Hoe dieper onder het aardoppervlak, hoe warmer het wordt, afhankelijk van de soorten gesteente ongeveer 25 graden per kilometer diepte. De temperatuur van de aardkern ligt naar schatting nog boven de 6000 graden Celsius. De magma die uit vulkanen stroomt heeft een temperatuur rond de 1000 graden. De energie die in potentie kan worden gewonnen uit magma-warmte onder de aardkorst is daarom enorm, vele malen meer dan de totale energiebehoefte van de wereld.
Momenteel zijn er drie manier ontwikkeld om de energie te winnen:
1) stoom uit natuurlijke bronnen wordt gebruikt. De Larderello velden vlakbij Pisa, Italië, worden op deze manier geëxploiteerd.
2) heet water uit natuurlijke bronnen wordt gebruikt.
3) diepe gaten in de aardkorst boren naar de warmte toe.
Hoe maak je electriciteit uit de hitte onder het aardoppervlak? De meest voor de hand liggende manier om de bijna oneindige voorraad aardwarmte om te zetten in bruikbare energie, is door naast elkaar twee kilometers-diepe gaten te boren, in het ene gat water te pompen, wat er dan door het andere gat als stoom uitkomt. De stroom drijft een electriciteit opwekkende turbine aan. De olie-industrie is technisch al in staat 11 km diepe boringen te maken.
Een nadeel van dergelijke diepe gaten is dat het oppervlak dat in contact komt met de warmte beperkt is tot de oppervlakte van de buis. Een ander nadeel is dat de temperatuur van de omgeving onder in de pijp kan dalen door het water wat er continu in wordt gepompt. Deze methode is daarom niet per sé duurzaam omdat de temperatuur harder kan dalen dan het omliggende magma het weer kan opwarmen.
De boorgaten kunnen uitkomen in onderaardse lagen die voor een groot deel uit water bestaan, van hoge temperatuur en druk, of velden met zeer hete rotsen. Hierbij is het mogelijk om op de ene plek afgekoeld water te injecteren, en op een heel andere plek heet water uit te laten komen.
Mooi filmpje over een geothermal power plant op.
Wereldwijd is er op het moment ongeveer 9000 GW geinstalleerd vermogen.
Een nog niet genoemd voordeel van geothermische energiewinning is het kleine beslag dat het legt op land. Ook kunnen mineralen gewonnen worden als bijproduct, zoals zink, zilicium en zwavel.
Financieel
De kosten voor geothermische energiewinning worden voor het grootste deel gemaakt aan het begin, het ontwerpen bouwen van de centrale en het boren van gaten. Volgens het US Energy Department zijn de kosten in de VS $3000 - $5000 per kW voor een kleine centrale. Onderhoudskosten zijn geschat op $0.01 - $0.03 per kWh. De uptime van een centrale ligt tussen 90 en 98%. De totale productiekosten zijn ongeveer $0.05 per kWh. Dit is feitelijk erg laag vergeleken met andere duurzame energiebronnen.
