江協堂 (國立宜蘭大學講師)

台灣位於板塊活躍地帶，板塊碰撞和隱沒作用除了在台灣北部形成大屯火山群，同時也把埋在深部較熱的地層擠出地表，形成中央山脈的變質岩區，大屯火山群後火山活動的熱量和中央山脈變質岩中殘餘的熱量影響地表淺部的溫度場，使台灣本島的平均地熱流（單位面積、單位時間內從地底下流出地表的熱量）比全世界一般地區高出約1.5倍，高熱流的效應加上適當的地質條件，使台灣山區溫泉四處林立，充滿地熱開發潛能。

台灣通常被認為缺乏天然資源的地區，但其實地熱能源的蘊藏卻很豐富，地熱能源的特性除了污染性比石油低、對環境的衝擊比較小外，形成地熱的岩體，熱量散逸慢，可長時間維持溫度，因此地熱能源也常被稱為永不枯竭的資源，在適當的開發下，地熱田的壽命可維持上百年（如義大利全球首座的地熱發電廠已超過一百年），而一般油田的壽命只有數十年，開發地熱有助於減輕人類對石油能源的依賴，並且可發展觀光事業，促進地方的繁榮。

宜蘭縣的清水地熱以河床上的熱水露頭聞名，露頭為一直徑約五公尺的熱水池，熱水終日沸騰，遠處即可看到一股白色的蒸汽竄升至山腰，每至假日總是吸引大量遊客前來尋訪，是宜蘭縣重要的旅遊景點。

清水地熱發現於民國六十年代，經礦研所和中油公司探勘，證實有大量高溫熱水，後經專家評估具發電潛能，並於1981年裝設發電機組進行發電測試，使清水擁有台灣唯一一座以地熱發電的電廠，之後雖因發電規模太小以致營運不符經濟效益而關閉，但多年的技術經驗累積和傳承，使我國具有開發地熱發電的能力，面對未來高油價和全球化環境污染問題，我們已有能力重新評估台灣各地區地熱的開發潛能。

清水這座曾經匯集國內各界技術人員智慧、孕育科技結晶的地熱發電廠，雖然已走入歷史，但始終不曾被人遺忘，未來我國地熱能源的應用若要重新啟動，也許就從點燃這座舊電廠的熄燈號開始。

清水地熱位於宜蘭市西南方約30公里處（圖1），從國5道高速公路羅東交流站下，東行穿過羅東市區接台7丙線，經三星、天送埤、長埤湖至清水橋前左轉小山路，約再行5公里即可在路邊看到地熱電廠（圖2），以及清水溪河床上冒著大量蒸汽的熱水池（圖3）。另外，也可以在宜蘭交流道下，東行穿過宜蘭市區接台7線，往員山、大同方向，沿蘭陽溪北岸過大同鄉公所後，在泰雅大橋左轉，於天送埤轉入台7丙線，並沿上述路線繼續前行即可。

台灣的地質條件適合地熱的探勘開發，早在1962年美軍顧問團對台灣的地下資源評估結果，即向當時的李國鼎先生建議可進行地熱資源探勘，於是由當時的經濟部礦業研究所（目前工研院能源與資源研究所的前身）和中國石油公司（台灣中油公司）運用各種地質、地球化學、地球物理和鑽井等方法，進行系統性的地熱勘查。

起初於大屯火山區的馬槽鑽探約1100-1500公尺深井，並探得293℃的高溫地熱水，但該地區地熱水酸性強，pH值約2.0，大屯火山區的地熱水普遍具酸性，井下套管一段時間內即被腐蝕，因此無法有效利用其熱能發電，1974年大屯山的地熱探勘宣佈結束。

大屯山的地熱開發工作不順後，1973年地熱探勘工作轉向中央山脈，經地質評估結果，選擇於宜蘭的清水、土場一帶進行鑽井勘查。

首先由礦業研究所在該兩區共鑽15口深度數百公尺探井，以了解淺部地熱水潛能，鑽井結果發現地熱水溫度約73-173℃，顯示此區域更深地層可能具高溫地熱水潛能，值得進一步探測，因此，1976年中油公司繼續於該兩地熱區再鑽15口902至3000公尺的深井，結果大都有高溫地熱水發現，溫度最高達230℃，達到一般地熱發電需溫度150℃之門檻。

地熱水流量在清水地區約每小時670噸，若用來發電，初步估計可產12000千瓦，由於熱水呈弱鹼性，無套管腐蝕問題，經專家評估後，值得進行發電測試，因此國科會於清水四號井裝設發電機組，測試結果發電成功，全國各界都非常興奮，證實我國具有地熱發電的地質條件和技術能力。

1981年，集結台電、中油、國科會、工研院等單位之資金、技術和人力，於清水地熱區建立一座3000千瓦地熱發電，電廠規模雖然很小（當年全台的發電量約10,158萬千瓦），但其意義非凡，是我國地熱發電史上重要的里程碑。

清水地熱區的熱水產量最高雖可達每小時670噸，但發電時僅採用每小時350 噸的流量生產熱水，其中50噸用於發電，熱水平均溫度約200℃，熱水在地表汽化後形成高溫蒸汽用以推動渦輪而發電，其最高發電量約2000千瓦。

地熱井在井底以減壓方式將熱水汲取到地表，減壓過程中容易使水中的溶解質沈澱出來而在井壁形成結垢，清水地熱運轉數年後，也發生地熱井井壁結垢而漸漸堵塞的問題，熱水流量從原先的每小時350 噸逐漸降低至每小時約100 噸，發電量也從2000千瓦降低至500千瓦，失去發電的經濟效益，清水地熱因發電規模不大，營運績效一直無法達到損益平衡，後來又因熱水流量逐漸不足，導致財務赤字惡化，終於在1995年因虧損擴大而關閉，結束8年的發電歲月。

地質上清水地熱位於中新世盧山層的板岩內（圖4），盧山層在本區可再細分成清水湖段和仁澤段，本區的主要斷層有三條：牛鬥斷層、古魯斷層和清水溪斷層。

牛鬥斷層位在西北邊，沿蘭陽溪溪谷呈東北-西南走向，在英士、芃芃溪一帶是四稜砂岩和盧山層的重要邊界，斷層出牛鬥後進入蘭陽溪河谷沖積層內，約略延伸到清水溪口附近，但斷層往東方向則可對比於蘭陽平原的地震活動帶，就地理位置而言，芃芃溪上的溫泉恰位於此斷層附近，因此該溫泉的形成可能跟牛鬥斷層有關。

古魯斷層位在東南邊，呈東北-西南走向沿羅東溪分佈，並切穿數個背斜構造，羅東溪上的寒溪溫泉位在斷層線上，應與此斷層有關。

清水溪斷層呈西北-東南向沿清水溪發育，清水地熱即位在清水溪斷層上，地熱區的地層為一大背斜構造，背斜兩翼往高山方向延伸，地層傾角大都在50度以上，高傾角有利於地下水由地表滲入深部，被加熱的地下水再沿斷層帶流回淺部，這是一般對清水地熱形成原因的推論，來自深部的地下水通常含有較高的的礦物質，從地熱區附近地層的滲水常見褐色的鐵質沈澱物來看（圖5），上述地熱成因的推論是合理的。

中油公司在清水地熱區共鑽7口深井，井深1505-3000公尺，井底溫度201-225℃，1500公尺處的溫度最高可達210℃，熱水pH值約8.5-9.3，流量（含蒸汽）每小時為40-127噸（詳檔案下載表1）。

此處熱水的來源，根據附近地下水、溫泉水、地熱井水和雨水水中氫、氧同位素組成之資料研判，地熱水係來自雨水的下滲，下滲的位置應在西方和南方較高的山區，鑽井岩屑中之碳酸岩類組成分析發現雨水來源至少有兩處，冷的雨水從地表下滲到地底下被加熱形成熱水的循環時間，估計不超過20年。

由熱水的產量測試可知清水地熱是一種裂縫型儲集層，也就是說地下的熱水大都存於地層的裂縫而不是岩石的孔隙中，這種產狀的地熱水流量很大，在進行開發時若不適當控制出水流量，很有可能縮短地熱田的壽命，利用7口井的溫度和流量資料，經最近（2005年）重新的模擬結果，估計地熱範圍約2平方公里，儲集層之孔隙與厚度乘積約525公尺，總地熱水蘊藏量約10億噸。

近年來油價已從每桶十幾塊美金上漲到百元的天價，對缺乏石油的國家影響經濟發展甚至，解決能源問題有可能是未來這些國家施政的主要目標，地熱是替代能源之一。

台灣在地質上有先天的地熱潛能優勢，發展地熱能源對我們非常有利，行政院在2002年核定的「再生能源發展方案」計畫中，即將地熱發電列為發展方案之一，在經費方面，經濟部能源局為推動台灣地區地熱發電開發，促進地熱能源有效利用，也於2005年發佈「地熱發電示範系統探勘補助要點」。

由於清水地熱曾成功試運過發電機組，因此行政院希望能推動「清水地熱發電計畫」成為示範計畫，另外，「挑戰2008：國家重點發展計畫」中，亦將「清水地熱發電計畫」列為重點項目之一，宜蘭縣政府除配合中央各機關推動該計畫外，亦結合各界意見，希望能將清水地熱建設一個以「地熱公園」為主題的觀光休閒區。

清水地熱擁有大量的地熱水，除可供發電外，清水溪河床上的熱水露頭早已非常聞名，經常吸引很多觀光客前來，重新出發的清水地熱，未來應朝發電、觀光、休閒、旅遊等多功能目標規劃，相信經政府各機關的努力，明日的清水地熱將成為宜蘭縣另一個綠色奇蹟。

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