確關係。瑞士已經著手改良工程技術,透過減少注水壓力控制誘發地震,只要有效的控制回注壓力,即可避免誘發有感地震。王守誠也提到他認為在工程管理及社會溝通兩個面向須同時兼顧,控制誘發地震的性質,其實類似建築工程需要避免開挖地下室的鄰損事件。

台灣地熱電廠雖工法不同 仍應有完整地質調查避免類似事件

目前台灣也有評估進行中的地熱電廠開發計畫。台灣的清水地熱電廠與將著手建造的利澤地熱電廠都沒有使用EGS工法,而是分別使用淺層地熱技術,與不會直接接觸地質物的CEEG工法,因此較無誘發地震的問題。

宋聖榮提醒從韓國浦項地震的經驗,台灣未來從事深層地熱開發時要對當地的地下地質構造有充分的調查研究,繪製地熱區3D高解析度的地質圖,才可避免類似的誘發地震發生。