Pembangkit listrik tenaga panas bumi
Sumber daya

Muatan panas bumi adalah sekitar 1031 Joule. Panas ini secara alami akan mengalir ke permukaan lewat konduksi dengan laju 44.2 terawatt (TW) dan diisi kembali oleh peluruhan radioaktif dengan laju 30 TW. Laju tenaga ini lebih dari dua kali konsumsi energi manusia saat ini yang berasal dari sumber utama, tapi sebagian besarnya terlalu tersebar (perkiraan rata-rata 0.1 W/m2) untuk dapat dipulihkan. Kerak bumi secara efektif bertindak sebagai selimut isolasi tebal yang harus ditembus dengan saluran fluida (mis. magma, air atau lainnya) untuk melepaskan panas di bawahnya.
Pembangkit listrik tenaga panas bumi membutuhkan sumber panas bersuhu tinggi yang hanya dapat berasal dari jauh di bawah tanah. Panas tersebut harus dibawa ke permukaan lewat sirkulasi fluida, baik melalui saluran magma, mata air panas, sirkulasi hidrotermal, sumur minyak, sumur bor, atau gabungan dari contoh-contoh tersebut. Sirkulasi ini terkadang muncul secara alami pada tempat dimana kerak bumi tipis. Saluran magma membawa panas dekat ke permukaan, dan mata air panas membawanya ke permukaan. Jika tidak tersedia mata air panas maka sumur harus dibor untuk menjadi akuifer air panas. Jika jauh dari batas lempeng tektonik, gradien panas bumi di sebagian besar tempat adalah 25-30 °C per kilometer kedalaman, sehingga membuat sumur menjadi harus beberapa kilometer dalamnya untuk dapat membangkitkan listrik. Jumlah dan mutu sumber daya panas yang dapat dipulihkan meningkat sebanding dengan kedalaman pengeboran dan kedekatan dengan batas lempeng tektonik.
Pada tanah yang panas dan kering, atau dimana tekanan air tidak memadai, fluida dapat disuntikkan untuk merangsang produksi. Pengembang akan menggali dua lubang di calon lokasi, dan memecah batu di antara keduanya dengan bahan peledak atau air bertekanan tinggi. Kemudian memompakan air atau karbon dioksida cair ke salah satu lubang galian, sehingga keluar di lubang galian lainnya dalam bentuk gas. Pendekatan ini disebut hot dry rock geothermal energy di Eropa atau enhanced geothermal systems di Amerika Utara. Pendekatan ini dapat menghasilkan potensi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan jika dihubungkan secara konvensional ke akuifer alami.
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 2.000 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.