W wielu miejscach świata ciepło wydzielane z głębi Ziemi gromadzi się w wielkich podziemnych zbiornikach gorącej wody lub pary. Energię tę można uwolnić przez wywiercenie otworów, którymi para lub gorąca woda kierowana jest do różnorodnych instalacji energetycznych.

Stany Zjednoczone posiadają bardzo bogate zasoby energii geotermalnej. Jednak jedynym podziemnym zbiornikiem pary w USA jest The Geysers w północnej Kalifornii. Jest to zarazem największe źródło energii geotermalnej w kraju. Para z tego złoża jest bezpośrednio doprowadzona do turbin miejscowej elektrowni.
Podziemne złoża gorącej wody występują w wielu regionach zachodnich stanów, na Alasce i Hawajach. Gorąca woda o temperaturze ponad 175 st. C ulega odparowaniu w zbiorniku wody zasilającej, a powstała para płynie wprost do turbiny. Schemat tej jednoczynnikowej elektrowni przedstawia rys. 1. Natomiast woda o temperaturze 100-175 st. C wymaga zastosowania dwuczynnikowego obiegu w elektrowni (rys. 2).
W wymienniku gorąca woda podgrzewa aż do odparowania czynnik roboczy, którym zwykle jest organiczna substancja o niskiej temperaturze wrzenia. Pary tej cieczy napędzają turbinę, a następnie ich skropliny powracają do wspomnianego wymiennika ciepła. W obu przypadkach woda ze złoża geotermalnego (solanka) powraca do swego źródła.
Prawie wszystkie amerykańskie elektrownie geotermalne zlokalizowane są w trzech zachodnich stanach: Kalifornii, Newadzie i Utah - regionach o przepięknych, dziewiczych krajobrazach i dużych potrzebach energetycznych. Elektrownie geotermalne okazały się tu idealnym źródłem mocy nie tylko ze względu na dostępne, miejscowe "paliwo" i przyjazny dla środowiska proces technologiczny, lecz także z uwagi na znacznie mniejszy niż w innych typach siłowni zajmowany obszar i wynikającą stąd ingerencję w krajobraz. Wprawdzie instalacje te wymagają wykonania szeregu odwiertów, lecz dzięki opanowaniu techniki ukośnego nawiercania, niezbędna infrastruktura na powierzchni ziemi ulega poważnej redukcji. Dodatkowe zmniejszenie wielkości obiektu i zużycia wody technologicznej zapewnia zastosowanie powietrza do chłodzenia skraplaczy.
Jednym z poważniejszych problemów eksploatacji instalacji geotermalnych jest usuwanie zanieczyszczeń, głównie korozyjnych soli, z wody/pary czerpanej z odwiertu przed skierowaniem jej do obiegu. Problem ten rozwiązano za pomocą technologii krystalizacji soli, wdrożonej już w ośmiu elektrowniach Kalifornii. Średnio przy oczyszczaniu wody geotermalnej otrzymuje się 45 kg substancji stałych na 1 MWh wyprodukowanej energii. Jednak pozostałości stałe zawierają znaczne ilości metali ciężkich, co wymaga ich dalszej eliminacji.
Oczyszczone odpady o dużej zawartości krzemionki wykorzystuje się do celów budowlanych. Departament Energetyki USA opracował oryginalną, biologiczną metodę usuwania metali ciężkich z odpadów stałych w elektrowniach geotermalnych przy użyciu mikroorganizmów. Przewiduje się, że wydzielone metale będzie można następnie kierować z solanką z powrotem do złoża geotermalnego lub też zagospodarować, co powinno przynosić niemałe zyski.
We wspomnianej elektrowni The Geysers wdrożono już inną technologię oczyszczania odpadów stałych, która umożliwia zamianę siarkowodoru na czystą siarkę w ilości około 1,5 kg/MWh. Liczne rozwiązania w zakresie oczyszczania wody/pary geotermalnej i utylizacji odpadów zapewniają nie tylko znaczne zmniejszenie uciążliwości dla środowiska, lecz także wymierne korzyści finansowe.
Elektrownie geotermalne z łatwością spełniają zaostrzone na mocy przepisów Clean Air Act Amendments z 1990 r. wymagania dotyczące emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Co więcej, w elektrowniach dwuczynnikowych (z oddzielnym czynnikiem roboczym) istnieje możliwość usuwania wszystkich wydzielonych gazów z powrotem do złoża wraz z solanką, dzięki czemu emisja zanieczyszczeń osiąga wartość równą dosłownie zeru. Z wód geotermalnych wydziela się przede wszystkim dwutlenek węgla, jednak emisja tego gazu odpowiedzialnego za efekt "cieplarniany" jest 1000-2000 razy niższa niż w elektrowniach cieplnych.
Znikoma uciążliwość kalifornijskich elektrowni geotermalnych została doceniona przez władze stanowe, które nagrodziły je licznymi wyróżnieniami.
Obecnie w Stanach Zjednoczonych elektrownie geotermalne wytwarzają moc około 2700 MW, co stawia ten kraj na pierwszym miejscu na świecie w wykorzystaniu tego odnawialnego źródła energii. Nieustanny postęp technologiczny w tym sektorze energetyki sprawia, że energia podziemnych wód staje się coraz czystsza i bardziej opłacalna.

Na podstawie artykułu "Clean Energy:Earth Energy for a Cleaner Environment" zamieszczonego w serwisie Departamentu Energetyki USA opracował Piotr Olszowiec