一、前言：
隨著取熱技術的優化，深層地熱已是具足商業實力的再生能源，可用於供熱與發電，其均化發電成本（Levelized Cost of Energy, LCOE）亦將逐步下修。但實務上，看似豐沛的地熱，僅有一小部分的熱能可被實際提取並應用於能源生產。地熱能技術在發展的不同階段，與許多子技術密切相關，也同樣面臨著各式各樣挑戰。適用於淺層地熱的熱水型地熱發電廠（hydrothermal geothermal）之相關技術（例如：地源熱泵（Ground Source Heat Pump, GSHP）)雖已相當成熟，但深層地熱發電的「增強型地熱系統」（Enhanced Geothermal System, EGS）等技術仍然面臨挑戰。

「增強型地熱系統」是深層地熱發電的主流採熱技術，傳統的地熱系統取熱深度約為3-4公里，若EGS能充分開發，採熱深度將有望往10公里推進，地溫隨深度而增加。於此，除了克服高昂的前期成本，突破現有技術障礙，像是深層鑽探與製造儲集層所衍生的風險，發展創新技術（諸如：「非機械鑽孔技術」（non-mechanical drilling techniques））與加強地震活動預測和控制，勢必成為深層地熱技術研發的當務之急。

二、 SET-Plan的六項目標：
歐盟委員會在策略性能源技術計畫（Strategic Energy Technology Plan , SET-Plan）的框架下發布了深層地熱系統實施計畫，並定義出意向聲明的六項目標：

（一）提升地熱儲集層的性能：提高地熱儲集層的性能，且將抽水泵的電力需求降至總發電量的10%以下，並預計到 2030 年，達到至少可持續30年的產能。

（二）提升地熱發電裝置的整體轉換效率：提高地熱熱能和電力的效率及降低地熱利用成本，並預計在 2030年和2050年分別提高10%和 20%。

（三）降低地熱能生產成本：該生產成本囊括非傳統油氣資源（unconventional resources）、EGS以及地熱與其他再生能源之整合對策，到2025年電力成本將低於10 €ct/kWhe，供熱成本則低於5 €ct/kWhe。

（四）降低探勘成本：至2025年勘探成本應比2015年降低25%，至2050年應比2015年降低50%。

（五）降低鑽井單位成本：與2015年相較，2020年鑽井單位成本（€/MWh）應降低15%，2030年降低 30%，2050年降低50%。

（六）能即時回應電網營運商的需求：意指地熱能具備即時回應電力供需狀態的能力，實現技術和經濟可行性，並在額定功率（nominal power）的60% - 110% 之間調節升降載。

三、代表性計畫：DEEPEGS（1,898萬歐元）
在諸多EGS技術創新計畫中，由歐盟執委會（European Commission）Horizon 2020 研究基金所支持的「深井增強型地熱系統永續產業佈局」（Deployment of Deep Enhanced Geothermal Systems for Sustainable Energy Business，DEEPEGS）是最具代表性的示範計畫，其發展方向重點和特色如下所述：

（一）計畫時程：2015年12月至2020年4月

（二）目標：透過EGS技術示範深井場址，來證明歐洲再生能源轉化為可利用資源的可行性。該計畫在不同地質條件的地熱井中，實驗創新EGS技術，為歐洲佈局具有市場滲透性的技術對策與營運模型，以期擴充地熱能產業規模，為歐洲提供足夠的熱能。

（三）創新代表性：在三種不同地質條件的地熱儲層中執行先進EGS技術示範，分別為：冰島的火山地貌（溫度高達550 °C）、在法國Valence深度極深的熱液儲集層（水晶岩與砂岩）與溫度高達 220 °C法國Riom-Limagne的石灰岩地形，目標在技術上取得顯著進展(TRL6-7)，將EGS技術帶向歐洲市場。

（四）影響/預期影響：
該計畫已在冰島Reykjanes成功鑽探 4659公尺深，並在底部發現了超臨界流體（supercritical fluid）（溫度為 427 °C，流體壓力為 340 bars），是地熱產業的重要里程碑。主因是超臨界流體低黏度、低表面張力且高擴張係數，型態特殊介於氣體與液體之間，產出的電量比傳統熱能發電高。

隨著地熱井挖掘深度突破以往，過程中也面臨前所未有的瓶頸與技術複雜度。換言之，DEEPEGS為地熱探鑽技術帶來全新省思與視野，促使業界跳脫傳統的鑽井方法，力求開發新的探鑽法來應對挑戰。事實上，該計畫除了循環損失之外，其他障礙都已逐一克服。計畫發現3060公尺以下的完全循環損失無法以防漏材料處置，滲漏也不能以水泥封堵。其中，岩芯（drill cores）是唯一可回收的深層岩石樣本，也是確認鑽頭經過何種岩層的重要地質資料。而計畫中取回的岩芯也顯示，地底深處的岩層也有具滲透性可能。此外，在2018年底，冰島已利用重複加熱和冷卻循環刺激來建立EGS系統；法國Vendenheim場址的鑽探工作於2018年開始，頭兩座深井則於2019年鑽探。

五、結論與建議：
（一）結論
雖然創新EGS技術剛邁進示範階段的第一步，但當DEEPEGS 開始具體進行深鑽與岩芯採樣、測量溫度、尋找滲透性佳的岩層（理論上越深部的岩層滲透率會越低）和尋找超臨界條件下的流體時，即實現了計畫本身被賦予的突破與創新意義。到2050年時，EGS將成為地熱主導技術，轉換效率和鑽井成本對資本支出（capital expenditure, CAPEX）的影響最大。

該報告評估截至2019年底全球地熱能技術之技術準備度（Technology Readiness Level, TRL）偏低的領域有：儲集層強化、先進鑽探技術、用於提高操作可用度（operational availability）的設備和材料與將地熱能納入能源系統。其主因在於，許多EGS計畫仍處於早期執行階段，然而透過報告中對於各項計畫的初步分析，仍可見微知著窺見計畫執行概況與預期目標。

一如DEEPEGS計畫所代表的前瞻性意義，除了技術面上的突破，像是尋求極深處地熱利用最大化與示範EGS 鑽井創新技術；還有非技術面的意義，例如：從場址示範營運中了解對環境的衝擊與商業開發的可行性，並進行風險與公眾接受度評估。

（二）技術建議
監測地熱能技術發展的相關指標需考量成本、能源轉化效率、溫室氣體排放與儲集層性能。該報告引述歐盟科研架構「歐盟展望2020」（HORIZON 2020）的分析，指出最受關注的三大研究領域為：鑽井、EGS 和區域供熱系統，其中以區域供熱系統發展成熟度最高。而儲集層強化與先進鑽探技術領域，因TRL較低需要更有力的社會支持（像是資金挹注）；在提高操作可用度的設備和材料方面，則需要在技術上力求優化以顯著提升TRL。至於何種技術領域應處於優先，若從重要性而言難以列出優先順序，報告建議應釐清資金缺口最大的領域，集中資源來提供有效的支持。