भू-तापीय ऊर्जा
भू-तापीय ऊर्जा (जिसे जियोथर्मल पॉवर कहते हैं, ग्रीक धातु "जियो" से आया है, जिसका अर्थ है पृथ्वी और "थर्मोस" अर्थात ताप) वह ऊर्जा है जिसे पृथ्वी में संग्रहित ताप से निकाला जाता है। यह भू-तापीय ऊर्जा, ग्रह के मूल गठन से, खनिज के रेडियोधर्मी क्षय से और सतह पर अवशोषित सौर ऊर्जा से उत्पन्न होती है। पेलिओलिथिक काल से इसका प्रयोग स्नान के लिए और रोमन काल से स्थानों को गर्म करने के लिए किया जाता रहा है, लेकिन अब इसे बिजली उत्पन्न करने के लिए बेहतर रूप में जाना जाता है। दुनिया भर में, भू-तापीय संयंत्रों में यथा 2007, 10 गीगावाट बिजली उत्पन्न करने की क्षमता है और अभ्यास में यह बिजली की वैश्विक मांग का 0.3% की आपूर्ति करती है। 28 गीगावाट की एक अतिरिक्त भू-तापीय ताप क्षमता को जिला तापक, स्थान तापक, स्पा, औद्योगिक प्रक्रियाओं, नमक हटाने और कृषि अनुप्रयोगों के लिए स्थापित किया गया है।
भू-तापीय ऊर्जा लागत प्रभावी, विश्वसनीय, टिकाऊ, संपोषणीय और पर्यावरण के अनुकूल है, लेकिन ऐतिहासिक रूप से यह प्लेट विवर्तनिक सीमाओं के निकट के क्षेत्रों तक सीमित रही है। हाल के तकनीकी विकासों ने व्यवहार्य संसाधनों की सीमाओं और आकार को नाटकीय रूप से विस्तार दिया है, विशेष रूप से गृह तापन जैसे अनुप्रयोगों के लिए और बड़े पैमाने पर दोहन की संभावनाओं को भी खोला है। भू-तापीय कुएं, ग्रीन हाउस गैसों को छोड़ते हैं जो धरती के भीतर गहरे फंसी होती है, लेकिन ये उत्सर्जन, ऊर्जा की प्रति यूनिट के हिसाब से जीवाश्म ईंधन की तुलना में बहुत कम हैं। परिणामस्वरूप, भू-तापीय ऊर्जा में वैश्विक गर्मी को कम अर्ने में मदद करने की क्षमता है यदि इन्हें जीवाश्म ईंधन के स्थान पर व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाए.
पृथ्वी के भू-तापीय संसाधन, मानव की ऊर्जा की जरूरतों की आपूर्ति के लिए सिद्धांततः पर्याप्त से अधिक है, लेकिन उसके केवल एक बहुत छोटे से अंश को लाभदायक तरीके से दोहन किया जा सकता है। गहरे संसाधनों के लिए ड्रिलिंग और खोज में करोड़ों डॉलर लगता है और सफलता की गारंटी नहीं होती है। भू-तापीय ऊर्जा के भविष्य के दोहन के लिए पूर्वानुमान, प्रौद्योगिकी विकास, ऊर्जा की कीमत, सब्सिडी और ब्याज दरों के अनुमानों पर निर्भर करता है।
चौबीस देशों ने 2005 में भू-तापीय ऊर्जा से कुल 56,786 गीगावाट-घंटों (GW.h) (204 PG) की बिजली उत्पन्न की, जो दुनिया भर में बिजली की खपत का 0.3% था। आउटपुट 3% के हिसाब से प्रतिवर्ष बढ़ रहा है, जो सभी स्रोतों से उत्पन्न होने वाली वैश्विक बिजली के साथ मेल बनाए हुए है। वृद्धि को, संयंत्रों की बढ़ती संख्या और साथ ही साथ उनकी क्षमता कारक में सुधार के साथ प्राप्त किया जा रहा है। चूंकि भू-तापीय ऊर्जा, उर्जा के अस्थिर स्रोतों पर निर्भर नहीं रहती है, उदाहरण के लिए वायु या सौर ऊर्जा के विपरीत, इसका क्षमता कारक काफी विशाल हो सकता है - 96% को प्रदर्शित किया जा चूका है। वैश्विक औसत 2005 में 73% था। वैश्विक स्थापित क्षमता 2007 में 10 गीगावाट (GW) थी।
विश्व में भू-तापीय ऊर्जा संयंत्र का सबसे बड़ा समूह, द गीज़र में स्थित है, जो कैलिफोर्निया, अमेरिका में एक भू-तापीय क्षेत्र है। यथा 2004, पांच देशों (अल साल्वाडोर, केन्या, फिलीपींस, आइसलैंड और कोस्टा रिका) अपनी बिजली का 15% से अधिक भू-तापीय स्रोतों से उत्पन्न करते हैं।
भू-तापीय विद्युत संयंत्रों को अभी हाल तक, विशेष रूप से विवर्तनिक प्लेटों के मुहानों पर बनाया जाता था जहां उच्च तापमान वाले भू-तापीय संसाधन सतह के पास उपलब्ध होते हैं। द्विआधारी चक्र ऊर्जा संयंत्र का विकास और निष्कर्षण और ड्रिलिंग प्रौद्योगिकी के सुधार से, अधिक विस्तृत भौगोलिक क्षेत्र में उन्नत भू-तापीय प्रणाली को सक्षम बनाया जा सकता है। लंडाऊ फाल्ज़, जर्मनी और सौल्ट्ज़-सोस-फोरेट्स, फ्रांस में प्रायोगिक परियोजनाओं का परिचालन किया जा रहा है, जबकि बेसल, स्विट्जरलैंड में इससे पहले के एक प्रयास को बंद कर दिया गया जब इससे भूकंप आ गया। अन्य प्रदर्शन परियोजनाएं ऑस्ट्रेलिया, यूनाइटेड किंगडम, और संयुक्त राज्य अमेरिका में निर्माणाधीन हैं।
लगभग ७० देशों 2004 में भू-तापीय तापन के कुल 270 पेटाजूल्स (PJ) का प्रत्यक्ष इस्तेमाल किया। इस ऊर्जा के आधे से अधिक का इस्तेमाल स्थान तापन के लिए किया गया और बाकी तिहाई को गर्म पूल के लिए. शेष ने औद्योगिक और कृषि अनुप्रयोगों में काम किया। वैश्विक स्थापित क्षमता 28 GW थी, लेकिन क्षमता कारक कम थे (औसतन 30%) क्योंकि ताप की आवश्यकता अधिकतर सर्दियों में होती है। उपरोक्त आंकड़े में, 88 PJ के स्थान तापन का प्रभुत्व है जिसे अनुमानित रूप से कुल 15 GW क्षमता वाले 1.3 मिलियन भू-तापीय ताप पंप से निकाला गया। भू-तापीय ऊर्जा का दोहन करने के लिए ताप पम्प सबसे तेज़ी से बढ़ने वाले माध्यम हैं, ऊर्जा उत्पादन में जिनकी वैश्विक वार्षिक विकास दर 30% है। इनमें से अधिकांश ताप पम्प को घरों को गर्म करने के लिए स्थापित किया जा रहा है।
अपने सभी रूपों में प्रत्यक्ष तापन, बिजली उत्पादन की तुलना में अधिक कुशल है और ताप स्रोत पर ताप आवश्यकताओं की कम मांग रखता है। ताप, भू-तापीय बिजली संयंत्र के सह-उत्पादन से, या छोटे कुओं से या उथली ज़मीन में गड़े हीट एक्सचेंजर्स से मिल सकता है। नतीजतन, भू-तापीय तापन, भू-तापीय बिजली की तुलना में एक बहुत बड़ी भौगोलिक सीमा में किफायती होता है। जहां प्राकृतिक गरम सोते उपलब्ध हैं, वहां गरम पानी को रैडीएटर में पाइप से सीधे डाला जा सकता है। यदि भूमि गर्म है, लेकिन सूखी है, तो अर्थ ट्यूब या डाउनहोल हीट एक्सचेंजर ताप को एकत्र सकते हैं। लेकिन यहां तक कि उन क्षेत्रों में जहां ज़मीन, घरेलू तापमान की तुलना में ठंडी है, वहां भी ताप को, परम्परागत भट्टियों की तुलना में भू-तापीय ताप पम्प से अधिक किफायती ढंग से और सफाई से निकाला जा सकता है। ये उपकरण, पारंपरिक भू-तापीय तकनीकों की तुलना में अधिक उथले और ठंडे संसाधनों से ज्यादा खींचते हैं और वे अक्सर अन्य विभिन्न प्रकार की क्रियाओं का मिश्रण करते हैं, जिसमें शामिल है एयर कंडीशनिंग, मौसमी ऊर्जा भंडारण, सौर ऊर्जा भंडारण और बिजली तापन. भू-तापीय ताप पंपों को अनिवार्य रूप से दुनिया में कहीं भी स्थान तापन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
भू-तापीय ताप कई अनुप्रयोगों का समर्थन करती है। जिला तापन अनुप्रयोगों में पूरे समुदाय में इमारतों को गर्म करने के लिए गर्म पानी वाले पाइपों का उपयोग किया जाता है। रिक्जेविक, आइसलैंड में, जिला तापन प्रणाली से निकले पानी को फुटपाथ और पटरियों के नीचे बर्फ गलाने के लिए डाला जाता है। भू-तापीय क्षार-हरण का प्रदर्शन किया जा चुका है।
पृथ्वी के अत्यंत नीचे से निकाले गए तरल पदार्थ में गैसों का मिश्रण होता है, विशेष रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (), हाइड्रोजन सल्फाइड (), मीथेन () और अमोनिया (). ये प्रदूषक ग्लोबल वार्मिंग, अम्ल वर्षा और छोड़े जाने पर हानिकारक बदबू को बढ़ाते हैं। मौजूदा भू-तापीय बिजली संयंत्र, औसत रूप से बिजली के प्रति मेगावाट-घंटे (MW.h) में 122 किलो का उत्सर्जन करते हैं, जो पारंपरिक जीवाश्म ईंधन के संयंत्रों की उत्सर्जन तीव्रता की तुलना में एक छोटा सा अंश है। ऐसे संयंत्र जहां एसिड और वाष्पशील रसायनों का उच्च स्तर अनुभव किया जाता है, वे आमतौर पर निकास को कम करने के लिए उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली से सुसज्जित होते हैं। भू-तापीय संयंत्र इन गैसों को, कार्बन कब्जा और भंडारण के एक रूप में सिद्धांततः वापस पृथ्वी में डाल सकता है।
भू-तापीय स्रोतों से आने वाले गर्म पानी में घुली हुई गैसों के अलावा, जहरीले रसायन हो सकते हैं, जैसे पारा, आर्सेनिक, बोरान, एंटीमनी और नमक. पानी के ठंडा होने पर ये रसायन घोल से बाहर आ जाते हैं और अगर इन्हें छोड़ा गया तो ये पर्यावरण को क्षति पहुंचा सकते हैं। उत्पादन को बढ़ाने के लिए खर्चित भू-तापीय तरल पदार्थ को वापस पृथ्वी में डालने की आधुनिक प्रथा से एक लाभ यह मिलता है कि पर्यावरण को खतरा कम हो जाता है।
प्रत्यक्ष भू-तापीय तापन प्रणाली में पंप और कंप्रेशर शामिल होंगे और वे जिस बिजली की खपत करेंगे वह प्रदूषण स्रोत से आ सकती है। यह परजीवी लोड, सामान्य रूप से ताप उत्पाद का एक अंश है, इसलिए यह विद्युत तापन से हमेशा कम प्रदूषण करता है। हालांकि, अगर बिजली, ईंधन जालकर उत्पन्न की जा रही है, तो भू-तापीय तापन का शुद्ध प्रदूषण, गर्मी के लिए ईंधन के सीधे जलने के तुलनीय हो सकता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त चक्र प्राकृतिक गैस की बिजली से संचालित भू-तापीय ताप पंप, उतना ही प्रदूषण फैलाएगा जितना समान आकार की एक प्राकृतिक गैस संघनक भट्ठी फैलाएगी. इसलिए, प्रत्यक्ष भू-तापीय तापन अनुप्रयोगों का पर्यावरणीय मूल्य, पड़ोसी बिजली ग्रिड के उत्सर्जन की तीव्रता पर अत्यधिक निर्भर होता है।
संयंत्र का निर्माण, भूमि स्थिरता को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकता है। न्यूजीलैंड में वैराके फील्ड में अवतलन हुआ है और स्टोफेन इम ब्रेस्गो जर्मनी में भी. उन्नत भू-तापीय प्रणाली, हाइड्रोलिक विखंडन के हिस्से के रूप में भूकंप को प्रेरित कर सकती है। बासेल, स्विटज़रलैंड में परियोजना को इसलिए रद्द कर दिया गया क्योंकि, रिक्टर स्केल पर 3.4 तक की तीव्रता वाली 10,000 से अधिक भूकंपी घटनाएं जल अंतः क्षेपण के पहले 6 दिनों में घटीं.
भू-तापीय के लिए न्यूनतम भूमि और मीठे पानी की आवश्यकताएं होती हैं। भू-तापीय संयंत्र प्रति गीगावाट बिजली उत्पादन में (क्षमता नहीं) 3.5 वर्ग किलोमीटर का उपयोग करते हैं, जबकि कोयला सुविधा और वायु फार्मों को क्रमशः 32 और 12 वर्ग किलोमीटर की आवश्यकता होती है। वे प्रति MW.h, 20 लीटर ताजे पानी का उपयोग करते हैं, जबकि परमाणु, कोयले, या तेल के लिए प्रति MW.h, 1000 लीटर की जरुरत होती है।
भू-तापीय ऊर्जा को ईंधन की आवश्यकता नहीं है और इसलिए वह ईंधन की लागत में उतार-चढ़ाव से प्रतिरक्षित है, लेकिन पूंजी की लागत अधिक है। आधे से अधिक लागत ड्रिलिंग के लिए जाती है और संसाधनों के गहरे अन्वेषण में काफी जोखिम होता है। नेवादा में एक आम कुएं का प्रतिरूप 4.5 मेगावाट (MW) के बिजली उत्पादन का समर्थन कर सकता है और इसकी लागत करीब $10 मीलियन होती है जहां विफलता दर 20% रहता है। कुल मिलाकर, विद्युत संयंत्र निर्माण और कुएं की खुदाई में, बिजली क्षमता के प्रति मेगावाट के लिए करीब 2-5 मीलियन € की खुदाई लागत लगती है, जबकि स्तरीकृत ऊर्जा लागत प्रति kW·h 0.04-0.10 € है। उन्नत भू-तापीय प्रणाली, इन श्रृंखलाओं के उच्च पक्ष में होते हैं, जिसकी पूंजी लागत प्रति MW $4 मीलियन के ऊपर होती है और स्तरीकृत लागत $0.054 प्रति kW.h है। प्रत्यक्ष तापन अनुप्रयोग, कम तापमान वाले उथले कुओं का उपयोग कर सकते हैं, ये कम लागत और जोखिम वाली छोटी प्रणालियां हैं। 10 किलोवाट (kW) की क्षमता वाले आवासीय भू-तापीय ताप पंपों को नियमित रूप से प्रति किलोवाट करीब 1-3 हजार डॉलर से स्थापित किया जाता है। जिला तापन प्रणाली को पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं से लाभ हो सकता है अगर मांग भौगोलिक दृष्टि सघन है, जैसा कि शहरों में है, लेकिन अन्यथा पाइप अधिष्ठापन पूंजी लागत पर हावी होगा. ऐसे ही बवारिया में एक जिला तापन प्रणाली की पूंजी लागत को प्रति MW 1 मीलियन € अनुमानित किया गया। किसी भी आकार की प्रत्यक्ष प्रणाली, बिजली जनरेटर की तुलना में ज्यादा आसान है और प्रति kW.h कम रखरखाव लागत आती है, लेकिन उन्हें पंप और कंप्रेशर चलाने के लिए बिजली का उपयोग करना पड़ता है। कुछ सरकारों ने भू-तापीय ऊर्जा पर सब्सिडी दी है, या तो बिजली उत्पादन के लिए या फिर सीधे अनुप्रयोगों के लिए.
भू-तापीय ऊर्जा अत्यधिक मापनीय है: एक विशाल भू-तापीय संयंत्र पूरे शहर को बिजली दे सकता है जबकि एक छोटा संयंत्र एक गांव को.
शेवरोन कॉर्पोरेशन, भू-तापीय बिजली का दुनिया का सबसे बड़ा निजी उत्पादक है। सबसे विकसित भू-तापीय क्षेत्र गीजर कैलिफोर्निया में है।
पृथ्वी की आंतरिक गर्मी स्वाभाविक रूप से संवहन द्वारा सतह की ओर प्रवाहित होती है, जिसकी दर 44.2 टेरावाट (TW) है और यह 30 TW की दर से खनिजों के रेडियोधर्मी क्षय द्वारा भरती है। ऊर्जा की ये दरें मानवता की सभी प्राथमिक स्रोतों से वर्तमान ऊर्जा खपत से दुगुनी से अधिक है, लेकिन इसका ज्यादातर वसूने योग्य नहीं है। पृथ्वी के गहरे भीतर उत्पन्न ताप के अलावा, भूमि का ऊपरी दस मीटर गर्मियों के दौरान सौर ऊर्जा (गर्म होता है) जमा करता है और उस ऊर्जा (ठंडा होता है) को सर्दियों के दौरान छोड़ता है।
मौसमी बदलावों के नीचे, भू-पर्पटी के माध्यम से तापमान की भू-तापीय प्रवणता 25-30 डिग्री सेल्सियस प्रति किलोमीटर (km) गहरा होता है। संवहनीय ताप प्रवाह औसत लगभग 0.1 MW/km है। ये मूल्य टेक्टोनिक प्लेट सीमाओं पर काफी उच्च हैं जहां परत पतली है। इन्हें बाद में तरल परिसंचरण द्वारा बढ़ाया जा सकता है, या तो लावा नलिकाओं, गर्म सोतों, जलतापीय परिसंचरण या इन सब के संयोजन के माध्यम से.
एक भू-तापीय ताप पंप, घरेलू ताप प्रदान करने के लिए दुनिया में कहीं से भी उथली ज़मीन से पर्याप्त ताप निकाल सकता है, लेकिन औद्योगिक अनुप्रयोगों को गहरे संसाधनों के उच्च तापमान की जरूरत होती है। बिजली उत्पादन की तापीय दक्षता और लाभ, विशेष रूप से तापमान के प्रति संवेदनशील है। ज्यादा मांग वाले अनुप्रयोग को उच्च प्राकृतिक ताप प्रवाह से बड़ा लाभ प्राप्त होता है, आदर्श रूप में गर्म सोते के उपयोग से. अगर गर्म पानी का कोई झरना उपलब्ध नहीं है, तो सबसे अच्छा अगला विकल्प है एक गर्म जलवाही स्तर में एक कूआं खोदना. अगर कोई पर्याप्त जलवाही स्तर उपलब्ध नहीं है, तो एक कृत्रिम स्तर को हाइड्रोलिक तरीके से विखंडन द्वारा पानी डाल कर ऐसा किया जा सकता है। यह आखिरी दृष्टिकोण यूरोप में हॉट ड्राई रॉक भू-तापीय ऊर्जा कहलाता है या उत्तरी अमेरिका में उन्नत भू-तापीय प्रणाली. प्राकृतिक जलवाही स्तर के परंपरागत दोहन की तुलना में इस दृष्टिकोण से काफी क्षमता उपलब्ध हो सकती है।
भू-तापीय ऊर्जा से बिजली उत्पादन की संभावना अनुमानित रूप से 35 से 2000 GW के बीच है जो निवेश पर आधारित है। भू-तापीय संसाधनों का ऊपरी अनुमान तक गहरे कुओं के रूप में है, जबकि मौजूदा भू-तापीय कुएं शायद ही से अधिक गहरे हैं। इस गहराई में ड्रिलिंग करना अब पेट्रोलियम उद्योग में संभव है, हालांकि यह एक महंगी प्रक्रिया है। दुनिया में सबसे गहरा कुआं, कोला सुपरडीप बोरहोल गहरा है। इस रिकॉर्ड का हाल ही में वाणिज्यिक कुओं द्वारा अनुकरण किया गया, जैसे छायवो फ़ील्ड, सखालीन में एक्सॉन का Z-12 कुआं.
भू-तापीय ऊर्जा को स्थिर इसलिए माना जाता है क्योंकि पृथ्वी की ताप सामग्री की तुलना में ताप निष्कर्षण अत्यंत कम है। पृथ्वी में आंतरिक ताप सामग्री 10 जुल्स है (3·10 TW·hr) इसमें से करीब 20% ग्रहों की वृद्धि से अवशिष्ट ताप है और शेष के लिए अतीत में मौजूद रहे उच्च रेडियोधर्मी क्षय को जिम्मेदार ठहराया जाता है। प्राकृतिक ताप प्रवाह संतुलन में नहीं है और ग्रह धीरे-धीरे भूगर्भिक समय के पैमाने पर ठंडा हो रहा है। मानव निष्कर्षण, इस प्राकृतिक बहिर्वाह के एक छोटे अंश का दोहन करता है, जो अक्सर उसे बढ़ाता नहीं है।
यद्यपि भू-तापीय ऊर्जा विश्व स्तर पर संपोषणीय है, स्थानीय निकासी को समाप्ति से बचाने के लिए अभी भी निरीक्षण किया जा रहा है। दशकों के दौरान, व्यक्तिगत कुओं से स्थानीय तापमान और पानी का स्तर नीचे गिर जाता है जब तक की नए प्राकृतिक प्रवाह से संतुलन प्राप्त नहीं किया जाता. तीन पुरानी साइटों में, लार्ड़ेरेलो, वैराके और गीज़र्स में, स्थानीय समाप्ति की वजह से अपने चरम उत्पादन में कमी हुई है। गर्मी और पानी, अनिश्चित अनुपात में, भरपाई की तुलना में तेजी से निकाले गए थे। अगर उत्पादन को कम किया जाता है ओत पानी डाला जाता है तो ये कुएं सिद्धांततः अपनी पूरी क्षमता को वापस पा सकते हैं। ऐसी शमन रणनीतियों को पहले से ही कुछ स्थलों पर लागू किया गया है। भू-तापीय ऊर्जा की लंबे समय तक स्थिरता को इटली में 1913 से लार्डेरेलो क्षेत्र में प्रदर्शित किया गया है, न्यूजीलैंड में वैराके फील्ड में 1958 के बाद से, और कैलिफोर्निया में द गीज़र्स क्षेत्र में 1960 के बाद से.
कई गीजर क्षेत्रों के विलुप्त होने के लिए भी भू-तापीय ऊर्जा विकास को जिम्मेदार ठहराया गया है।
हॉट स्प्रिंग्स में कम से कम पेलियोलिथिक बार के बाद से स्नान के लिए इस्तेमाल किया गया है। प्राचीनतम ज्ञात स्पा, चीन के लिजान पहाड़ पर पत्थार का पूल है जिसे क्वीन राजवंश में 3 शताब्दी ई.पू. में बनाया गया था जहां बाद में हुआकिंग ची महल बनाया गया। पहली सदी में रोमनों ने "एक्वा सुलिस" पर विजय प्राप्त की, जो अब बाथ, सोमरसेट, इंग्लैंड में है और गर्म पानी के सोते का प्रयोग सार्वजनिक स्नान और फर्श के नीचे तापन के रूप में किया। इन स्नान के लिए प्रवेश शुल्क शायद भू-तापीय बिजली का पहला वाणिज्यिक उपयोग प्रतिनिधित्व करते हैं। दुनिया का सबसे पुराना भू-तापीय जिला तापन, फ्रांस में शौडेस ऐगुएस है जो 14 वीं सदी के बाद से संचालन कर रहा है। आरंभिक औद्योगिक दोहन भाप गीजर के उपयोग के साथ 1827 में शुरू हुआ, इटली में लार्ड़ेरेलो में ज्वालामुखी कीचड़ से बोरिक एसिड निकाला गया।
1892 में, अमेरिका के पहले जिले में हीटिंग सिस्टम बोइज, आइडहो भू-तापीय ऊर्जा द्वारा संचालित किया गया था सीधे और 1900 में नकल में ओरेगोन में कलामाथ फाल्स. बोइज में ग्रीनहाउस को गरम करने के लिए एक गहरा भू-तापीय कुआं इस्तेमाल किया गया 1926 में और टस्कनी और आइसलैंड ठीक इसी समय ग्रीनहाउस को गरम करने के लिए गीज़र का प्रयोग किया गया। चार्ली लीब ने 1930 में अपने घर को गर्म करने के लिए पहला डाउनहोल हीट एक्सचेंजर विकसित किया। गीज़र के गर्म पानी से आइसलैंड में घरों को 1943 में गरम करना शुरू किया गया।
20वीं सदी में, बिजली के लिए एक मांग पैदा करने के स्रोत के रूप में भू-तापीय बिजली के विचार के लिए नेतृत्व किया। राजकुमार पिएरो गिनोरी कांटी पर पहली भू-तापीय बिजली जनरेटर परीक्षण 4 जुलाई 1904 में शुरू किया लार्ड़ेरेलो शुष्क भाप भू-तापीय क्षेत्र जहां एसिड निष्कर्षण हुआ। इससे सफलतापूर्वक चार बल्ब जलाया गया। बाद में, 1911 में, दुनिया का पहला वाणिज्यिक भू-तापीय बिजली संयंत्र वहां बनाया गया था। यह दुनिया भू-तापीय बिजली का केवल औद्योगिक निर्माता था जब तक न्यूजीलैंड 1958 में एक संयंत्र का निर्माण किया।
इस समय तक, लोर्ड केल्विन ने 1852 में पहले से ही ताप पंप का आविष्कार कर लिया था और हेनरिक जोएल ने 1912 में जमीन से ताप निकालने के विचार को पेटेंट करा लिया। लेकिन यह देर से 1940 के दशक कि भू-तापीय गर्मी पंप सफलतापूर्वक लागू किया गया था जब तक नहीं था। जल्द से जल्द एक शायद था रॉबर्ट सी. वेबर के घर तंत्र मुद्रा बनाया 2.2 kW प्रत्यक्ष, लेकिन सूत्रों का आविष्कार के अपने सटीक समय असहमत के रूप में. डोनाल्ड जे क्रोकर ने राष्ट्रमंडल बिल्डिंग (पोर्टलैंड, ओरेगोन) को गर्म करने के लिए पहला वाणिज्यिक भू-तापीय ताप पंप बनाया और 1946 में इसका प्रदर्शन किया।  ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर कार्ल नीलसन ने 1948 में अपने घर में लूप संस्करण बनाया. 1973 के तेल संकट के परिणामस्वरूप बाद में यह प्रौद्योगिकी स्वीडन में लोकप्रिय बन गई और फिर बाद में दुनिया भर में धीरे धीरे इसकी स्वीकार्यता बढ़ रही है। 1979 में पौलीबटलीन पाइप का विकास ने ताप पंप की आर्थिक व्यवहार्यता को काफी बढ़ाया.
1960 में, पेसिफिक गैस एंड इलेक्ट्रिक गीजर कैलिफोर्निया में सफल भू-तापीय बिजली राज्य में संयुक्त संयंत्र में पहले के ऑपरेशन के लिए शुरू किया। मूल टरबाइन 30 साल से अधिक तक चली और शुद्ध 11 MW ऊर्जा का उत्पादन किया।
द्विआधारी चक्र बिजली संयंत्र को सबसे पहले रूस में 1967 में प्रदर्शित किया गया और बाद में 1981 में अमेरिका में. यह तकनीक, पहले की तुलना में बहुत कम तापमान के संसाधनों से बिजली उत्पादन की अनुमति देती है। 2006 में, चेना हॉट स्प्रिंग्स में एक द्विआधारी चक्र संयंत्र, संचालन में आया, जिसने रिकॉर्ड 57° के निम्न तापमान से बिजली उत्पादन किया।