Pembangkit listrik tenaga panas bumi
Perkiraan potensi pembangkit listrik dari tenaga panas bumi bervariasi dari 35-2000 GW tergantung pada skala penanaman modal. Ini tidak termasuk panas non-listrik yang dipulihkan oleh pembangkit co-generation, pompa kalor panas bumi atau penggunaan langsung lainnya. Sebuah laporan tahun 2006 oleh Institut Teknologi Massachusetts (MIT), yang mengikutsertakan potensi dari sistem panas bumi yang ditingkatkan
("enhanced geothermal systems"), memperkirakan bahwa investasi sebesar 1 miliar dolar AS untuk penelitian dan pengembangan selama 15 tahun lebih akan memungkinkan tercapainya kapasitas pembangkitan listrik sebesar 100 GW pada tahun 2050 di Amerika Serikat saja. Laporan MIT memperkirakan bahwa lebih dari 200 zettajoule (ZJ) akan dapat dihasilkan, dengan potensi untuk ditingkatkan hingga
lebih dari 2000 ZJ dengan perbaikan teknologi- cukup untuk memenuhi kebutuhan energi seluruh dunia saat ini selama beberapa milenium.
Saat ini sumur panas bumi jarang lebih dari 3 km dalamnya. Taksiran tertinggi atas potensi sumber daya panas bumi memperkirakan kedalaman sumur 10 km. Penggalian hingga mendekati kedalaman ini sekarang sudah dapat dilakukan dalam industri perminyakan, walaupun biayanya sangat mahal. Sumur penelitian terdalam di dunia, Kola superdeep borehole, dalamnya 12.3 km. Rekor tersebut baru-baru ini sudah
dapat ditiru oleh sumur minyak komersial seperti sumur Z-12 milik Exxon di ladang Chayvo, Sakhalin. Sumur dengan kedalaman lebih dari 4 km umumnya menanggung biaya pengeboran hingga puluhan juta dolar. Tantangan teknologinya adalah untuk menggali lubang yang lebar dengan biaya rendah dan untuk memecahkan volume batu yang lebih banyak.
Tenaga panas bumi dianggap sebagai sumber energi terbarukan karena ekstraksi panasnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan muatan panas bumi. Namun pemanfaatannya harus tetap diawasi untuk menghindari kekosongan lokal. Meski situs panas bumi mampu menyediakan panas selama puluhan tahun, tiap-tiap sumur dapat mendingin atau kehabisan air. Ketiga situs tertua yakni
Larderello, Wairakei, dan The Geysers, semuanya sudah mengalami penurunan produksi. Tidak jelas apakah pembangkit-pembangkit ini memakai tenaga panas bumi lebih cepat daripada diisi kembali dari kedalaman yang lebih jauh, atau apakah akuifer yang menyediakannya mulai kehabisan. Jika produksi dikurangi dan air disuntikkan kembali, sumur-sumur ini secara teori dapat kembali
memenuhi potensinya. Strategi penanganan yang demikian sudah diterapkan pada beberapa situs. Keberlanjutan jangka panjang energi panas bumi telah dibuktikan di ladang Lardarello di Italia sejak 1913, di ladang Wairakei di Selandia Baru sejak 1958, dan di ladang The Geysers di Kalifornia sejak 1960.
Pembangkit listrik tenaga panas bumi sama prinsipnya dengan pembangkit listrik termal berturbin uap lainnya- panas dari bahan bakar (dalam hal ini adalah inti bumi) digunakan untuk memanaskan air atau fluida lainnya yang sesuai. Fluida yang sudah berjalan lalu digunakan untuk memutar turbin generator sehingga menghasilkan listrik. Fluida tersebut lalu didinginkan dan dikembalikan ke sumber panas.
Pembangkit dengan sistem uap kering merupakan rancangan paling tua dan sederhana. Dalam sistem ini uap panas bumi bersuhu 150 °C atau lebih langsung digunakan untuk memutar turbin.
Pembangkit dengan sistem "flash steam" mengambil air panas bertekanan tinggi dari kedalaman bumi masuk ke tangki bertekanan rendah lalu menggunakan uap yang dihasilkan untuk memutar turbin. Sistem ini membutuhkan fluida bersuhu sekurang-kurangnya 180 °C;biasanya lebih. Ini adalah jenis yang paling umum dioperasikan saat ini.
Pembangkit dengan sistem siklus biner adalah pengembangan terbaru dan memungkinkan suhu terendah fluida hingga 57 °C. Air panas bumi yang tidak terlalu panas tersebut dialirkan melewati fluida sekunder yang memiliki titik didih jauh di bawah titik didih air. Hal ini menyebabkan fluida sekunder menguap yang lalu digunakan untuk memutar turbin. Ini adalah jenis yang paling umum dibangun saat ini.
Siklus Rankine Organik maupun siklus Kalina keduanya digunakan. Efisiensi termal pembangkit jenis ini biasanya sekitar 10-13%.
Asosiasi Panas Bumi Internasional (IGA) melaporkan pada tahun 2010 bahwa 10715 megawatt (MW) daya pembangkit listrik tenaga panas bumi terpasang di 24 negara dan diharapkan dapat membangkitkan 67246 GWh energi listrik. Angka ini menunjukkan peningkatan sebesar 20% dari tahun 2005. IGA memproyeksikan pertumbuhan hingga 18500 MW pada tahun 2015, dikarenakan banyaknya proyek yang saat ini sedang
dalam pertimbangan dan sering kali di daerah yang sebelumnya dikira hanya dapat sedikit dieksploitasi sumber dayanya.
Pada tahun 2010, Amerika Serikat memimpin produksi listrik panas bumi dunia dengan kapasitas 3086 MW dari 77 pembangkit; gugusan pembangkit listrik tenaga panas bumi terbesar di dunia terletak di The Geysers, ladang panas bumi di Kalifornia. Filipina mengikuti AS sebagai produsen kedua tertinggi listrik tenaga panas bumi di dunia. Dengan kapasitas 1904 MW, tenaga panas bumi menghasilkan hingga sekitar 27% listrik yang dibangkitkan Filipina.
Januari 2011: Al Gore mengatakan dalam KTT Asia Pasifik untuk Proyek Iklim bahwa Indonesia bisa menjadi negara adidaya energi panas bumi dunia.
Kanada adalah satu-satunya negara besar di Cincin Api Pasifik yang belum mengembangkan tenaga panas bumi. Wilayah dengan potensi terbesar adalah Cordillera Kanada, yang membentang dari British Columbia hingga ke Yukon, dengan taksiran output berkisar antara 1550 MW hingga 5000 MW.
Gugusan pembangkit listrik tenaga panas bumi terbesar di dunia terletak di The Geysers, ladang panas bumi di Kalifornia, Amerika Serikat. Pada tahun 2004, lima negara (El Salvador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kosta Rika) menghasilkan lebih dari 15% listrik mereka dari tenaga panas bumi.
Listrik panas bumi dihasilkan di 24 negara, yang tercantum dalam tabel di bawah. Sepanjang tahun 2005 Amerika Serikat membuat beberapa kontrak untuk 500 MW kapasitas tambahan, sementara di 11 negara lainnya, ada beberapa pembangkit yang sedang dibangun. Sistem panas bumi yang ditingkatan dengan kedalaman beberapa kilometer sudah beroperasi di Perancis dan Jerman, dan sedang dikembangkan atau setidaknya dievaluasi di empat negara lainnya.
Fluida yang ditarik dari dalam bumi membawa campuran beberapa gas, diantaranya karbon dioksida (), hidrogen sulfida (), metana (), dan amonia (). Pencemar-pencemar ini jika lepas ikut memiliki andil pada pemanasan global, hujan asam, dan bau yang tidak sedap serta beracun. Pembangkit listrik tenaga panas bumi yang ada saat ini mengeluarkan rata-rata 40 kg per megawatt-jam (MWh),
hanya sebagian kecil dari emisi pembangkit berbahan bakar fosil konvensional. Pembangkit yang berada pada lokasi dengan tingkat asam tinggi dan memiliki bahan kimia yang mudah menguap, biasanya dilengkapi dengan sistem kontrol emisi untuk mengurangi gas buangannya. Pembangkit listrik tenaga panas bumi secara teoretis dapat menyuntikkan kembali gas-gas ini ke dalam bumi sebagai bentuk penangkapan dan penyimpanan karbon.
Selain gas-gas terlarut, air panas dari sumber panas bumi mungkin juga mengandung sejumlah kecil bahan kimia beracun, seperti merkuri, arsenik, boron, antimon, dan garam-garam kimia. Bahan-bahan kimia ini keluar dari larutan saat air mendingin dan dapat menyebabkan kerusakan lingkungan jika dilepaskan. Praktik modern menyuntikkan kembali fluida panas bumi ke dalam bumi untuk merangsang produksi, memiliki manfaat sampingan mengurangi bahaya lingkungan ini.