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►地熱發電，是指利用地底下的熱能加熱地下水，使其轉換為蒸氣，再以蒸氣推動螺桿式或渦輪式發電機產生電力，而溫泉發電也是地熱發電的一種形式。
►發電的條件在於溫泉的溫度與流量，以臺灣來說，溫泉的出口溫度達到85°C以上才有足夠的發電效益。當水溫越高，溫度梯度越大，越能提升發電的運作效能。
►與其他綠能發電方式相比，地熱(溫泉)發電的優勢在於可以持續24小時發電，並且在水能夠回注地底的前提之下，溫泉發電可以完成完整的循環，永續發電。

全球暖化、人口暴增，這些問題都將造成能源需求大幅提升，同時也使得環境受到衝擊與威脅。面對能源及天然資源日漸稀少，以及維護環境永續發展的目標，各國都積極發展可不斷再生的綠色能源發電。我們時常聽到的綠能包括太陽能、風能等，不過，「溫泉發電」其實也很適合臺灣。

什麼是溫泉發電？

說到溫泉，我們最先想到的可能是放鬆身心、養顏美容等功效，但其實溫泉還可以拿來發電。溫泉發電是地熱發電的一種形式，是指利用地底下的熱能加熱地下水，使其轉換為蒸氣，再以蒸氣推動螺桿式或渦輪式的發電機產生電力。溫泉發電也是相同的道理，藉由溫泉中含有的熱度，將冷媒汽化進而推動發電機發電。

發電機的形式有很多種，臺灣目前主要是以有機朗肯循環（organic Rankine cycle, ORC）方式進行溫泉發電，金屬研究中心專案經理施威任博士說明，其發電原理就如同冷氣機，只是運作的原理相反。冷氣是利用電能推動冷媒，經過壓縮機後將空氣中的熱空氣交換，並將熱排到室外，使室內降溫；而有機朗肯循環則是反過來藉由地底下的溫泉熱，使冷媒從液態變成氣態推動渦輪或螺桿式的壓縮機，變成轉動的動能再轉換為電能。

施威任指出，之所以使用有機朗肯循環方式，是因為冷媒蒸發的溫度比較低，所以也可以利用在比較低溫的溫泉上。溫泉熱交換的方式是同時利用兩條平行的管路，分為溫泉水及冷媒，當溫泉水經過時，會經由熱傳導將熱能傳遞到冷媒管線，使冷媒蒸發並推動發電機並循環使用。

什麼樣的溫泉都可以發電嗎？

雖然說溫泉可以發電，但並非任何溫泉都可以拿來發電。施威任表示，發電最基本的條件在於溫泉的溫度與流量，兩者是計算熱量的基本考量。以臺灣來說，溫泉的出口溫度若能達到85℃以上，才有足夠的發電效益。

溫泉發電流程示意圖／
圖中的左邊是雨水、地表水等自然水滲透到地下，並經過地熱的熱源以熱傳導加熱，進而形成溫泉並湧出到地表。
透過開發溫泉井取水後，進到溫泉儲存槽的溫泉會再和山泉水混合，並降溫至適合人泡澡的溫度。
地熱溫泉（紅色箭頭）發電則是進到發電機進行發電（進到溫泉儲存槽再發電則溫度太低），從ORC機組出來後分為電（綠色箭頭）、
冷水（藍色箭頭）、溫水（黃色箭頭），發電後的降溫水，部分用於旅館溫泉儲存槽，大部分則用於回注，以降低溫泉水的水權費用。
山泉水有兩項用途，分別是協助溫泉降溫至沐浴溫度，以及作為ORC機組冷媒再冷卻用水，但不會與發電熱水混合回注。
至於已使用過的生活廢水（如沐浴熱水、游泳池冷水等）則不會再回注使用，避免造成地層汙染及地下生態破壞。

前述提到，溫泉發電的發電原理是透過冷媒汽化變成蒸氣後推動發電機，由於冷媒是需要循環使用的，因此除了管路一端需要有足夠的高溫將冷媒化作蒸氣，另一端也需要足夠的低溫將冷媒凝結成液態。進行冷卻的一端通常使用地下水或山泉水，但臺灣位於亞熱帶地區，因此低溫還是大約在20℃上下。需要足夠溫度差異才能產生高的發電效益，所以溫泉水的溫度至少需要40 ∼ 50℃以上。如果水溫越高，溫度梯度（temperature gradient）越大，地熱發電的運作效能越高。

施威任說明，目前的機器能在50℃條件下產生電量，但電量非常小，僅有0.3 ∼ 0.5 瓩（kW），也就是說每小時只能發電0.3 ∼ 0.5 度，即便24 小時發電，一整天也只能產生12 度電，如果以臺灣電費計算，價值約20 ∼ 30 元，效益實在太低了。……【更多內容請閱讀科學月刊第627期】