由于能源專家也極少知道德國在地熱發(fā)電及利用上的進展，工業(yè)4.0 的推動者也不大知道地熱能源上的應用，但像德國這樣缺乏火山、地震的國家，2007 年才開始發(fā)展地熱，2010~2016 年的發(fā)電規(guī)模已經(jīng)成長近6 倍，對于擁有豐富地熱的臺灣而言，不啻是一個重要指引。

借用旅居柏林林育立先生的新書書名《歐洲的心臟：德國如何改變自己》，內(nèi)容提到許多德國能源轉(zhuǎn)型過程的重要轉(zhuǎn)折，正確的能源政策成就了公眾投入能源轉(zhuǎn)型的新產(chǎn)業(yè)，高效率的政策不是一蹴可及，而是逐步凝聚大眾對能源議題的共識，發(fā)揮在各種可應用的再生能源上；“工業(yè)4.0”也是德國產(chǎn)業(yè)界挑戰(zhàn)的目標，透過深厚的自動化技術(shù)加上智慧感應系統(tǒng)，由客戶端視角找出隱藏需求、加以填補，利用資料分析去解決或避免看不見的問題，軟硬件同時升級以創(chuàng)造真正的服務價值。

德國發(fā)展地熱的過程及策略

眾所皆知西歐各國極少發(fā)生地震，地質(zhì)上屬于非常穩(wěn)定的大陸地殼，德國南部雖然有知名的溫泉觀光勝地Baden-Baden，但少有人認為德國具有地熱發(fā)電的條件。德國最早在2007 年才開始將地熱能以有機朗肯循環(huán)（Organic Rankine cycle，ORC）的發(fā)電機組發(fā)電，在2010 年已有7Mwe，至2016 年則已有42.5MWe，6 年間增加近6 倍。

成果資料公開透明

如何能讓投資者有信心？政府將地熱探勘資料的蒐集及公開展示是一種有效的策略，德國的GEOTIS 地熱數(shù)據(jù)庫是任何人可免費授權(quán)使用的數(shù)據(jù)庫，由德國聯(lián)邦環(huán)境部（BMU）委讬萊布尼茲應用地球物理研究所（the Leibniz Institute for Applied Geophysics，LIAG）設(shè)立，所有人都可透過網(wǎng)絡接口查詢探勘成果資料、鉆井資料、地熱電廠技術(shù)及規(guī)格，也探勘井資料甚至涵蓋石油公司的探勘井及油氣井，因此民間投資者可深入了解目標區(qū)域的地熱條件。

除了德國以外，根據(jù)環(huán)保組織國際再生能源機構(gòu)（IRENA）出版的《從全球再生能源地圖看地熱策略》（Geothermal Strategy for the Global Renewable Energy Atlas），全球至少已有24 個國家以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫形式公開地熱探勘成果（表1），其中包含對岸中國，對于已建有“地質(zhì)資料整合查訊系統(tǒng)”的中央地質(zhì)調(diào)查所而言，整合臺灣的地熱資料應該需要加速進行。1231233

▲ 表1. 全球各國公開的地熱數(shù)據(jù)庫清單。
（Source：Geothermal Strategy for the Global Renewable Energy Atlas）

以工業(yè)4.0 克服地熱開發(fā)的技術(shù)問題

由于地熱發(fā)電的穩(wěn)定性及安全性，德國政府透過研究單位──德國國家地球科學研究中心（Geo Forschungs Zentrum，GFZ），進行地熱發(fā)電的工程技術(shù)及探勘技術(shù)的研發(fā)，GFZ 是1992 年由德國聯(lián)邦政府所成立的大型科學研究機構(gòu)，可直接向政府進行政策建議，在德國學術(shù)界扮演重要角色并富盛名。該中心人員近1,200 人，其中有近500 名科學家及逾百名博士研究生。2016 年7 月底時曾由執(zhí)行長胡托（Prof. Dr. Reinhard Hüttl）率相關(guān)專家訪臺強化臺德雙方在地震和土石流等天然災害防范、地熱能源研究研究合作等交流機會。

GFZ 在地熱研究上最知名的研發(fā)投資是委讬海瑞克集團（Herrenknecht AG）開發(fā)自動化深鉆機（Innova Rig），成為地質(zhì)科學研究的先進設(shè)備，也支援許多民間地熱案的鉆井工程，由于高度自動化的設(shè)計可大幅減少鉆井工班人數(shù)，后來也成為海瑞克集團知名的外銷機具。地熱生產(chǎn)井深度普遍在1,000~3,000 米內(nèi)，主要為了避免鉆井成本及風險過高，但從GEOTIS 的資料顯示，德國的地熱生產(chǎn)井深度集中在3,500~4,500 米，從此可以看出德國科學家在評估地熱發(fā)電時，已經(jīng)考慮優(yōu)先投入減少鉆井成本及風險的技術(shù)，善用產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢布局自動化深鉆機設(shè)備，現(xiàn)已成為地熱發(fā)電的關(guān)鍵工程技術(shù)。

鉆井有風險，所以有保險

地熱鉆井與石油鉆井都是以鉆井取得礦產(chǎn)資源，但是地熱流體可以透過生產(chǎn)井與回注井的搭配形成循環(huán)使用的地熱系統(tǒng)（geothermal system），大幅度延長地熱電廠的運營時間，世界銀行在2013 年出版的《地熱井的成功案例：全球研究》（Success of Geothermal Wells: A Global Study），國際上三千多口地熱井資料的分析，生產(chǎn)井的總成功率約78%，但在初期的成功率僅50%（圖1），但這種結(jié)論還不適用于缺乏地熱井施工經(jīng)驗及設(shè)備規(guī)格的臺灣；石油井的探勘成功率較地熱井低一些，在導入三維探勘調(diào)查技術(shù)前僅25%，導入后可達到50%（Jose Camara Alfaro, et al. 2007），油井附近也可能在壓力枯竭時鉆回注井，以迅速灌注大量水或二氧化碳增加儲集層的孔隙壓，稱為激勵采油技術(shù)（Enhanced Oil Recovery，EOR），這種回注井也是美國目前熱門議題人工誘發(fā)地震（artificial earthquakes）威脅的主因。1234

▲ 圖1. 在各開發(fā)階段，全球地熱生產(chǎn)井開發(fā)成功率變化。
（Source：Success of Geothermal Wells: A Global Study）

由于油井開發(fā)具有風險，因此在我國可利用《石油基金》分擔石油探勘業(yè)近半的開發(fā)風險（只有中油公司與臺塑公司具有申請資格），由于石油天然氣產(chǎn)業(yè)都是富可敵國的大企業(yè)，分攤探勘風險的制度是相當普遍；但在地熱領(lǐng)域上，德國的銀行及保險公司也嗅到這一塊商機，領(lǐng)先全球布局地熱風險分攤制度，以東非肯尼亞近%