2015 年 12 月的巴黎气候高峰会（COP21）是人类史上第一次全球性温室气体管制的跨国协议，已于 2016 年 11 月 4 日正式跨过生效门槛，许多环境保护的 NGO 都已经详加报导，但一般人可能不知道，在 COP21 举办的同时同地，“全球地热联盟”（Global Geothermal Alliance）也由 38 个国家宣告成立，要将地热发电装置容量由目前的 12.6GWe 提升到 2030 年 63GWe，远高于目前各国政府宣告的发展目标。
地热能的利用过去主要强调在发电或供暖上，可提供稳定的电力及取代燃煤供暖设备，与传统能源相比地热发电大幅减少温室气体排放，且地热电厂没有燃料，因此开发使用的总面积远小于传统能源，近年地热的新技术亦增加地热电厂的经济效益及环境效益。
减少污染气体排放及用地需求
在 MIT 能源倡议中心在 2006 年出版的《The Future of Geothermal Energy》（地热能的未来）中，将地热发电与核能、火力发电等“肮脏能源”做比较，最干净的地热能是双循环式发电机组（Binary），在二氧化碳、二氧化硫（硫氧化物）、氮氧化物等都是零排放，在悬浮微粒（PM）则是可忽略（表一），双循环式发电机组已是非常成熟的技术，由于所有热水及溶解气体都透过回注井循环到地底，因此对地表没有任何影响，有兴趣的读者可以到工研院在清水地热公园放置的双循环地热发电机组参观。
相对而言，闪发式机组（flash steam）是较传统的发电方式，主要用于流体温度 150 度以上的火山型地热，大约占 63%（Bertani, 2015），虽然因为地质环境及机组设计的关系，导致二氧化硫的排放量较高，但在污染气体排放上也与远好于任何一种火力发电厂。
近年国际上在双循环式发电机组又有更多研发成果，可提升机组效率及缩小机组设备，使其可应用在空间有限的条件，并扩大适用于 350 度至 90 度的地热条件，单一发电机组可达 10MWe，因此适合较小规模的地热电，有兴趣的读者可以参考近 5 年市占率极高的意大利地热发电设备商 Exergy 的发表资料（Claudio Spadacini, et al., 2015），这家公司更是 2015 世界地热会议（World Geothermal Congress）最佳表现奖及 2016 欧洲地热创新奖的得主。
地热能源是极低污染的再生能源，另外在土地需求上（表二），地热电厂也远低于现有火力、太阳能及核能电厂，是具有极高土地使用效益的基载能源。因为地热电厂的能量来源是地下的高温热水，透过延伸到上地壳破碎带 / 储集层的生产井传达到地表，不像传统“肮脏能源”的燃料需要地表开挖、选矿、提炼、运送等过程，每段过程都污染大片土地。地热发电也没有燃烧过程，不会产生高温污染物质，因此电厂的地表设施相对较简单，主要较占面积的设备是分离气体、液体的设备、输送管线及冷却设备，需要靠专业人力设计组装，目前经济效益最高的模组化设计是井口式（Wellhead）地热电厂，建厂时间仅需要 16 周，也大幅减少对环境生态干扰的时间。
表一、火力电厂与热水型地热电厂（Hydrothermal）在气体污染物排放比较
表二、地热电厂与火力、核能、太阳能电厂用地需求比较
地热电厂的环境生态意识
地热能是目前世界银行及联合国联手推动的再生能源重要项目，尤其在缺乏水、电、道路等基础公共设施的偏远地区部落，地热能的开发为这些地区带来可运输大型车辆的道路、可善加利用的地下水资源、分散式电力系统，甚至受教育的机会，提升公共卫生条件及改善贫穷。目前非洲肯亚是先进地热工程技术应用最快速的地区，也带动东非诸国成为全球地热发电潜力最大的市场，如同中国在发展高速铁路时，吸纳台湾已经培养好的高铁规划团队及先进的土木工程技术。但也因为技术发展早于环境意识，非洲的地热电厂的设计规划较缺乏环境生态思惟，可从以下的影片看到值得我们借镜之处。
参考文献
- Claudio Spadacini, Marco Frassinetti, Anthony Hinde, Simone Penati, Matteo Quaia, Dario Rizzi and Aldo Serafino, Exergy, The First Geothermal Organic Radial Outflow Turbines, Proceedings World Geothermal Congress 2015.
- Tester, J.W. et al.: The Future of Geothermal Energy – Impact of Enhanced Geothermal Systems (EGS) on the United States in the 21st Century, MIT – Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. (2006). Available at: http://www1.eere.energy.gov/geothermal/future_geoth ermal.html
（首图来源：shutterstock）
延伸阅读：
- 与环境融合的地热能源利用及开发（上）
