地熱國家隊引進自動進桿鑽機突破2千公尺變質岩鑽探 導入數位流場模擬降低開發風險

經濟部地質調查及礦業管理中心攜手國營事業與學術單位,舉辦地熱永續與技術前瞻論壇,展現台灣在零碳基載能源開發上的突破性成果。產官學界集結約 350 位代表,聚焦資源調查、高溫硬岩自動化鑽探設備升級以及國際模擬技術鏈結等核心亮點。

跨國技術合作與自動化鑽機 刷新硬岩鑽探深度紀錄

高溫硬岩地層一直是地熱鑽探中最具挑戰性的工況。經濟部地礦中心聯合工業技術研究院(工研院)及土耳其 Ortadogu 鑽探公司開展跨國工程,今年七月於台東海端利稻的變質岩區域,成功推進至深度 2,049 公尺,打破國內在變質岩地層連續取芯探鑽的極深紀錄,並成功量測到 140°C 的地底高溫。為改善高風險作業環境並提升施工效率,團隊今年導入配備自動進桿功能的新型探鑽設備,藉由自動化機構取代繁重的人工接桿,顯著強化施工安全與實質產能。目前全台已累積挺進超過 18 孔鑽井,總進尺深度超越 14,000 公尺,並於台北馬槽與花蓮瑞穗場域分別探得 245°C 與 184°C 的高溫資料。

導入地層流場模擬與數位化平臺 降低產業開發門檻

降低前期探勘的不確定性,是吸引民間資金進入地熱發電產業的關鍵要務。全台約有八成地熱蘊藏量集中於北部與東部五大潛力區域,包含台北大屯山、宜蘭清水與土場、花蓮瑞穗、台東霧鹿延平以及知本金崙。地礦中心經由工研院與紐西蘭商工辦事處貿易發展中心協助,引進紐西蘭奧克蘭大學(University of Auckland)的評估技術,完成台東延平與花蓮瑞穗案場的地下流場及開發情境模擬。此外,官方亦推出全新改版的地熱探勘資訊平臺,導入資料視覺化儀表板與標準技術規範,將第一線取得的地質測量結果數位化開放,協助產學界精準評估投資風險。

產業意義

地熱能具備全天候連續發電的基載特性,是協助台灣製造業應對氣候變遷與綠電缺口的重要再生能源。隨著國際供應鏈對 RE100 淨零倡議及碳邊境調整機制(CBAM)要求趨嚴,國內工業用電戶對於穩定且低碳的區域電力需求大幅增加。地熱探勘技術的演進與資料公開,能吸引更多民間投資投入地熱電廠建設,加速綠電供給規模化。同時,地底高溫高壓及硬岩磨蝕的惡劣工況,極度考驗鑽探設備、油壓組件與耐高溫感測器的可靠度,這促進了台灣自動化機械、精密零組件及智慧控制系統供應鏈轉型,擴展至極限環境工業設備的新市場。

技術解析

地熱資源探勘與開採結合了硬體自動化工程與數位軟體模擬技術,主要核心包含:

  • 自動進桿鑽機(Automatic Rod Handling Drilling Rig):在深層地熱鑽井作業中,鑽桿總長度隨深度增加而拉長,傳統作業需由人工高空操作擰接數十甚至上百根重型鑽桿,極具危險性且耗時。自動進桿鑽機配備機械手臂與伺服油壓模組,能依照自動控制程式順序完成鑽桿抓取、對位、擰緊與解開,不僅保護第一線人員避開高危險區域,亦大幅提高連續施工的穩定度與進尺效率。
  • 地下流場與開發情境模擬(Subsurface Flow and Reservoir Simulation):地下熱水與高溫蒸汽於岩層裂隙中的流動屬於複雜的多物理場系統。流場模擬技術運用電腦演算法與流體力學模型,整合震波、地磁與溫壓測量資料,在軟體中建立地底熱儲體的數位分身。該技術可模擬長期開採後的溫度變化與壓力降,協助工程人員精確規劃發電產能、生產井與回注井的距離,避免地熱資源因過度抽採而迅速衰退。

常見問題

台灣地熱資源主要集中在哪些區域?

台灣地熱潛能有約八成集中於北部與東部的五大高潛力區,包括台北大屯山、宜蘭清水與土場、花蓮瑞穗、台東霧鹿延平以及知本金崙。

自動進桿鑽機在地熱鑽探中有何優勢?

自動進桿鑽機透過機械手臂與油壓控制順序執行鑽桿對接與拆卸,能大幅降低人工在惡劣與高溫環境下的作業風險,並提升施工效率。

為什麼地熱開發需要進行地下流場模擬?

地下流場模擬能利用資料演算法建立熱儲體的數位模型,協助工程團隊預估長期抽採下的溫度與壓力變化,優化生產井與回注井的配置。

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