從龐貝到托斯卡尼:義大利與地熱共存的千年之戀

維蘇威火山以西元 79 年噴發掩埋龐貝城聞名,是火山災害史上的經典案例。雖然噴發頻率較低,但爆發性強、破壞力高,自 1944 年後進入休眠狀態,因鄰近高人口密度區而持續受到嚴密監測。(圖/何恭睿)

火山常被視為災害的象徵,卻同時是地球內部熱能最直接的出口。義大利位於非洲板塊與歐亞板塊交會帶,擁有活躍的火山活動與複雜的地質構造,也因此成為全球最早發展地熱能源的國家。本文從火山地質背景出發,介紹義大利如何將地底的熱,從自然現象轉化為能源系統,並透過地熱發電與直接利用案例,展現地熱如何從工業尺度,走進人類的日常生活。

image

地熱,地球花了百萬年準備的能量

地熱是一種來自地底深處、跨越百萬年時間尺度的能量。與太陽能、風力等來自地表與大氣循環的能源不同,地熱源自板塊運動、岩石循環與地球內部長期累積的熱能,是地球在漫長地質時間中「慢慢醞釀」的結果。

在義大利,這股來自地下的熱並不是抽象的科學概念,而是真實存在於人們的生活周遭。從冒著白煙的噴氣孔、溫暖的地熱溫泉,到仍然活躍的火山地景,地熱以各種形式融入日常。也正因如此,義大利成為全球少數能將地質現象,真正轉化為能源系統與生活應用的國家之一。

義大利托斯卡尼(Tuscany)地熱核心區。雖然這裡不是火山最密集的地方,但因為地底仍保有高溫熱源、岩石滲透性良好,讓地下熱水與蒸氣能持續循環,形成非常穩定的地熱系統,巨大的煙囪是此地區的特徵。(圖/何恭睿)
義大利托斯卡尼 (Tuscany) 地熱核心區。雖然這裡不是火山最密集的地方,但因為地底仍保有高溫熱源、岩石滲透性良好,讓地下熱水與蒸氣能持續循環,形成非常穩定的地熱系統,巨大的煙囪是此地區的特徵。(圖/何恭睿)

為什麼是義大利?板塊交會下的火山之國

義大利半島位於非洲板塊向北隱沒至歐亞板塊之下的構造環境中。這種隱沒作用使深部岩石受熱熔融,形成岩漿與高溫流體,同時伴隨地殼伸張與斷層活動,為熱流體提供向上運移的通道。與典型火山弧不同,義大利的火山分布並非單一線性排列,而是呈現破碎且多樣的火山帶型態。這樣的構造背景,使部分地區雖然火山活動不密集,卻仍具備穩定的地下熱源與良好的流體循環條件。托斯卡尼 (Tuscany) 正是其中最具代表性的區域。因此獲得了「義大利托斯卡尼最熱的不是太陽,是地下跳動的心臟」之美譽。

地熱電廠集中於托斯卡尼(Tuscany)地區,共 34 座地熱電廠(截至 2025 年) 為全球最早進入商業運轉的地熱發電區。(圖/何恭睿)
地熱電廠集中於托斯卡尼 (Tuscany) 地區,共 34 座地熱電廠(截至 2025 年) 為全球最早進入商業運轉的地熱發電區。(圖/何恭睿)

第一次用地熱點亮世界,人類地熱發電史

20 世紀初,在托斯卡尼的 Larderello 地區,人們首次嘗試利用天然噴出的高溫蒸氣驅動渦輪發電,這便是地熱發電的雛型。1913 年,這裡點亮了世界第一批由地熱發電產生的燈泡,正式開啟人類地熱發電的歷史。

這項技術突破不僅奠定了地熱能源的可行性,更使義大利成為全球地熱產業的先行者。至今,托斯卡尼仍是歐洲最重要的地熱發電區,地熱電廠與自然地熱景觀共存,成為能源、地質與文化交織的特殊地景。

火山不只是噴發,而是長期存在的熱源

火山往往只在噴發時吸引關注,但從地熱的角度來看,更重要的是噴發背後所代表的長期高溫環境。位於西西里島東岸的埃特納火山 (Etna),活動歷史超過 50 萬年,是歐洲最活躍的火山之一。

埃特納近代噴發多為玄武岩質溢流式活動,岩漿流動性高、噴發路徑相對可預測。長期且穩定的岩漿補給,使地下維持高溫狀態,形成典型的火山型地熱系統,也成為研究火山與地熱關係的重要天然實驗室。

相較之下,維蘇威火山 (Vesuvius) 則以西元 79 年噴發掩埋龐貝城聞名。它的噴發頻率較低,但爆發性強、破壞力高。即使自 1944 年後進入休眠狀態,因鄰近高人口密度區,至今仍受到嚴密監測。

位於西西里島東岸的埃特納火山,是歐洲最活躍的火山之一。其噴發多為玄武岩質熔岩,岩漿流動性高,長期穩定的岩漿供給使地下維持高溫,成為研究火山與地熱系統關係的重要案例。(圖/何恭睿)
位於西西里島東岸的埃特納火山,是歐洲最活躍的火山之一。其噴發多為玄武岩質熔岩,岩漿流動性高,長期穩定的岩漿供給使地下維持高溫,成為研究火山與地熱系統關係的重要案例。(圖/何恭睿)
維蘇威火山以西元 79 年噴發掩埋龐貝城聞名,是火山災害史上的經典案例。雖然噴發頻率較低,但爆發性強、破壞力高,自 1944 年後進入休眠狀態,因鄰近高人口密度區而持續受到嚴密監測。(圖/何恭睿)
維蘇威火山以西元 79 年噴發掩埋龐貝城聞名,是火山災害史上的經典案例。雖然噴發頻率較低,但爆發性強、破壞力高,自 1944 年後進入休眠狀態,因鄰近高人口密度區而持續受到嚴密監測。(圖/何恭睿)

火山的形狀,其實反映岩漿的性格

不同火山的外型,往往源自於岩漿本身化學性質之間的差異。流動性高、黏滯性低的玄武岩質岩漿,容易在地表形成寬廣平緩的盾狀火山;而黏滯性高、富含矽元素的岩漿,則傾向堆積成陡峭的層狀火山,並伴隨較具爆發性的噴發。

這些差異不僅塑造了火山地形,也影響地下熱能的儲存方式與流體循環路徑。從地質學角度來看,火山外型本身就是理解地熱潛力的重要線索。

維蘇威火山步道旁邊的火山渣、舊火山口殘壁與火山斜坡。(圖/何恭睿)
維蘇威火山步道旁邊的火山渣、舊火山口殘壁與火山斜坡。(圖/何恭睿)
埃特納火山步道旁可見的冷卻岩漿通道(Lava Tube)。熔岩流動時,表層迅速冷卻形成堅硬外殼,內部熔岩仍持續流動,待熔岩排空後,留下中空的岩漿通道。(圖/何恭睿)
埃特納火山步道旁可見的冷卻岩漿通道 (Lava Tube)。熔岩流動時,表層迅速冷卻形成堅硬外殼,內部熔岩仍持續流動,待熔岩排空後,留下中空的岩漿通道。(圖/何恭睿)

不同溫度的地熱,各有適合的角色

地熱資源並非追求極致的高溫。根據溫度條件的不同,地熱資源可被應用於不同層次的需求。高溫地熱適合用於穩定發電;中低溫地熱則可直接應用於供暖、農業、乾燥與食品加工,這類應用被稱為「直接利用」(direct use)。 在義大利,這種溫度分級的思維使地熱利用更加彈性,也降低了能源轉型的門檻。地熱不再只是電網的一環,而是能直接融入地方產業與生活的熱能來源。

不同溫度的地熱資源,對應著不同的利用方式。 高溫地熱可用於穩定發電;中低溫地熱則適合直接應用於供暖、農業、食品加工與產業製程。(圖/修改自 DOE, 2019)
不同溫度的地熱資源,對應著不同的利用方式。 高溫地熱可用於穩定發電;中低溫地熱則適合直接應用於供暖、農業、食品加工與產業製程。(圖/修改自 DOE, 2019)

當地熱走上餐桌

當提到地熱資源的廣泛運用性,最好的例子便是在托斯卡尼。當地利用地熱蒸氣引入溫室農業、食品加工,甚至用於精釀啤酒的釀造過程,這些案例皆顯示,地熱可以從工業尺度,轉化為貼近日常生活的能源選擇。當能源不再只是抽象的數字,而是與飲食、生活與地方文化連結,人們對能源轉型的理解也將隨之改變。

位於托斯卡尼的 Vapori di Birra 地熱啤酒,該店家使用地熱蒸汽加熱、發酵、釀造地熱啤酒。顯示地熱不僅限於發電。(圖/何恭睿)
位於托斯卡尼的 Vapori di Birra 地熱啤酒,該店家使用地熱蒸汽加熱、發酵、釀造地熱啤酒。顯示地熱不僅限於發電。(圖/何恭睿)

結語:重新認識地底的力量

義大利的經驗提醒我們,地熱不是單一技術,而是一套與地質共存的思考方式。理解板塊運動、火山活動與熱流循環,才能真正看見地球內部長時間累積的能量,如何以多元形式回應人類對未來能源的需求。

本文結束分隔線
image

本著作由本館研究人員所提供,博學多文團隊編輯製作,以創用CC 姓名標示–非商業性– 禁止改作 4.0 國際 (CC BY-NC-ND 4.0) 授權條款釋出。若需要使用本篇的文字、圖像等,請洽本館出版室。

重返太平島

土桑市集尋寶去!2020 科博館新購岩礦標本

板塊作用與岩石多樣性