何謂地熱
地球的內部非常熱，其地心溫度大約爲4000℃，熱能持續不斷地在流向地面，
從地表輻射出去並消失在太空中。這一表面的平均熱能量值爲82毫瓦/米2，如果
地球的表面積爲5.1×1014米2，那麼，這種連續不斷的熱流失率大約爲42兆兆瓦
(熱)。
到達地表的能量多數是很劣質的熱，很少被蒐集後直接使用。然而，在近百
萬年間發生火山活動的地區，大量優質熱留存於熔岩或已結晶的2～10公里深的
岩石中，用現代技術(如向岩石鑽探)可有效予以蒐集。
從地殼岩石中抽取熱量並運至地表，需要熱傳遞介質。自然界是通過地下水
實現這一點的。地熱庫下邊熱的熔岩將地下水加熱，熱水通過岩石中相互連接的
斷層、裂縫和孔洞浮上來。斷層、裂縫和孔洞中的`開放空間只佔岩石體積的2%～
5%，但當它們充滿了熱水並且相互連接，將形成一個多孔滲透地熱庫。
地熱水的溫度在一處與另一處可相差極大。有的地熱源可產生300℃以上的熱
水，有的則產生沸點以下(在海平面水的沸點爲100℃)的水。高於150℃的高溫熱
源一般可用以發電，低溫熱源可直接加熱使用，如工業加工、區域供熱、溫室加
熱、食品乾燥和水產養殖。
地熱發電
地熱發電，實際上是用蒸汽動力發電。通過打井找到正在上噴的天然熱水流。
由於水是從1～4公里的地下深處上來的，所以水是處在高壓下。一眼底部直徑25
釐米的井每小時可生產20～80萬公斤的地熱水與蒸汽。由於水溫的不同，5～10
眼井產出的蒸汽可使一個發電裝置生產出55兆瓦的電。
這種發電裝置有兩類：汽輪機發電和二元發電裝置。爲了供給一臺汽輪發
電機蒸汽，抽出的地熱水(帶壓)在稱爲閃蒸罐容器的表面釋放出來，一部分水
(約佔35%，取決於它的溫度)閃蒸(沸騰)爲蒸汽，進入汽輪發動機進而帶動一臺
發電機。渦輪的排氣用傳統冷卻塔冷卻。閃蒸罐內剩餘的水在沸騰階段之後又注
入熱庫邊緣的地下，它有助於維持熱庫的壓力並補充對流的水熱系統。
在二元發電裝置中，不是將熱水閃蒸爲蒸汽，而是送至一臺熱交換器，用以
加熱工作介質，後者通常是有機化合物，如異丁烷或異戊烷。工作介質被氣化，
用氣化後的蒸汽驅動渦輪發動機，進而帶動發電機。在離開渦輪後工作介質冷凝
爲液體，流回熱交換器再次被氣化。地熱流體通過噴射井又回到地下，這一點與
汽輪發電機中的情況很相似。由於在二元地熱發電裝置中所用的工作介質是在比
水低的溫度下蒸發的，所以它的發電效率比汽輪發電機高。
這兩類發電裝置各有其優點。汽輪發電機製造和運行都不太貴，但爲了在高
效率下操作，它要求水溫在180～200℃以上。二元發電裝置製造和運行費用較高，
但它可用100℃或更低溫的水發電。目前世界上多數正在運行的地熱發電裝置屬於
汽輪機型，但二元發電裝置越來越普及。
地熱能的可持續性
岩漿/火山的地熱活動的典型壽命從最低5000年到100萬年以上。這麼長的壽
命使地熱源成爲一種再生能源。此外，地熱庫的天然補充率從幾兆瓦到1000兆瓦
(熱)以上。
人類第一次用地熱水發電是在1904年意大利的拖斯卡納。1958年新西蘭的北
島開始用地熱源發電(目前爲212兆瓦)；美國加州的噴泉熱田，從1960年就開始發
電，目前的輸出功率爲1300兆瓦。顯然，地熱資源能夠可靠、安全和可持續性地
運行。
地熱生產的可持續性也可從存在於熱庫岩石(含熱量85%～95%)中的熱源判斷。