地熱發電不能忽視因地質特性而存在的不可預測危險

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【日中環保生態網】發電系統業者認為突發性噴氣難以預測。專家指出存在低估爆炸風險的可能性。

        2010年10月，位於日本宮城縣大崎市的日本電源開發公司鬼首地熱發電站發生大規模水蒸汽爆炸，導致兩名工作人員死傷。


       宮城縣鳴子警察局懷疑此次事故是因業務過失導致人員死傷，對此進行了調查，之後向仙台地方檢察廳遞交了相關資料，稱事故不可能預知，嫌疑犯不詳。仙台地檢2011年12月以證據不足為由決定不予起訴。電源開發自行實施調查，也得出了「蒸汽噴發等突發現象難以預測」的結論。

        福島第一核電站事故之後，人們對再生能源的期待日益高漲。特別是地熱發電具備作為穩定電源的潛力。那麼在此次事故中究竟有沒有被忽略的地方？

查明噴發機理

        鬼首發電站從1975年開始進行地熱發電。在13.9公頃的用地內挖掘了9個生產井，從深度為1000～1500米的地熱儲層中抽取蒸汽進行發電。發電站的最大輸出功率為1.5萬kW，所發電力全部銷售給東北電力。

其實在噴氣爆炸事故發生九天之前，就已經出現了預兆。發電站工作人員確認在發電站128號井附近，噴出含有泥狀物的蒸汽。由於噴氣口向生產井的方向慢慢擴大，因此開始進行抑制蒸汽噴出的作業。


        首先，為了防止地表的熱水飛濺擴散，確保到生產井的通道，在蒸汽噴出處投放了卵石。之後為了冷卻生產井，抑制噴氣活動，在井上安裝了水管進行注水。

        之後繼續進行投放卵石及注水作業時，日本時間2010年10月17日15點35分左右，約一人高的蒸汽突然噴出。伴隨著大地的轟鳴，裹挾著岩石的巨大蒸汽突然噴射出來，並導致工作人員死亡。

        噴出物總量推測為1萬立方米。分析結果顯示是從自地表深度約為40米的地層中噴出的。

        電源開發對發生噴氣爆炸的機理做出如下推測：

        首先，在很長的時間裏，在地下較淺的部位積存了高壓熱水。這些熱水的蒸汽如果洩露到地上，地下積存的熱水壓力便會下降，進入易於沸騰的狀態。就這樣在地下蓄積了巨大的能量，最終便突破岩盤突然噴發出來。


        不過，火力建設部地熱技術負責主管總工程師中西繁隆稱：「由於爆炸後生產井損壞，因此無法確定是事故發生之前生產井就已經損壞而積存了熱水，還是自然積存的熱水。」

業務優先，忽略風險？

產業技術綜合研究所地圈資源環境研究部門負責人矢野雄策認為，「這樣大規模的蒸汽噴發，在日本45年的地熱發電歷史上是第一次」，對規避事故發生的難度表示理解。不過他又補充說：「之前應該根據鬼首的地質特徵採取相應對策。」

        鬼首發電站的特點是，在地下50米附近積存有大約150℃以上的熱水，比較淺的部分溫度較高。矢野指出，應該不拘泥于過去是否有先例，根據該地區的特質研究相應對策。

        九州大學研究所地球資源系統工學部門教授江原幸雄指出，之前有可能是過度優先維持生產井，而過於低估了蒸汽噴發的風險。他說：「開展地熱發電業務的企業應當知道存在蒸汽噴發的危險。大概有優先維持業務而低估了風險的因素在內。」

        事故發生後，電源開發安裝了使用地震儀和傾斜儀的監測系統，制定了監測噴氣活動和地表傾斜等防止事故再次發生的對策。安裝監測系統的成本為幾千萬日元。該公司的中西說：「雖然無法預測突發性爆炸，但能夠掌握地下淺表部位的活動是否正處於活躍期。」

根據地質特徵採取對策

        電源開發目前正在秋田縣湯澤市進行新的地熱發電開發調查。2010年4月與三菱材料公司、三菱氣體化學公司共同成立了業務公司。力爭在2015年開工建設，正在研究安裝同樣的監測系統。

        矢野和江原兩人認為，鬼首地質特異，其他地區未必需要原樣套用同樣的對策。不過，他們主張，無論哪個地熱發電站，都應該根據當地的地質特徵，採取相應的對策。

        再生能源的普及將取決於能否充分利用過去累積的經驗教訓。（《日經環保》記者：半澤智）【日中環保生態網】

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