Warmte zit onder de aarde — we hoeven het alleen maar aan te boren. Geothermische energie kan op drie manieren worden gebruikt:
Aanboren
Directe geothermische energie. In gebieden waar warmwaterbronnen of geothermische reservoirs dicht bij het aardoppervlak liggen, kan warm water rechtstreeks worden toegevoerd om huizen of kantoorgebouwen te verwarmen. Geothermisch water wordt door een warmtewisselaar gepompt, die de warmte van het water overdraagt aan het verwarmingssysteem van het gebouw. Het gebruikte water wordt via een bron terug in het reservoir geïnjecteerd om opnieuw te worden verwarmd en gebruikt.
Geothermische warmtepomp. Een paar meter onder de grond blijft de grond of het water het hele jaar door een constante 50 tot 60 graden Fahrenheit (10-15 graden Celsius). Net dat beetje warmte kan worden gebruikt om huizen en kantoren te verwarmen of te koelen. Vloeistof circuleert door een reeks leidingen (een zogenaamde lus) onder de grond of onder het water van een vijver of meer en in een gebouw. Een elektrische compressor en een warmtewisselaar onttrekken de warmte aan de leidingen en sturen die via een kanaalsysteem door het gebouw. In de zomer is het proces omgekeerd. De leidingen onttrekken warmte aan het huis en voeren die naar de grond of het water buiten, waar ze wordt geabsorbeerd.
Geothermische krachtcentrale. Warm water en stoom uit de diepe ondergrond kunnen via ondergrondse putten omhoog worden geleid en worden gebruikt om elektriciteit op te wekken in een elektriciteitscentrale. Er bestaan drie verschillende soorten geothermische krachtcentrales:
- Droge-stoomcentrales. Hete stoom wordt rechtstreeks uit geothermische reservoirs naar generatoren in de centrale geleid. De stoom laat turbines draaien, die elektriciteit opwekken.
- Stoomcentrales. Water met een temperatuur tussen 300 en 700 graden Fahrenheit (148 en 371 graden Celsius) wordt via een bron omhoog gebracht. Een deel van het water verandert in stoom, die de turbines aandrijft. Wanneer de stoom afkoelt, condenseert hij weer tot water en gaat terug naar de grond.
- Binaire-cycluscentrales. Matig heet geothermisch water wordt door een warmtewisselaar geleid, waar de warmte wordt overgedragen aan een vloeistof (zoals isobuteen) die bij een lagere temperatuur kookt dan water. Wanneer die vloeistof wordt verwarmd, verandert hij in stoom, die de turbines aandrijft.