คราฟลาโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไอซ์แลนด์

ประเทศที่มีโครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ติดตั้งแล้วหรือกำลังพัฒนา

พลังงานความร้อนใต้พิภพคือพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานความร้อนใต้พิภพเทคโนโลยีที่ใช้ ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแห้ง โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแบบแฟลช และ โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ แบบวงจรคู่ปัจจุบันมีการใช้งานการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพใน 26 ประเทศ^{[ 1 ] [ 2 ]}ในขณะที่การทำความร้อนด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพมีการใช้งานใน 70 ประเทศ^{[ 3 ]}

ณ ปี 2019 กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลกมีจำนวน 15.4 กิกะวัตต์ (GW) โดย 23.9% (3.68 GW) ติดตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา^{[ 4 ]}ตลาดระหว่างประเทศเติบโตในอัตราเฉลี่ยต่อปี 5 เปอร์เซ็นต์ในช่วงสามปีจนถึงปี 2015 และคาดว่ากำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลกจะสูงถึง 14.5–17.6 GW ภายในปี 2020 ^{[ 5 ]}จากความรู้ทางธรณีวิทยาและเทคโนโลยีในปัจจุบันสมาคมพลังงานความร้อนใต้พิภพ (GEA) เปิดเผยต่อสาธารณะ GEA ประมาณการว่ามีการใช้ศักยภาพทั่วโลกเพียง 6.9% เท่านั้น ในขณะที่IPCCรายงานว่าศักยภาพพลังงานความร้อนใต้พิภพอยู่ในช่วง 35 GW ถึง 2  TW ^{[ 3} ] ประเทศ ที่ผลิตไฟฟ้ามากกว่า 15 เปอร์เซ็นต์จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพได้แก่^{เอลซัลวาดอร์}เคนยาฟิลิปปินส์ไอซ์แลนด์นิวซีแลนด์^{[ 6 ]}และคอสตาริกาอินโดนีเซียมีศักยภาพด้านพลังงานความร้อนใต้พิภพประมาณ 29 กิกะวัตต์ ซึ่งมากที่สุดในโลก โดยในปี 2017 มีกำลังการผลิตติดตั้งแล้ว 1.8 กิกะวัตต์

พลังงานความร้อนใต้พิภพถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ยั่งยืน เนื่องจากมีการดึงความร้อนออกมาในปริมาณน้อยเมื่อเทียบกับปริมาณความร้อนของโลก [ ^{7 ] การ}ปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 45 กรัมของคาร์บอนไดออกไซด์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้า หรือน้อยกว่า 5% ของโรงไฟฟ้าถ่านหินแบบดั้งเดิม^{[ 8 ]}

พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนทั้งสำหรับการผลิตไฟฟ้าและความร้อน และมีศักยภาพที่จะตอบสนองความต้องการทั่วโลกได้ 3 ถึง 5% ภายในปี 2050 หากมีแรงจูงใจ ทางเศรษฐกิจ คาดว่าภายในปี 2100 จะสามารถตอบสนองความต้องการทั่วโลกได้ถึง 10% ด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพ^{[ 6 ]}

ในศตวรรษที่ 20 ความต้องการใช้ไฟฟ้าทำให้ต้องพิจารณาพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าเจ้าชายปิเอโร จิโนริ คอนติได้ทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพเครื่องแรกเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2447 ที่ลาร์เดอเรลโล ประเทศอิตาลีและสามารถจุดหลอดไฟได้ 4 ดวง^{[ 9 ]}ต่อมาในปี พ.ศ. 2454 ได้มีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลกขึ้นที่นั่น มีการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทดลองขึ้นที่เบปปุ ประเทศญี่ปุ่นและไกเซอร์ส รัฐแคลิฟอร์เนียในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2463 แต่อิตาลียังคงเป็นประเทศเดียวในโลกที่ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพในเชิงอุตสาหกรรมจนกระทั่งปี พ.ศ. 2491

ในปี พ.ศ. 2491 นิวซีแลนด์กลายเป็นผู้ผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพรายใหญ่เป็นอันดับสองเมื่อสถานีไวราเกอิเปิดใช้งาน สถานีไวราเกอิเป็นสถานีแรกที่ใช้เทคโนโลยีไอน้ำแฟลช^{[ 11 ]}ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา ปริมาณการผลิตของเหลวสุทธิมีมากกว่า 2.5 ลูกบาศก์กิโลเมตรการ^ทรุดตัวของพื้นดินที่ไวราเกอิ-เทาฮาราเป็นประเด็นในการพิจารณาคดีอย่างเป็นทางการหลายครั้งที่เกี่ยวข้องกับการอนุญาตด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับการพัฒนาขยายระบบในฐานะแหล่งพลังงานหมุนเวียน^{[ 6 ]}

ในปี พ.ศ. 2503 บริษัท Pacific Gas and Electricเริ่มดำเนินการโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกที่ประสบความสำเร็จในสหรัฐอเมริกา ณ The Geysers ในแคลิฟอร์เนีย^{[ 12 ]}กังหันดั้งเดิมใช้งานได้นานกว่า 30 ปีและผลิต  พลังงานสุทธิ ได้ 11 เมกะวัตต์^{[ 13 ]}

โรงไฟฟ้าแบบวงจรคู่ที่ใช้ของเหลวอินทรีย์ได้รับการสาธิตครั้งแรกในปี 1967 ในสหภาพโซเวียต^{[ 12 ]}และต่อมาได้นำมาใช้ในสหรัฐอเมริกาในปี 1981 หลังจากวิกฤตพลังงานในช่วงทศวรรษ 1970และการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในนโยบายการกำกับดูแล เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถใช้ทรัพยากรที่มีอุณหภูมิต่ำถึง 81 °C (178 °F) ในปี 2006 โรงไฟฟ้าแบบวงจรคู่ในChena Hot Springs รัฐอะแลสกาได้เริ่มดำเนินการผลิตไฟฟ้าจากอุณหภูมิของของเหลวที่ต่ำเป็นประวัติการณ์ที่ 57 °C (135 °F) ^{[ 14 ]}

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพถูกสร้างขึ้นเฉพาะในบริเวณที่มีทรัพยากรความร้อนใต้พิภพที่มีอุณหภูมิสูงอยู่ใกล้ผิวดินเท่านั้น การพัฒนาโรงไฟฟ้าแบบวงจรคู่และการปรับปรุงเทคโนโลยีการเจาะและการสกัดอาจทำให้ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสามารถขยายขอบเขตทางภูมิศาสตร์ได้กว้างขึ้น^{[ 15 ]}โครงการสาธิตกำลังดำเนินการอยู่ในเมืองแลนเดา-พฟาลซ์ประเทศเยอรมนี และเมืองซูทซ์-ซู-ฟอเรต์ประเทศฝรั่งเศส ในขณะที่โครงการก่อนหน้านี้ในเมืองบาเซิล ประเทศสวิ ^ตเซอร์แลนด์ ถูกปิดตัวลงหลังจากเกิดแผ่นดินไหว โครงการสาธิตอื่นๆ กำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างในประเทศออสเตรเลียสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา^{[ 16} ]

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้นต่ำ ประมาณ 7 ถึง 10% ^{[ 17 ]}เนื่องจากของเหลวความร้อนใต้พิภพมีอุณหภูมิต่ำเมื่อเทียบกับไอน้ำจากหม้อไอน้ำ ตามกฎของอุณหพลศาสตร์อุณหภูมิต่ำนี้จำกัดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในการสกัดพลังงานที่มีประโยชน์ในระหว่างการผลิตไฟฟ้า ความร้อนที่ปล่อยออกมาจะสูญเปล่า เว้นแต่จะสามารถนำไปใช้โดยตรงและในพื้นที่ เช่น ในเรือนกระจก โรงเลื่อย และระบบทำความร้อนส่วนกลาง ประสิทธิภาพของระบบไม่มีผลต่อต้นทุนการดำเนินงานเหมือนกับโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ แต่เป็นปัจจัยที่มีผลต่อความอยู่รอดของโรงไฟฟ้า ในการผลิตพลังงานมากกว่าที่ปั๊มใช้ การผลิตไฟฟ้าต้องใช้แหล่งความร้อนใต้พิภพที่มีอุณหภูมิสูงและวงจรความร้อนเฉพาะทาง เนื่องจากพลังงานความร้อนใต้พิภพไม่ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานที่ผันแปรได้ ต่างจากพลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ปัจจัยกำลังการผลิตจึงค่อนข้างสูง – มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าสูงถึง 96% ^{[ 18 ]} อย่างไรก็ตาม ปัจจัยกำลังการผลิตเฉลี่ยทั่วโลก อยู่ที่ 74.5% ในปี 2551 ตาม รายงานของIPCC ^{[ 19 ]}

ปริมาณความร้อนของโลกอยู่ที่ประมาณ1 × 10 ¹⁹  TJ (2.8 × 10 ¹⁵  TWh) [ ^{3 ] ความ}ร้อนนี้ไหลไปยังพื้นผิวโลกตามธรรมชาติโดยการนำความร้อนในอัตรา 44.2 TW ^{[ 20 ]}และได้รับการเติมเต็มโดยการสลายตัวของกัมมันตรังสีในอัตรา 30 TW ^{[ 7 ]}อัตราพลังงานเหล่านี้มากกว่าสองเท่าของการใช้พลังงานในปัจจุบันของมนุษยชาติจากแหล่งพลังงานหลัก แต่พลังงานส่วนใหญ่กระจายตัวมากเกินไป (โดยเฉลี่ยประมาณ 0.1 W/m² ⁾จนไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เปลือกโลกทำหน้าที่เสมือนผ้าห่มฉนวนหนาซึ่งต้องถูกเจาะโดยท่อของเหลว (ของแมกมาน้ำ หรืออื่นๆ) เพื่อปล่อยความร้อนที่อยู่ด้านล่าง

การผลิตไฟฟ้าต้องใช้ทรัพยากรที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งสามารถมาจากใต้ดินลึกเท่านั้น ความร้อนต้องถูกนำขึ้นสู่ผิวดินโดยการไหลเวียนของของเหลว ไม่ว่าจะเป็นผ่านทางท่อแมกมาน้ำพุร้อนการไหลเวียนของน้ำร้อนใต้ดินบ่อน้ำมัน บ่อน้ำบาดาลหรือการผสมผสานของสิ่งเหล่านี้ การไหลเวียนนี้บางครั้งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในบริเวณที่เปลือกโลกบาง ท่อแมกมานำความร้อนมาใกล้ผิวดิน และน้ำพุร้อนนำความร้อนขึ้นสู่ผิวดิน หากไม่มีน้ำพุร้อน จะต้องเจาะบ่อลงไปในชั้นหินอุ้มน้ำ ร้อน ใน บริเวณที่ห่างจากขอบเขตของแผ่นเปลือกโลกความลาดชันของอุณหภูมิใต้พิภพอยู่ที่ 25 ถึง 30 องศาเซลเซียสต่อกิโลเมตร (70 ถึง 85 องศาฟาเรนไฮต์ต่อไมล์) ของความลึกในพื้นที่ส่วนใหญ่ของโลก ดังนั้นบ่อจะต้องลึกหลายกิโลเมตรเพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้^{[ 3 ]}ปริมาณและคุณภาพของทรัพยากรที่สามารถนำมาใช้ได้จะดีขึ้นตามความลึกของการเจาะและความใกล้กับขอบเขตของแผ่นเปลือกโลก

ในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงแต่แห้ง หรือในกรณีที่แรงดันน้ำไม่เพียงพอ ของเหลวที่ฉีดเข้าไปสามารถกระตุ้นการผลิตได้ ผู้พัฒนาจะเจาะรูสองรูลงในพื้นที่เป้าหมาย และทำให้หินแตกระหว่างรูทั้งสองด้วยวัตถุระเบิดหรือน้ำแรงดันสูงจากนั้นพวกเขาจะสูบน้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์เหลวลงไปในรูเจาะหนึ่ง และมันจะขึ้นมาทางรูเจาะอีกรูหนึ่งในรูปของก๊าซ^{[ 15 ]}วิธีนี้เรียกว่าพลังงานความร้อนใต้พิภพจากหินร้อนแห้งในยุโรป หรือระบบความร้อนใต้พิภพแบบเสริมประสิทธิภาพในอเมริกาเหนือ ศักยภาพที่มากกว่าอาจมีได้จากวิธีนี้มากกว่าการใช้ประโยชน์จากแหล่งน้ำบาดาลตามธรรมชาติแบบดั้งเดิม^{[ 15 ]}

การประมาณการศักยภาพการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพแตกต่างกันไปตั้งแต่ 35 ถึง 2,000 GW ขึ้นอยู่กับขนาดของการลงทุน^{[ 3 ]}ซึ่งไม่รวมความร้อนที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่นำกลับมาใช้ใหม่โดยการผลิตร่วม ปั๊มความร้อนใต้พิภพ และการใช้งานโดยตรงอื่นๆ รายงานปี 2006 โดยสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ซึ่งรวมถึงศักยภาพของระบบความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการปรับปรุง ประมาณการว่าการลงทุน 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในการวิจัยและพัฒนาในช่วง 15 ปี จะช่วยให้สามารถสร้างกำลังการผลิตไฟฟ้าได้ 100 GW ภายในปี 2050 ในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว^{[ 15 ]}รายงานของ MIT ประมาณการว่าสามารถสกัดพลังงานได้มากกว่า 200 × 10 ⁹  TJ (200 ZJ; 5.6 × 10 ⁷  TWh) โดยมีศักยภาพที่จะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 2,000 ZJ ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยี ซึ่งเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานทั้งหมดของโลกในปัจจุบันได้เป็นเวลาหลายพันปี^{[ 15 ]}

ปัจจุบัน บ่อน้ำร้อนใต้ดินมีความลึกไม่เกิน 3 กิโลเมตร (2 ไมล์) ^{[ 3 ]}การประมาณการทรัพยากรความร้อนใต้ดินสูงสุดนั้นสันนิษฐานว่าบ่อน้ำมีความลึกถึง 10 กิโลเมตร (6 ไมล์) การเจาะใกล้ระดับความลึกนี้สามารถทำได้ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมแล้ว แม้ว่าจะเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงก็ตาม บ่อน้ำวิจัยที่ลึกที่สุดในโลกคือKola Superdeep Borehole (KSDB-3) มีความลึก 12.261 กิโลเมตร (7.619 ไมล์) ^{[ 21 ]} บ่อน้ำที่เจาะลึกกว่า 4 กิโลเมตร (2.5 ไมล์) โดยทั่วไปจะมีค่าใช้จ่ายในการเจาะหลายสิบล้านดอลลาร์^{[ 22 ]}ความท้าทายทางเทคโนโลยีคือการเจาะรูขนาดกว้างด้วยต้นทุนต่ำและการทำลายหินในปริมาณที่มากขึ้น

พลังงานความร้อนใต้พิภพถือว่ามีความยั่งยืนเนื่องจากการสกัดความร้อนมีปริมาณน้อยเมื่อเทียบกับปริมาณความร้อนของโลก แต่การสกัดยังคงต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อหลีกเลี่ยงการหมดไปของแหล่งความร้อนในพื้นที่^{[ 7 ]}แม้ว่าแหล่งความร้อนใต้พิภพจะสามารถให้ความร้อนได้เป็นเวลาหลายทศวรรษ แต่บ่อน้ำแต่ละบ่ออาจเย็นลงหรือน้ำหมดได้ แหล่งความร้อนใต้พิภพที่เก่าแก่ที่สุด 3 แห่ง ได้แก่ Larderello, Wairakeiและ Geysers ต่างก็ลดการผลิตลงจากจุดสูงสุด ยังไม่ชัดเจนว่าสถานีเหล่านี้สกัดพลังงานได้เร็วกว่าการเติมเต็มจากระดับความลึกที่มากขึ้นหรือไม่ หรือว่าแหล่งน้ำบาดาลที่ส่งน้ำให้สถานีเหล่านั้นกำลังหมดไป หากการผลิตลดลงและมีการอัดน้ำกลับเข้าไป บ่อน้ำเหล่านี้ก็สามารถฟื้นคืนศักยภาพได้เต็มที่ในทางทฤษฎี กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบดังกล่าวได้ถูกนำมาใช้แล้วในบางพื้นที่ ความยั่งยืนในระยะยาวของพลังงานความร้อนใต้พิภพได้รับการพิสูจน์แล้วที่แหล่งลาร์เดอเรลโลในอิตาลีตั้งแต่ปี พ.ศ. 2456 ที่แหล่งไวราเกอิในนิวซีแลนด์ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2491 ^{[ 23 ]}และที่แหล่งไกเซอร์สในแคลิฟอร์เนียตั้งแต่ปี พ.ศ. 2503 ^{[ 24 ]}

โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแห้ง (ซ้าย), โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแบบฉับพลัน (กลาง) และโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแบบวัฏจักรคู่ (ขวา)

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพมีความคล้ายคลึงกับโรงไฟฟ้าพลังงานความ ร้อนแบบกังหันไอน้ำอื่นๆ ตรงที่ใช้ความร้อนจากแหล่งเชื้อเพลิง (ในกรณีของพลังงานความร้อนใต้พิภพคือแกนโลก) เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำหรือของเหลวทำงาน อื่นๆ จากนั้นของเหลวทำงานจะถูกนำไปใช้ในการหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น หลังจากนั้นของเหลวจะถูกทำให้เย็นลงและส่งกลับไปยังแหล่งความร้อน

โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแห้งเป็นแบบที่ง่ายที่สุดและเก่าแก่ที่สุด มีโรงไฟฟ้าประเภทนี้น้อย เนื่องจากต้องใช้ทรัพยากรที่ผลิตไอน้ำแห้งแต่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและมีสิ่งอำนวยความสะดวกที่ง่ายที่สุด^{[ 25 ]}ในบริเวณเหล่านี้ อาจมีน้ำเหลวอยู่ในแหล่งกักเก็บ แต่จะมีเพียงไอน้ำเท่านั้น ไม่ใช่น้ำ ที่ถูกผลิตขึ้นสู่ผิวดิน^{[ 25 ]}โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแห้งใช้ไอน้ำร้อนใต้พิภพที่มีอุณหภูมิ 150 °C (300 °F) หรือสูงกว่าโดยตรงเพื่อหมุนกังหัน^{[ 3 ]}เมื่อกังหันหมุน มันจะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าและเพิ่มเข้าไปในสนามพลังงาน^{[ 26 ]}จากนั้น ไอน้ำจะถูกปล่อยไปยังคอนเดนเซอร์ ซึ่งจะเปลี่ยนกลับเป็นของเหลว จากนั้นจึงทำให้น้ำเย็นลง^{[ 27 ]}หลังจากที่น้ำเย็นลงแล้ว มันจะไหลลงท่อที่นำคอนเดนเสทกลับไปยังบ่อลึก ซึ่งสามารถให้ความร้อนและผลิตได้อีกครั้ง ที่The Geysersในแคลิฟอร์เนีย หลังจากผลิตไฟฟ้าได้ 30 ปี ปริมาณไอน้ำก็หมดลงและการผลิตก็ลดลงอย่างมาก เพื่อฟื้นฟูกำลังการผลิตบางส่วนให้กลับมาเท่าเดิม จึงได้มีการพัฒนาการฉีดน้ำเสริมในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 ซึ่งรวมถึงการใช้น้ำเสียจากโรงบำบัดน้ำเสียของเทศบาลที่อยู่ใกล้เคียงด้วย^{[ 28 ]}

โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแบบแฟลชดึงน้ำร้อนแรงดันสูงจากใต้ดินลึกเข้าไปในถังแรงดันต่ำ และใช้ไอน้ำที่ระเหยออกมาเพื่อขับเคลื่อนกังหัน โรงไฟฟ้าประเภทนี้ต้องการอุณหภูมิของของเหลวอย่างน้อย 180 °C (360 °F) ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะสูงกว่านั้น ณ ปี 2022 โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแบบแฟลชคิดเป็น 36.7% ของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพทั้งหมด และ 52.7% ของกำลังการผลิตที่ติดตั้งทั่วโลก^{[ 29 ]}โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแบบแฟลชใช้แหล่งกักเก็บน้ำร้อนใต้พิภพที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 180 °C น้ำร้อนจะไหลขึ้นมาผ่านบ่อในพื้นดินภายใต้แรงดันของตัวเอง เมื่อไหลขึ้นไป แรงดันจะลดลง และน้ำร้อนบางส่วนจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำ จากนั้นไอน้ำจะถูกแยกออกจากน้ำและนำไปใช้ในการขับเคลื่อนกังหัน/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า น้ำที่เหลือและไอน้ำที่ควบแน่นอาจถูกฉีดกลับเข้าไปในแหล่งกักเก็บ ทำให้ทรัพยากรนี้มีศักยภาพที่จะยั่งยืนได้^{[ 30 ] [ 31 ]}

โรงไฟฟ้าแบบวงจรคู่เป็นเทคโนโลยีล่าสุด และสามารถรับอุณหภูมิของของเหลวได้ต่ำถึง 57 °C (135 °F) ^{[ 14 ]}น้ำร้อนใต้ดินที่มีอุณหภูมิปานกลางจะถูกส่งผ่านของเหลวรองที่มีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำมาก ทำให้ของเหลวรองกลายเป็นไออย่างรวดเร็ว ซึ่งจะไปขับเคลื่อนกังหัน โรงไฟฟ้าประเภทนี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้ดินที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดในปัจจุบัน^{[ 32 ]} มีการใช้ ทั้งวงจร Rankine แบบอินทรีย์และวงจร Kalinaประสิทธิภาพเชิงความร้อนของโรงไฟฟ้าประเภทนี้โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 10–13% ^{[ 33 ]}โรงไฟฟ้าแบบวงจรคู่มีกำลังการผลิตเฉลี่ย 6.3 MW, 30.4 MW สำหรับโรงไฟฟ้าแบบแฟลชเดี่ยว, 37.4 MW สำหรับโรงไฟฟ้าแบบแฟลชคู่ และ 45.4 MW สำหรับโรงไฟฟ้าที่ใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง^{[ 34 ]}

องค์การพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศรายงานว่า ณ สิ้นปี 2020 มีกำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลกอยู่ที่ 14,438 เมกะวัตต์ ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้า ได้ 94,949 กิกะวัตต์ชั่วโมง^{[ 35 ]}ในทางทฤษฎีแล้ว ทรัพยากรพลังงานความร้อนใต้พิภพของโลกนั้นเพียงพอที่จะจัดหาพลังงานให้แก่มนุษย์ได้ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันมีเพียงส่วนน้อยของทรัพยากรพลังงานความร้อนใต้พิภพของโลกเท่านั้นที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ อย่างคุ้ม ค่า^{[ 36 ]}

อัล กอร์กล่าวในการประชุมสุดยอดโครงการด้านสภาพภูมิอากาศเอเชียแปซิฟิกว่า อินโดนีเซียสามารถกลายเป็นประเทศมหาอำนาจในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพได้^{[ 37 ]}ในปี 2556 ภาคส่วนไฟฟ้าของรัฐในอินเดียได้ประกาศแผนการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกของประเทศในรัฐฉัตติสการ์ ซึ่งเป็นรัฐที่ไม่มีทางออกสู่ ทะเล^{[ 38 ]}

พลังงานความร้อนใต้พิภพในแคนาดามีศักยภาพสูงเนื่องจากตั้งอยู่บนวงแหวนแห่งไฟแปซิฟิกภูมิภาคที่มีศักยภาพมากที่สุดคือเทือกเขาคอร์ดีลเลราของแคนาดาซึ่งทอดยาวจากบริติชโคลัมเบียไปจนถึงยูคอนโดยมีการประมาณการผลผลิตการผลิตตั้งแต่ 1,550 เมกะวัตต์ถึง 5,000 เมกะวัตต์^{[ 39 ]}

ภูมิศาสตร์ของญี่ปุ่นเอื้ออำนวยต่อการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพ ญี่ปุ่นมีบ่อน้ำพุร้อน จำนวนมาก ที่สามารถจัดหาเชื้อเพลิงให้กับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพได้ แต่จำเป็นต้องมีการลงทุนมหาศาลในโครงสร้างพื้นฐานของญี่ปุ่น^{[ 40 ]}

กลุ่มโรงไฟฟ้า พลังงานความร้อนใต้ พิภพ ที่ใหญ่ที่สุด ในโลกตั้งอยู่ที่The Geysersซึ่งเป็นแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในแคลิฟอร์เนียสหรัฐอเมริกา[ 42 ^]ณปี 2021 มี 5 ประเทศ ( เคนยาไอซ์แลนด์เอลซัลวาดอร์นิวซีแลนด์และนิการากัว) ที่ผลิตไฟฟ้ามากกว่า 15% จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ^{[ 41 ]}

ตารางต่อไปนี้แสดงข้อมูลเหล่านี้สำหรับแต่ละประเทศ:

• ปริมาณการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดจากพลังงานความร้อนใต้พิภพในหน่วยเทราวัตต์-ชั่วโมง
• เปอร์เซ็นต์ของการผลิตไฟฟ้าในประเทศนั้นที่มาจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ
• กำลังการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพทั้งหมด ( กิกะวัตต์ )
• อัตราการเติบโตของกำลังการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นเปอร์เซ็นต์ และ
• ปัจจัยกำลังการผลิตความร้อนใต้พิภพสำหรับปีนั้น

ข้อมูลสำหรับปี 2021 ข้อมูลมาจากEIA ^{[ 41 ]}รวมเฉพาะประเทศที่มีการผลิตมากกว่า 0.01 TWh เท่านั้น ลิงก์สำหรับแต่ละสถานที่จะนำไปยังหน้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่เกี่ยวข้อง หากมีให้ บริการ

ประเทศ	เจนเนอเรชั่น(TWh)	% ทั่วไป	กัปตัน(GW)	อัตรา การเติบโตของมูลค่าทุน (%)	ทุนจดทะเบียน​
โลก	91.80	0.3%	14.67	1.7	71%
สหรัฐอเมริกา	16.24	0.4%	2.60	1.0	71%
อินโดนีเซีย	15.90	5.2%	2.28	6.9	80%
ฟิลิปปินส์	10.89	10.1%	1.93	0	64%
ไก่งวง	10.77	3.4%	1.68	3.9	73%
นิวซีแลนด์	7.82	18.0%	1.27	0	70%
ไอซ์แลนด์	5.68	29.4%	0.76	0	86%
อิตาลี	5.53	2.0%	0.77	0	82%
เคนยา	5.12	43.4%	0.86	0	68%
เม็กซิโก	4.28	1.3%	1.03	0	47%
ญี่ปุ่น	3.02	0.3%	0.48	0	72%
คอสตาริกา	1.60	12.6%	0.26	0	70%
เอลซัลวาดอร์	1.58	23.9%	0.20	0	88%
นิการากัว	0.78	16.9%	0.15	0	58%
รัสเซีย	0.45	0.04%	0.07	0	69%
ปาปัวนิวกินี	0.40	8.2%	0.06	0	82%
ชิลี	0.33	0.4%	0.04	0	94%
กัวเตมาลา	0.32	2.2%	0.05	0	73%
ฮอนดูรัส	0.31	2.6%	0.04	0	91%
เยอรมนี	0.25	0.04%	0.05	15.0	62%
โปรตุเกส	0.18	0.4%	0.03	0	70%
ฝรั่งเศส	0.13	0.03%	0.02	0	95%
จีน	0.13	0.002%	0.03	0	55%
โครเอเชีย	0.07	0.5%	0.01	0	85%

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่มีอยู่ ซึ่งอยู่ในเปอร์เซ็นไทล์ที่ 50ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตลอดวงจรชีวิตทั้งหมดที่ได้รับการตรวจสอบโดยIPCC นั้น ปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยเฉลี่ย 45 กิโลกรัม₂ปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเทียบเท่าต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมงของไฟฟ้าที่ผลิตได้ (กิโลกรัมCO₂)₂eq/ MWh ) ^{[ 43 ]}สำหรับการเปรียบเทียบ โรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินปล่อยCO ออกมา 1,001 กิโลกรัม₂เทียบเท่าต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมงเมื่อไม่ได้เชื่อมโยงกับการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ^{[ 8 ] [ 43 ]}เนื่องจากโครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพหลายแห่งตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีกิจกรรมทางภูเขาไฟซึ่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามธรรมชาติ จึงมีการตั้งสมมติฐานว่าโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพอาจลดอัตราการปล่อยก๊าซลงได้โดยการลดแรงดันในแหล่งกักเก็บใต้ดิน^{[ 44 ]}

สถานีที่มีระดับกรดและสารเคมีระเหยสูงมักจะติดตั้งระบบควบคุมการปล่อยมลพิษเพื่อลดไอเสีย สถานีความร้อนใต้พิภพยังสามารถฉีดก๊าซเหล่านี้กลับเข้าไปในพื้นดินในรูปแบบของการดักจับและกักเก็บคาร์บอน เช่นในนิวซีแลนด์^{[ 44 ]}และใน โครงการ CarbFixในไอซ์แลนด์

สถานีอื่นๆ เช่นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ Kızıldereแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการใช้ของเหลวความร้อนใต้พิภพเพื่อแปรรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำแข็งแห้งที่โรงงานใกล้เคียงสองแห่ง ซึ่งส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยมาก^{[ 45 ]}

นอกจากก๊าซที่ละลายแล้ว น้ำร้อนจากแหล่งความร้อนใต้พิภพอาจมีสารเคมีที่เป็นพิษในปริมาณเล็กน้อย เช่นปรอท สารหนู โบรอน แอนติโมนีและเกลือ [ 46 ]สาร^{เคมีเหล่านี้}จะตกตะกอนเมื่อน้ำเย็นลง และอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมหากถูกปล่อยออกมา การปฏิบัติในปัจจุบันของการฉีดของเหลวความร้อนใต้พิภพกลับเข้าไปในโลกเพื่อกระตุ้นการผลิตมีประโยชน์เพิ่มเติมในการลดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมนี้

การก่อสร้างสถานีอาจส่งผลเสียต่อเสถียรภาพของพื้นดินการทรุดตัวเกิดขึ้นในแหล่ง Wairakeiในนิวซีแลนด์^{[ 47 ]}ระบบความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการปรับปรุงอาจกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวเนื่องจากการฉีดน้ำ โครงการในบาเซิล ประเทศสวิ ตเซอร์แลนด์ถูกระงับเนื่องจากเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวมากกว่า 10,000 ครั้ง โดยมีขนาดความรุนแรงถึง 3.4 ตามมาตราริกเตอร์ในช่วง 6 วันแรกของการฉีดน้ำ^{[ 48 ]}ความเสี่ยงของการเจาะความร้อนใต้พิภพที่นำไปสู่การยกตัว ได้ เกิดขึ้นแล้วในStaufen im Breisgau

พลังงานความร้อนใต้พิภพมีความต้องการพื้นที่และน้ำจืดน้อยมาก สถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพใช้พื้นที่ 404 ตารางเมตรต่อ  GWhเทียบกับ 3,632 และ 1,335 ตารางเมตรสำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหินและฟาร์มกังหันลมตามลำดับ^{[ 47 ]}และใช้น้ำจืด 20 ลิตรต่อ MWh เทียบกับมากกว่า 1,000 ลิตรต่อ MWh สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ถ่านหิน หรือน้ำมัน^{[ 47 ]}

การลดอุณหภูมิในท้องถิ่นเป็นไปได้อันเป็นผลมาจากการทำงานของระบบหมุนเวียนความร้อนใต้พิภพ อย่างไรก็ตาม ตามการประเมินของสถาบันเหมืองแร่เลนินกราดในช่วงทศวรรษ 1980 การลดอุณหภูมิที่อาจเกิดขึ้นนั้นจะน้อยมากเมื่อเทียบกับความผันผวนของสภาพภูมิอากาศตามธรรมชาติ^{[ 49 ]}

แม้ว่ากิจกรรมภูเขาไฟจะก่อให้เกิดพลังงานความร้อนใต้พิภพ แต่ก็มีความเสี่ยงเช่นกัน ณ ปี 2022 โครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพปูนายังไม่สามารถกลับมาดำเนินการได้เต็มกำลังหลังจาก เหตุการณ์ภูเขาไฟ ปูนาตอนล่างปะทุในปี 2018 ^{[ 50 ]}

พลังงานความร้อนใต้พิภพไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิง ดังนั้นจึงไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนของราคาเชื้อเพลิง อย่างไรก็ตามต้นทุนการลงทุนมักจะสูง การเจาะคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของต้นทุนทั้งหมด และการสำรวจแหล่งทรัพยากรที่อยู่ลึกนั้นมีความเสี่ยงสูง บ่อเจาะคู่ทั่วไปในเนวาดาสามารถรองรับการผลิตไฟฟ้าได้ 4.5 เมกะวัตต์ และมีค่าใช้จ่ายในการเจาะประมาณ 10 ล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยมีอัตราความล้มเหลว 20% ^{[ 22 ]} โดยรวมแล้ว การก่อสร้างสถานีไฟฟ้าและการเจาะบ่อมีค่าใช้จ่ายประมาณ 2–5 ล้านยูโรต่อเมกะวัตต์ของกำลังการผลิตไฟฟ้า ในขณะที่ต้นทุนพลังงานเฉลี่ยอยู่ที่ 0.04–0.10 ยูโรต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง^{[ 10 ]}ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบปรับปรุงแล้วมักจะมีต้นทุนสูงกว่าช่วงเหล่านี้ โดยมีต้นทุนการลงทุนสูงกว่า 4 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ และต้นทุนเฉลี่ยสูงกว่า 0.054 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2550 ^{[ 51 ]}

งานวิจัยชี้ให้เห็นว่าการกักเก็บภายในอ่างเก็บน้ำอาจเพิ่มความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ ของระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ได้รับการปรับปรุงในระบบพลังงานที่มีสัดส่วน แหล่งพลังงานหมุนเวียนผันแปรจำนวนมาก^{[ 52 ] [ 53 ]}

พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถปรับขนาดได้สูง: โรงไฟฟ้าขนาดเล็กสามารถจ่ายไฟให้กับหมู่บ้านในชนบทได้ แม้ว่าต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นอาจสูงก็ตาม^{[ 54 ]}

แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่พัฒนามากที่สุดคือ Geysers ในแคลิฟอร์เนีย ในปี 2551 แหล่งนี้รองรับสถานี 15 แห่ง ซึ่งทั้งหมดเป็นของCalpineโดยมีกำลังการผลิตรวม 725 เมกะวัตต์^{[ 55 ]}

• ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพขั้นสูง  – ประเภทของระบบผลิตไฟฟ้า
• ระบบทำความร้อนด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพ  – การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในการทำความร้อน
• พลังงานความร้อนใต้พิภพจากหินแห้งร้อน  – การสกัดความร้อนจากหินใต้ดิน
• โครงการขุดเจาะลึกไอซ์แลนด์  – โครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพของไอซ์แลนด์
• รายชื่อหัวข้อพลังงานหมุนเวียนแยกตามประเทศ
• การแปลงพลังงานความร้อนจากมหาสมุทร  – การสกัดพลังงานจากมหาสมุทร
• แบตเตอรี่ความร้อน  – เทคโนโลยีสำหรับการจัดเก็บพลังงานความร้อนหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• ไฮโดรเจนขาวหมุนเวียน - ไฮโดรเจน หมุนเวียนที่ผลิตจากการใช้เนื้อโลก

• ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับพลังงานความร้อนใต้พิภพในวิกิดาต้า
• บทความเกี่ยวกับพลังงานความร้อนใต้พิภพ เก็บถาวรเมื่อวันที่ 26 ตุลาคม 2020 ที่Wayback Machine
• ชุดสะสมข้อมูลพลังงานความร้อนใต้พิภพ โดยมหาวิทยาลัยฮาวาย มาโนอา
• ห้องสมุดพลังงานความร้อนใต้พิภพ GRC
• บาร์นาร์ด, ไมเคิล (27 พฤศจิกายน 2025). "เปิดโปงความเชื่อผิดๆ เกี่ยวกับเส้นโค้งการเรียนรู้: เหตุใดพลังงานความร้อนใต้พิภพขั้นสูงจึงไม่สามารถตามทันต้นทุนของพลังงานแสงอาทิตย์ได้" . CleanTechnica . สืบค้นเมื่อ12 ธันวาคม 2025 .