地?zé)崮茉吹牡卣痫L(fēng)險

■ 賈丁尼

利用地?zé)崮茉窗l(fā)電，是替代能源的一個選項(xiàng)。但由于它也有引發(fā)地震的風(fēng)險，這其中如何平衡，是一大挑戰(zhàn)。

越來越多的深層地?zé)?，正在開發(fā)來作為一項(xiàng)極具吸引力的替代能源。雖然在過去的百年中，溫泉等傳統(tǒng)水熱資源已被充分利用，但是其分布范圍以及供電的潛能卻相當(dāng)有限。因此，深層地?zé)岬那熬翱春谩?/p>

加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)原先稱為“干熱巖系統(tǒng)”，至少要鉆打3000米的地洞，直抵溫度超過100℃的無隙巖層。接著以高壓將流體泵入巖層造成碎裂（這個過程稱為激注處理），引發(fā)微地震，來增加液體滲透性，并形成貯水空間。靈敏的地震監(jiān)測網(wǎng)可以測得巖層破裂產(chǎn)生的彈性波。當(dāng)可滲透巖層內(nèi)鑿出的貯水空間大于1立方千米時，會再鉆一個孔，使水流得以循環(huán)進(jìn)出，從而將熱能帶回地面。

相比之下，加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的強(qiáng)力方式相當(dāng)單純。在理論上，地球內(nèi)部的巨大熱能可以說是取之不盡、用之不竭的。2006年，麻省理工學(xué)院召開了專家會議，代表們預(yù)測2050年加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)將會為美國帶來1000億瓦的電力，相當(dāng)于目前電力的1/10，對于替代能源來說是相當(dāng)大的一個比重。美國2008年10月通過的《復(fù)蘇法案》，也明確將13990萬美金投入加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)示范計(jì)劃。

然而，加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的缺點(diǎn)在于會誘發(fā)地震。初期激注處理制造的微震在地面可能會被感受到，甚至造成危害。注入巖層的高壓水流，也可能與深層斷層作用，增加大地震發(fā)生的可能性。即使概率不高，仍須未雨綢繆。由于在發(fā)電的同時供熱才能充分利用地?zé)?，這意味著消費(fèi)者必須住在熱源附近。因此市區(qū)是設(shè)置地?zé)犭姀S的最佳選擇，而地震的問題就更加麻煩了。

計(jì)劃中將有數(shù)以千計(jì)的深層地?zé)釁^(qū)被開發(fā)，來供應(yīng)全球的龐大能源需求。如果很大比例都位于人口稠密的都市，可能使該地區(qū)地震活動次數(shù)超過穩(wěn)定大陸應(yīng)有的常態(tài)。人造地震在波蘭和捷克等國礦區(qū)已是主要的地表震動，可是其他地區(qū)的城市居民，是否已有面對此種威脅的心理準(zhǔn)備？

2009年年初，加利福尼亞州舊金山北方方圓100千米的間歇泉地?zé)釁^(qū)，因作為加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)預(yù)定地而遭民眾阻撓。在經(jīng)過美國能源部的審核后，到了9月間，該計(jì)劃因技術(shù)問題而遭擱置。（盡管開發(fā)公司早已完成相關(guān)地震評估。）

對于過去曾經(jīng)歷過大地震的城市或地區(qū)來說，加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)必須有緩解的配套措施，例如限制泵入水流的壓力或位置。不論在計(jì)劃實(shí)施的前、中、后期，信息必須透明化，同時給民眾及政府提供相關(guān)教育。所有風(fēng)險都必須公開確認(rèn)和評估，并針對可能造成的損害提供預(yù)防之道?？茖W(xué)家、政客以及民眾都得坐下來好好討論，決定可以接受多大的風(fēng)險。要不然，原先看好的替代能源，很可能因?yàn)槊癖姺磳Χ獾讲槐匾姆鈿?，這也是整個社會所要面臨的風(fēng)險。

巴塞爾的故事

1996年，位于瑞士巴塞爾的“深熱鉆井”計(jì)劃是首度以商業(yè)為目的的加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)劃之一。在我看來，這一原先看好的綠色能源計(jì)劃，最后儼然成了燙手山芋。這是一個典型的例子，說明利用地?zé)岚l(fā)電本身最大的風(fēng)險，是不知如何與都市地區(qū)的地震問題打交道。我們必須從中獲取教訓(xùn)，以確保這個充滿潛力的能源得以長長久久。

目前，人口超過70萬的巴塞爾位于瑞士、法國、德國邊界，除了是歐洲制藥及化學(xué)工業(yè)重鎮(zhèn)外，同時也是地震活動區(qū)。1356年巴塞爾遭受6.7級地震侵襲，這是中歐地區(qū)有記錄以來地震規(guī)模最大的一次。

籌劃該地工業(yè)區(qū)加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)劃耗費(fèi)了數(shù)年的時間。2006年10月，灌注井鉆抵地下5000米，準(zhǔn)備將高壓水流灌入花崗巖洞。負(fù)責(zé)監(jiān)控的系統(tǒng)包括6臺裝設(shè)在灌注井附近的井下地震儀，以及巴塞爾地區(qū)30個地面地震監(jiān)測站。一旦監(jiān)測到地震，緊急終止程序便會啟動?？此埔磺袦?zhǔn)備就緒，實(shí)際上不具約束力的瑞士地震服務(wù)中心說，他們并沒有看到這個計(jì)劃的合適地震風(fēng)險評估。

當(dāng)?shù)卣髞砼鷾?zhǔn)了該計(jì)劃，并于2006年12月2日開始將水灌入井中，并逐漸增加灌水量。如同預(yù)期，地震監(jiān)測站監(jiān)測到了數(shù)千起微地震。幾小時后規(guī)模3.4級的地震撼動了當(dāng)?shù)鼐用?，引起恐慌與憤怒，以及國際媒體的關(guān)注。由于地震活動劇增，灌注被迫于12月7日終止。

12月9日，該計(jì)劃發(fā)表道歉聲明，說這次工程引發(fā)的地震強(qiáng)度超出預(yù)期。一些輕微的非結(jié)構(gòu)性損害，包括許多住家墻壁灰泥龜裂，后來都獲得保險公司賠償。這次的意外也造成一起私人糾紛，2008年年底還上了法庭。

地震活動隨著灌注停止逐漸平息。至今，井內(nèi)儀器仍顯示出巖層中有零星發(fā)生的地震。

這一計(jì)劃遭到擱置。州政府自海外延請地震學(xué)家和工程師組成調(diào)查團(tuán)，進(jìn)行獨(dú)立風(fēng)險評估，并于2008年12月10日公布報告，決定暫停該計(jì)劃。

在歐洲的一些地區(qū)還有不少加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)劃，當(dāng)中有些同樣與地震有關(guān)。過去10年間，歐洲“干熱巖”計(jì)劃在法國蘇爾茲附近開鑿深5000米的井。在激注處理中，發(fā)生了規(guī)模2.9級的地震。

天然地?zé)嵯到y(tǒng)同樣可能發(fā)生地震。位于德國蘭道的一個3000米深，鉆入天然可滲透巖層內(nèi)的地?zé)峋?，一開始并沒有預(yù)料會有地震。然而在2007年，也就是開始發(fā)電后一年，地震就出現(xiàn)了，電廠也因此停工數(shù)個月。

現(xiàn)實(shí)策略

對深層地?zé)嵊?jì)劃風(fēng)險的過度反應(yīng)，可說是其來有自。相較于天然氣和煤礦開采等也被確認(rèn)有誘發(fā)地震可能的工業(yè)，對地?zé)嵩O(shè)定過分嚴(yán)苛的規(guī)范，可說是一種懲罰。

從一開始，加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)就應(yīng)被視為一項(xiàng)帶有科學(xué)上的未知以及金錢和技術(shù)投資風(fēng)險的試驗(yàn)計(jì)劃，要求企業(yè)必須分配足夠預(yù)算在探勘熱源以外的科研主題。當(dāng)?shù)卣畱?yīng)避免被替代能源的美好承諾所惑，記得要問“對”的問題。風(fēng)險評估必須得在計(jì)劃開始前完成。

即使在“對”的時間問了“對”的問題，科學(xué)家與工程師也很難達(dá)成共識：究竟地震危害該如何有效評估？又該如何降低其沖擊？由于加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有限，預(yù)測模型仍相當(dāng)粗糙。歐盟執(zhí)行委員會已經(jīng)通過“貯存空間誘發(fā)地震之綜合工程緩解”計(jì)劃“以增進(jìn)相關(guān)知識，并針對未來深層地?zé)崽娇钡某绦蚣耙?guī)范建言。不過，許多加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)劃在“貯存空間誘發(fā)地震之綜合工程緩解”計(jì)劃問世前，便早已開始運(yùn)作。

“深熱鉆井”計(jì)劃對于未來誘發(fā)地震相關(guān)計(jì)劃的保險金額，可能影響很大?！鞍腿麪枴笔录那髢斂傤~超過900萬美金。對于區(qū)域規(guī)模3.4級的地震來說，似乎高了些（不過也很難說，畢竟輕微非結(jié)構(gòu)性地震破壞的損失，過去從未詳細(xì)統(tǒng)計(jì)過）。所有房屋的損壞，都沒有超過一般住家保險條款規(guī)定的10%賠償門檻。如果是天然因素造成的，屋主得自行承擔(dān)損失；假使是人為因素，那么賠償就必須由電廠所保的責(zé)任險負(fù)擔(dān)。但是問題來了，如果30年后巴塞爾地區(qū)發(fā)生5.5級地震，如何證明這是否是自然發(fā)生的？誰又該承擔(dān)賠償?shù)呢?zé)任？

一旦大眾發(fā)現(xiàn)問題被刻意隱藏，響應(yīng)必然十分強(qiáng)烈。地震激起人們原始的恐懼，喚醒地底沉睡的怪物，一如恐怖電影的情節(jié)，而今卻已然是眼前的事實(shí)。

對社會大眾、地方政府、地?zé)岙a(chǎn)業(yè)以及管理單位來說，這些事實(shí)就擺在眼前。地?zé)嵯到y(tǒng)一如其他能源科技，本身也有一定的風(fēng)險。水壩可能決堤，核電廠會當(dāng)機(jī)，燃燒石油天然氣釋放的二氧化碳造成全球暖化，加強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)引發(fā)地震造成破壞……問題是，整個社會能否在其中找到平衡點(diǎn)，并接受風(fēng)險存在的事實(shí)。我們需要集思廣益來解答這些疑問。