瞄準超高溫岩體地熱，OSU 與 Quaise 合作挑戰地底極限條件

地熱能向來被視為穩定、低碳的基載能源之一，但若要進一步開發更深層、溫度更高的地底熱源，技術難度也明顯提高。

美國俄勒岡州立大學（Oregon State University，OSU）近日獲得 Quaise Energy 捐贈 75 萬美元，將投入超高溫岩體地熱（superhot rock，SHR）研究，嘗試在實驗室中重現深層地下的極端環境，為下一階段地熱發電技術鋪路。

根據研究團隊說法，若這類資源能順利開發，只要動用全球約 1% 的 SHR 資源，就可能帶來高達 63 TW 的發電潛力，規模超過現今全球總發電量的八倍以上。也因此，如何掌握深層岩石、流體與人工材料之間的反應，正成為技術能否跨出實驗階段的關鍵。

OSU 的實驗深層地熱能源（Experimental Deep Geothermal Energy，EDGE）實驗室，將研究在攝氏 374 度、500 個大氣壓條件下的水體行為，在這樣的環境中，水會進入超臨界狀態，攜帶的能量可達一般熱水的五倍。

對 Quaise 而言，這項研究也與其技術推進時程直接相關；該公司 2025 年已在德州一處花崗岩採石場完成 118 公尺深度鑽探，2026 年則希望進一步推進至 1 公里深。

負責領導 EDGE 實驗室的助理教授 Brian Tattitch，正利用客製化流通式反應器，模擬地下極端條件並即時監測化學變化。他表示：「不同種類的岩石具有不同的礦物組成，因此與流體接觸後的反應也會不同。」這也點出 SHR 地熱的一項核心難題：不同地層條件，可能導致完全不同的開發結果。

研究團隊指出，若部分礦物在岩石孔隙中結晶，就可能堵住流道，使熱能無法順利傳送至地表，進而影響發電效率。對此，Brian Tattitch 也說：「我們可以在實驗室中模擬不同情境，並嘗試找出系統在這些情境下是否會堵塞。」這不只關係到能不能發電，也影響井體壽命、維修頻率與整體成本。

除了岩石與流體互動外，OSU 也在研究 Quaise 鑽探過程中形成的玻璃化孔壁襯層，觀察它是否能長期承受高壓、避免深孔坍塌，實驗室同時也測試一般用來維持岩石裂縫開放的砂粒等傳統材料。

Brian Tattitch 坦言：「問題在於，我們今天使用的一些材料，在攝氏 400 度的環境下，可能無法有良好的表現。」這也意味著，深層地熱若要真正走向商用，材料科學的重要性不亞於鑽探技術本身。

Quaise 營運副總裁 Geoffrey Garrison 總結表示：「這項研究非常關鍵，因為 SHR 地熱系統所處的運作條件，已經超出現有模型可有效預測的範圍，只有受控的流通式實驗，才能產出關於流體行為、結垢現象，以及岩石與流體交互作用的可靠數據，而這些資訊正是設計耐用井體與儲層所需要的。」

這項合作仍屬基礎驗證階段，但若能跨過材料、井體與流體控制等門檻，深層地熱未來確實可能成為能源轉型中的重要拼圖。

核稿編輯：Mia 

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