第一章：增強型地熱系統的基礎前提：於高溫、低滲透性岩體中建構工程儲熱層
增強型地熱系統（Enhanced Geothermal Systems, EGS）代表了地熱能開發領域的一項典範轉移，其核心目標是解鎖蘊藏在全球廣泛分佈的乾熱岩（Hot Dry Rock, HDR）中的巨大熱能。本章旨在闡明 EGS 的基礎理念，解釋其為何超越傳統地熱發電的地理限制，並闡述其將低滲透性岩體轉化為高效地熱儲層的工程本質。
1.1 超越水熱型系統：EGS 在解鎖岩熱能中的角色
傳統的地熱發電，稱為水熱型系統（hydrothermal system），其開發成功與否依賴於三個關鍵自然要素的共存：充足的熱源、大量的流體（水或蒸汽）以及高滲透性的岩層結構 。這些條件的組合使得地下的熱流體能夠自然地循環或被輕易地抽取至地表進行發電。然而，這種「三位一體」的理想地質條件在地理分佈上極為罕見，通常僅限於板塊邊界、火山活動區等地質構造活躍地帶 。這極大地限制了傳統地熱能的應用廣度。
EGS 技術的誕生，正是為了解決此一根本性限制。EGS 的目標並非尋找天然存在的水熱儲層，而是轉向蘊藏量更為龐大且分佈更為普遍的「岩熱能」（petrothermal energy）資源 。岩熱能是指儲存在地殼深處岩石基質中的熱量。從理論上講，地球上任何地點只要鑽得足夠深，都能達到具有發電潛力的溫度 。EGS 的核心理念在於，即使在缺乏天然流體和高滲透性的地區，只要有足夠的岩石溫度，就可以透過工程手段「創造」一個人造的地熱儲層，從而將地熱能從一種受地理條件嚴格限制的利基能源，轉變為一種具有普遍適用性的基載潔淨能源 。這種技術路徑的轉變，反映了一種從「資源開採」到「地下製造」的思維演化。傳統的能源獲取，無論是石油、天然氣還是水熱型地熱，其本質都是尋找並開採一個預先存在的、可流動的資源儲庫。相比之下，EGS 的作業流程更像是一個複雜的地下工程製造過程。它首先定位一個僅有熱能而「缺乏或幾乎沒有天然滲透性」的岩體 ，然後通過水力壓裂等技術手段，主動建構一個地下熱交換器 。這個根本性的差異解釋了 EGS 為何具有較高的前期資本投入 ，因為其成本不僅包含探勘與鑽井，更涵蓋了創建和維護整個地下儲層系統的複雜工程階段。這也凸顯了儲層工程學（reservoir engineering）與岩石力學（rock mechanics）在 EGS 項目中無可替代的核心地位。
1.2 核心特徵：針對緻密、低自然滲透率的乾熱岩（HDR）
EGS 技術的明確目標是那些高溫但「緻密」的岩體，此處的「緻密」並非指傳統意義上的高質量密度，而是指其極低的孔隙率（porosity）與滲透率（permeability） 。這類岩體通常被稱為乾熱岩（Hot Dry Rock, HDR），其內部幾乎沒有可流動的天然流體，且岩石基質的連通性極差，無法形成有效的流體循環 。理想的 EGS 場址岩層，例如深層的花崗岩，因其高導熱性和穩定的力學性質而備受青睞，但其天然的孔隙與滲透率通常極低 。
這引出了一個 EGS 技術的核心悖論：滲透率的雙重角色。一方面，任何成功的地熱發電廠都依賴於高流速的流體循環，這要求儲層必須具備極高的滲透率才能實現經濟效益 。另一方面，EGS 的初始選址標準卻是尋找那些從傳統流體力學角度看來最不具開發價值的、滲透率極低的岩體 。這種看似矛盾的選擇，實則揭示了 EGS 技術的創新本質——其全部技術核心就在於如何將一個天然的地質屏障（低滲透性岩石），透過工程手段轉化為一個高效的熱能傳輸通道。
因此，EGS 的選址評估必須權衡兩個相互制約的因素：優異的熱學性質（高地溫梯度、高岩石熱導率）和極差的水力學性質（極低的天然滲透率）。後者所構成的挑戰，正是 EGS 技術需要克服並賴以定義其價值的關鍵所在。如果一個地點的岩層天然就具備高滲透率，那麼它應被歸類為傳統的水熱型系統，而非 EGS 的目標。
1.3 EGS 工藝循環：從儲層激勵到永續發電的框架
一個完整的 EGS 項目運營週期，可被劃分為三個清晰且環環相扣的階段，構成一個從無到有建構並運營地下發電廠的完整框架 。
- 第一階段：場址識別與特性評估此階段是項目前期的基礎研究工作，目標是建立對目標區域地下地質條件的精確模型。工作內容包括利用地表地質調查、地球物理探勘（如地震、重力、磁力探測）及遙感技術，綜合評估地下的地溫梯度、岩石類型、天然裂隙分佈、地應力場的方向與大小，以及岩石的力學性質（如彈性模量、抗壓強度等）。此階段的最終目的是確認該地點是否具備創建 EGS 儲層所需的基本熱力學與岩石力學條件。
- 第二階段：儲層創建（激勵）這是 EGS 技術的核心環節。首先，鑽鑿一口或多口注入井，深入到目標深度的高溫、低滲透性岩體中。隨後，通過注入井向地下高壓注入流體（通常是水），當注入壓力超過岩體的破裂壓力時，會重新開啟或擴展岩體中原已存在的微小裂隙，或生成新的裂隙，從而形成一個相互連通的人工裂隙網絡 。這個過程被稱為「水力激勵」（hydraulic stimulation）。在持續的激勵過程中，通過微震監測等技術實時追蹤裂隙網絡的擴展範圍與方向。當裂隙網絡達到足夠的體積和連通性後，再鑽鑿一口或多口生產井，使其與創建的裂隙網絡相交。注入井與生產井共同構成了一個完整的地下流體循環迴路 。
- 第三階段：電廠運營與儲層維護儲層創建完成後，電廠進入長期運營階段。低溫流體通過注入井泵入地下的人工儲層，在流經高溫的裂隙網絡時被加熱。被加熱後的高溫高壓流體（熱水或蒸汽）通過生產井被抽取至地表 。在地表，這些熱流體可以直接推動渦輪機發電（閃蒸系統），或通過熱交換器將熱量傳遞給另一種沸點較低的工作流體，由工作流體的蒸汽來推動渦輪機（雙循環系統）。發電後冷卻的流體會被重新注入地下，形成一個閉鎖循環，持續不斷地從地下提取熱能 。此階段還包括對儲層的長期監測與維護，以確保其在 20-30 年的經濟壽命內能保持穩定的產熱效率 。
第二章：量化岩層「緻密度」：孔隙率與滲透率的關鍵作用
本章將直接回應使用者關於岩層「緻密度」的核心問題。此處的「緻密度」在地球科學與儲層工程領域中，主要由兩個關鍵的岩石物理參數來定義：孔隙率（Porosity）與滲透率（Permeability）。本節將對這兩個概念進行精確定義，並提供適用於 EGS 目標地層在激勵前所需具備的具體量化標準。
2.1 基質的定義：孔隙率（Φ）與滲透率（k）
孔隙率（Porosity, Φ ）
孔隙率是衡量岩石材料中孔隙或空隙空間佔總體積比例的物理量，它直接決定了岩石儲存流體的能力 。孔隙率通常以百分比表示。在沉積岩中，孔隙率的典型範圍為 5% 至 30%，但在 EGS 主要目標的緻密結晶岩（如花崗岩）中，此數值要低得多 。其數學定義詳見第四章。
滲透率（Permeability, k）
滲透率是衡量岩石允許流體通過其內部能力的物理量，其大小取決於孔隙空間的尺寸、形狀以及彼此之間的連通程度 。一個關鍵概念是，滲透率是岩石多孔介質的內在屬性，與流經其中的流體性質（如黏度）無關 。滲透率的單位是面積（通常為平方公尺 m^2），但在工業界更常用「達西」（darcy, D）或「毫達西」（millidarcy, mD）來表示，其中 1 達西約等於 10^{-12} m^2。
2.2 結晶岩中的孔隙率-滲透率關係
孔隙率與滲透率雖然相關，但並非簡單的線性對應關係。一個常見的誤解是高孔隙率必然意味著高滲透率，事實並非如此 。一個典型的例子是黏土，其孔隙率可能非常高，但由於孔隙極其微小且連通性差，其滲透率極低，常被視為隔水層（aquitard）。
對於 EGS 的主要目標岩體——結晶岩（如花崗岩）而言，其原生的基質孔隙率和滲透率通常都非常低 。在這類岩石中，任何顯著的滲透性幾乎完全來自於次生孔隙，即後天形成的裂隙（fractures）。這意味著，對於 EGS 而言，岩石基質本身的孔隙度大小遠不如一個已存在的、相互連通的天然裂隙網絡來得重要。而 EGS 的目標岩體，正是缺乏這樣一個天然的、具有滲透性的裂隙網絡。
這種特性揭示了 EGS 儲層工程的一個核心思想：最終影響儲層性能的，是裂隙滲透率，而非基質滲透率。在 EGS 項目中，初始岩體的基質滲透率幾乎可以忽略不計。水力激勵的目的，就是創建一個人工的、高導流能力的裂隙網絡。因此，激勵完成後儲層的「有效滲透率」，完全取決於這個人工裂隙網絡的幾何形態、裂隙開度、密度及連通性。這也意味著，對 EGS 儲層的模擬與評估，必須採用離散裂隙網絡（Discrete Fracture Network, DFN）模型，而非將岩體視為均勻的多孔介質來處理。項目的成敗，取決於工程師能否成功地創造並維持一個開放的裂隙系統，而非岩石基質本身的屬性。
2.3 EGS 目標的基線標準：低滲透地層的特徵
根據 EGS 的基本原理，其目標是天然孔隙率和滲透率極低的結晶岩 。實驗室對花崗岩樣本（激勵前）的物理性質測量提供了具體的量化數據：
- 孔隙率（Φ）：未受激勵的完整花崗岩，其有效孔隙率通常低於 2%，許多研究測得的值在 0.5% 到 1.0% 之間 。
- Permeability evolution and crack characteristics in granite under treatment at high temperature, 檢索日期：11月 1, 2025， https://personal.ems.psu.edu/~fkd/publications/journals/2020_j_ijrmms_perm_strength_hot_granite_wenling.pdf
- Pore Structural Features of Granite under Different Temperatures - PMC - PubMed Central, 檢索日期：11月 1, 2025， https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8585390/
- A Guide to Advanced Geothermal Technologies - ThinkGeoEnergy, 檢索日期：11月 1, 2025， https://www.thinkgeoenergy.com/geothermal/advanced-geothermal-technologies/
- 滲透率（k）：完整花崗岩基質的滲透率極低，通常在 10^{-20} 至 $10^{-17} m^2 的數量級 。換算成工業常用單位，這相當於 10^{-5} 至 10^{-2} mD（毫達西）。即使在天然的斷層帶中，未經激勵的滲透率最高也僅在 10^{-15} m^2（約 1 mD）左右 。
- Physical properties of fault zones within a granite body: Example of the Soultz-sous-Forêts geothermal - Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 檢索日期：11月 1, 2025， https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/geoscience/item/10.1016/j.crte.2010.02.002.pdf
這些數值為使用者提出的「岩層要多緻密」提供了明確的量化答案。一個理想的 EGS 場址，其岩石的天然滲透率要比傳統的石油和天然氣儲層（滲透率通常在 10-1000 mD）低數個甚至數十個數量級。
表一：典型 EGS 目標地層的岩石物理性質（激勵前）
第三章：地下環境：深度、溫度與原地應力的相互作用
本章旨在建立 EGS 操作所需的物理環境背景。一個成功的 EGS 項目不僅取決於岩石本身的性質，更取決於其所處的深度、溫度和壓力環境。本節將闡述這些參數如何相互關聯：經濟可行的溫度要求決定了必要的鑽探深度，而深度則決定了必須被理解和克服的巨大原地壓力。
3.1 地溫梯度：在一定深度達到可行的溫度
EGS 項目經濟可行性的首要條件是達到足夠高的岩石溫度，以便能高效地發電。研究與實踐表明，用於發電的 EGS 儲層，其最低溫度門檻通常設定在 150°C 至 200°C 之間 。
地球內部的溫度會隨著深度的增加而升高，這一現象被稱為「地溫梯度」（Geothermal Gradient）。全球大陸地殼的平均地溫梯度約為每公里上升 30°C 。這個梯度是連接溫度與深度的基本物理參數。利用這個平均值，我們可以估算出達到目標溫度所需的鑽探深度。例如，要達到 150°C 的岩溫，通常需要鑽探至 3 至 5 公里的深度 。
地溫梯度直接控制了 EGS 項目的主要成本驅動因素——鑽井深度與費用 。因此，在選址階段，尋找具有高於平均地溫梯度的地區至關重要。在這些地區，目標溫度可以在相對較淺的深度達到，從而顯著降低鑽井成本並提高項目的經濟性 。一些前瞻性的 EGS 研究甚至將目標鎖定在「超高溫」（superhot）條件，即在更深的地下（可達 15 公里）尋求超過 400°C 的熱源，以期獲得更高的能量轉換效率 。
3.2 原地應力場：計算岩石靜壓力與流體靜壓力
在數公里的地下深處，岩體承受著來自四面八方的巨大壓力，這被稱為「原地應力場」（In-situ Stress Field）。理解這個應力場是進行水力激勵工程設計的基礎。該應力場主要由兩個基本壓力分量構成：
- 岩石靜壓力（Lithostatic Pressure, 或稱上覆岩層壓力, $\sigma_v$）這是由目標深度之上所有岩石柱的重量所產生的垂直壓力。岩石靜壓力的梯度，即每公里深度增加的壓力值，通常在 23 至 27 MPa/km 之間 。其計算公式詳見第四章。
- A Crustal Geostatic Gradient - - Clark Science Center, 檢索日期：11月 1, 2025， https://www.science.smith.edu/geosciences/petrology/Notes/GeoPressures.pdf
- 流體靜壓力（Hydrostatic Pressure, 或稱孔隙壓力, $p$）這是由岩石孔隙或裂隙中流體柱的重量所產生的壓力。在正常情況下，流體靜壓力的梯度約為 10.5 MPa/km 。其計算公式詳見第四章。
- www.geol.lsu.edu, 檢索日期：11月 1, 2025， http://www.geol.lsu.edu/Faculty/Nunn/gl4182/Geopress.html#:~:text=Nominal%20hydrostatic%20fluid%2Dpressure%20gradients,are%20above%20or%20below%20hydrostatic.
- Abnormal Fluid Pressure, 檢索日期：11月 1, 2025， http://www.geol.lsu.edu/Faculty/Nunn/gl4182/Geopress.html
- What is the lithostatic pressure at approximately 35 km depth within the crust? 5 kb 2 kb [Others] - Gauth, 檢索日期：11月 1, 2025， https://www.gauthmath.com/solution/1803744795589637/9-What-is-the-lithostatic-pressure-at-approximately-35-km-depth-within-the-crust
這兩種壓力共同定義了地下岩體在未受擾動時的基礎應力狀態。岩石靜壓力是使岩體保持壓實、裂隙閉合的主要力量，而水力激勵的本質，就是通過人為手段精確地操控孔隙壓力，以對抗並克服岩石靜壓力，從而創造出滲透通道。
表二：EGS 評估的典型地下環境梯度
為了便於快速評估不同深度下的溫度與壓力條件，下表總結了進行 EGS 初步可行性研究時所使用的關鍵物理梯度。
參數描述典型梯度值單位資料來源地溫梯度溫度隨深度增加的速率30°C/km岩石靜壓力梯度上覆岩層壓力隨深度增加的速率23 - 27MPa/km流體靜壓力梯度孔隙流體壓力隨深度增加的速率~10.5MPa/km。
3.3 建立 EGS 可行性門檻
一個具有開發潛力的 EGS 場址，必須同時滿足溫度、深度和應力環境的要求。這些參數是緊密相連的。為了達到發電所需的溫度，必須鑽至一定深度，而這個深度必然伴隨著一個巨大且特定的岩石靜壓力。這個壓力是水力激勵工程必須克服的主要障礙。
我們可以通過一個具體計算來展示這些參數的關聯性。假設目標深度為 4 公里：
- 預估溫度：假設地表溫度為 15°C，則 4 公里深度的溫度約為
這個溫度處於經濟可行性的邊緣，可能需要鑽探更深才能確保效益。
- 預估岩石靜壓力：取梯度中間值 25 MPa/km，則 4 公里深度的岩石靜壓力約為
- 預估流體靜壓力：4 公里深度的流體靜壓力約為
這個簡單的計算清晰地表明，任何 EGS 的工程設計都必須在一個高溫、高壓的極端環境中進行。
第四章：核心科學公式總覽
本章集中呈現支配 EGS 儲層創建與運營過程的核心物理學定律的數學表達式。這些公式是進行工程設計、模擬預測和優化運營的基礎工具。
4.1 岩石物理與地下壓力公式
- 上覆岩層的平均密度（花崗岩約 2700 $kg/m^3$）：Water Pressure and Depth Calculator at Blue Robotics, 檢索日期：11月 1, 2025， https://bluerobotics.com/learn/pressure-depth-calculator/
- 流體的密度（淡水約 1000 $kg/m^3$）：Hydrostatic Pressure Calculator, 檢索日期：11月 1, 2025， https://www.omnicalculator.com/physics/hydrostatic-pressure
4.2 儲層工程核心定律
傅立葉定律（Fourier's Law）
傅立葉定律描述了熱能如何通過傳導方式在固體介質中傳遞 。
- Fourier's law of heat conduction | Britannica, 檢索日期：11月 1, 2025， https://www.britannica.com/science/Fouriers-law-of-heat-conduction
第五章：EGS 儲層工程的物理學：核心科學原理
本章將深入探討支配 EGS 儲層創建與運營過程的三個核心物理學定律。這些定律不僅是理論基礎，更是進行工程設計、模擬預測和優化運營的工具。其具體的數學公式已在第四章集中呈現。
5.1 熱傳導：傅立葉定律（Fourier's Law）
原理
傅立葉定律是熱傳學的基本定律，描述了熱能如何在固體介質中通過傳導方式進行傳遞 。在 EGS 中，該定律支配著熱量從高溫的岩石基質傳遞到在人工裂隙中循環的、溫度較低的流體的過程 。
對 EGS 的意義
傅立葉定律明確指出，從岩石中提取熱能的效率與兩個因素成正比：岩石的熱導率以及岩石與注入流體之間的溫度差。具有高熱導率的岩石能更快地將其儲存的熱能補充到被流體冷卻的裂隙表面，從而允許更高的流體循環速率和更持續的熱能產出，最終提升發電廠的整體功率 。因此，在選址階段，評估目標岩體的熱導率是至關重要的一環。
5.2 創造滲透性：有效應力原理（Effective Stress Principle）
原理
由卡爾·馮·太沙基（Karl von Terzaghi）提出的有效應力原理，是整個岩石力學和土壤力學的基石，也是解釋水力壓裂機制的理論核心 。該原理指出，飽和多孔介質（如岩石）的力學行為（包括變形和破壞）並非由施加在其上的總應力決定，而是由「有效應力」所主導。有效應力等於總應力減去孔隙中流體的壓力 。
在 EGS 水力激勵中的應用
有效應力原理完美地解釋了水力激勵的物理過程：
- 初始狀態：在一個典型的 EGS 目標岩體中，由於其天然滲透率極低，初始的孔隙壓力很低，導致有效應力非常高，幾乎等於總應力。這個巨大的有效應力將所有天然的微裂隙都緊緊地壓閉。
- 激勵過程：水力激勵是通過注入井向地下泵入高壓流體，急劇提高裂隙網絡局部的孔隙壓力。
- 應力狀態改變：隨著孔隙壓力的升高，有效應力相應地減小。這相當於從岩體內部將其固體骨架「推開」，抵消了一部分外部的總應力。
- 裂隙張開：當注入壓力足夠高，使得垂直於某個裂隙面的有效應力減小到零，並進一步克服岩石自身的抗張強度（Tensile Strength, $T$）時，該裂隙就會被張開或產生新的張性破裂。岩石破裂總是沿著阻力最小的方向發生，這個方向就是最小主應力
的方向 。因此，水力壓裂的發生條件可以表示為：
這一原理揭示了 EGS 選址與激勵機制之間的內在因果聯繫。之所以選擇低滲透性岩體，正是因為其初始孔隙壓力低，導致初始有效應力極高。這種高有效應力狀態確保了岩體在漫長的地質年代中，能夠像一個保溫瓶一樣，有效地儲存熱能。整個 EGS 的工程過程，本質上就是利用有效應力原理這把「鑰匙」，通過人為調控孔隙壓力，來解鎖這個被高有效應力封存的巨大熱能寶庫。
5.3 流體循環：達西定律（Darcy's Law）
原理
達西定律是描述流體在多孔介質（或裂隙網絡）中滲流的基本定律 。該定律指出，流體的體積流率與介質的滲透率、流體的黏度、流動的橫截面積以及驅動流動的壓力梯度之間存在正比關係 。
對 EGS 的關聯性
在 EGS 儲層被成功創建（即滲透率被大幅提高）之後，達西定律便成為支配電廠運營階段流體循環的核心規律。為了最大化熱能提取率，運營方必須在注入井和生產井之間維持一個足夠大的壓力差。達西定律清晰地表明，整個項目的最終產能，與激勵階段所創造的工程滲透率成正比。例如，在法國的 Soultz-sous-Forêts EGS 示範項目中，通過水力激勵，井的注水能力（一個與滲透率相關的指標）提升了 20 倍，這極大地證明了激勵工程對項目成功的決定性影響 。
第六章：綜合論述：最佳 EGS 開發場址的剖析
本章將整合前述所有關於岩石物理、地溫狀態及地球力學的討論，旨在勾勒出一個理想 EGS 開發候選地的完整輪廓。一個成功的 EGS 項目並非單一因素的產物，而是多種地質與物理條件綜合作用的結果。本節將提出一個綜合評估模型，並以清單形式總結最佳候選地的各項參數，最後探討當前所面臨的主要挑戰與未來發展方向。
6.1 綜合評估模型：結合岩石物理、熱狀態與地球力學
EGS 的場址選擇絕不能依賴單一參數的優劣，而必須採用一個多維度的綜合評估方法。這個模型的核心是將三個關鍵的地下模型進行疊加分析：
- 熱狀態模型：基於地溫梯度的測量與模擬，確定在經濟可行的鑽探深度內（例如小於 5 公里），能夠達到發電所需溫度（>150°C）的區域。
- 岩石物理模型：識別並描繪出具有極低天然滲透率和孔隙率的結晶岩基底（如花崗岩）的分佈範圍。
- 地球力學模型：分析並建立該區域的原地應力場模型，包括三個主應力的方向與大小，以預測水力激勵時裂隙的生成方向與難易程度。
最佳的 EGS 開發潛力區，就是這三個模型疊加後所共同指向的區域：在這裡，高溫岩體不僅具有極低的天然滲透性（適合儲熱），同時其所處的應力環境也有利於通過工程手段進行滲透率改造。
6.2 定義理想候選地：地質與物理參數清單
基於上述綜合評估模型，一個理想的 EGS 候選地應具備以下特徵：
熱學性質：
- 高地溫梯度：大於全球平均值，理想情況下 > 30 °C/km，以降低鑽井深度。
- 可及的目標溫度：在可行的鑽探深度內（如 < 5 公里）岩溫可達 > 150°C 。
- 高岩石熱導率：目標岩體應具備良好的導熱性，如花崗岩的熱導率通常
，以確保熱能可以高效地從岩石基質傳導至循環流體 。
岩石物理性質（激勵前）：
- 岩石類型：緻密的結晶岩基底，如花崗岩、花崗閃長岩等 。
- Potential Enhanced Geothermal Systems in Western Poland—Petrothermal and Geochemical Issues - MDPI, 檢索日期：11月 1, 2025， https://www.mdpi.com/1996-1073/18/4/876
- 基質滲透率：極低，應小於 $10^{-17} m^2$ 或 < 0.01 mD，以確保天然狀態下無明顯的熱量對流損失 。
- 孔隙率：低，通常 < 2%，表明岩石基質緻密 。
地球力學與構造性質：
- 已存裂隙網絡：存在一個天然的、但已被礦物膠結或在高壓下閉鎖的裂隙系統，因為重新激活舊有裂隙比創造全新裂隙所需的能量更低 。
- 清晰的原地應力場：應力場的特徵明確，便於預測水力壓裂時裂隙的擴展方向，從而優化注入井與生產井的佈局 。
- 遠離主要活動斷層：場址應避免位於處於臨界應力狀態的大型活動斷層附近，以有效管理和控制誘發地震的風險 。
6.3 主要挑戰與前瞻性建議
儘管 EGS 技術前景廣闊，但其商業化推廣仍面臨諸多挑戰，同時也催生了相應的技術發展方向。
主要挑戰：
- 高昂的鑽井成本：深層鑽井，尤其是在堅硬的結晶岩中，是 EGS 項目最主要的資本支出 。
- 誘發地震風險：水力激勵過程會引發微小地震，雖然絕大多數能量級極低，在地表無法感知，但如何有效監控並管理其潛在風險，是獲得公眾接受的關鍵 。
- 儲層長期穩定性：如何確保人工創建的裂隙網絡在其 20-30 年的運營壽命內保持高滲透性，避免因礦物沉澱（結垢）或應力變化而導致裂隙重新閉合，是決定項目長期成敗的核心技術問題 。
- 能量轉換效率：從地熱流體到電力的轉換效率受到熱力學定律的限制，提升地面電廠的轉換效率是提高經濟性的重要途徑 。
前瞻性建議：
- 發展先進鑽井技術：研究和應用更高效、低成本的深層硬岩鑽井技術，是降低 EGS 門檻的關鍵。
- 實時微震監測與控制：利用高精度微震監測網絡，實時追蹤裂隙網絡的擴展，實現對激勵過程的精確控制，將裂隙網絡限制在目標範圍內，並將誘發地震風險降至最低 1。
- 強化地球化學模擬：在項目早期階段進行詳細的流體-岩石相互作用模擬，預測長期運行中可能發生的礦物溶解與沉澱，並通過調整注入流體的化學成分等方式，減緩對儲層滲透率的損害 。
