Energetika – E-ENERGIA.SK

Tvorí základ moderného hospodárstva vyrába elektrickú energiu – plyn, paru, teplo a je súčasťou odvetvia priemyslu palív a energetiky = tažký priemysel.
Zdroje na výrobu energie sa delia na:
Neobnovitelné – plyn uhlie ropa, urán
Obnovitelné – slnko, príliv a odliv veterná energia, voda a geotermálna.

Elektrická energia podla zdrojov rozdelujeme elektrárne na tepelné, vodné, jadrové a ostatné.
Tepelné – spalujú uhlie, ropu, plyn a znecistujú ovzdušie. Vo väcšine krajín sú hlavným zdrojom elektrickej energie.
Jadrové – využívajú urán, velká spotreba vody, problémy zo skladovaním odpadu možné havárie problémy s rekonštrukciou. Najväcší podiel vo svete má Francúzsko až 75%. Najväcšia jadrová elektráren je v Japonsku.
Vodné – menej narúšajú životné prostredie. Velké sú v USA, Rusku, Kanade.
Ostatné – prílivové, veterné, slnecné, a geotermálna – budujú hospodársky najvyspelejšie krajiny.

Primárne zdroje energie.
Ropa – Perzský záliv, Severná Afrika, Mexický záliv, Venezuela, severné more, západná Sibír.
Zemný plyn – najväcšie zásoby má Rusko, Irán, USA, Kanada.
Uhlie – Rusko, USA, Cína, južná Austrália, JAR
Urán – Austrália, JAR, Kazachstan, Kanada, USA, Rusko

Obnoviteľné zdroje energie

Obnoviteľné zdroje energie (OZE) sú také zdroje, ktoré sa prirodzene obnovujú v priebehu ich využívania. Ide o energetické toky, ktoré sa prirodzene vyskytujú v blízkosti zemského povrchu, zásoby, ktoré sa obnovujú aspoň tak rýchlo, ako sú spotrebuvávané. V ich čerpaní možno hypoteticky pokračovať ďalšie miliardy rokov – podstate kým bude svietiť Slnko. Konkrétne ide o slnečné žiarenie a z toho odvodenú veternú energiu a vodnú energiu, ďalej o energiu prílivu, geotermálnu energiu, biomasu atď. Technológie obnoviteľných zdrojov energie zahŕňajú slnečnú energiu, energiu vetra, energiu vody, biomasu a napokon v doprave biopalivá.

V roku 2006, približne 18 % celkovej svetovej spotreby energie pochádzalo z obnoviteľných zdrojov energie; 13 % z tradičnej biomasy spôsobmi akým je spaľovanie dreva. Vodná energia bola ďalším najväčším obnoviteľným zdrojom, poskytujúca 3 %, nasledovaná horúcou vodou na vykurovanie ktorá prispela 1,3 %. Moderné technológie, ako geotermálna, veterná, slnečná a energia oceánu spolu tvorili asi 0,8 % konečnej spotreby energie.[1] Technický potenciál pre ich využitie je veľký, presahujúci všetky ostatné dostupné zdroje.[2][3]

Obnoviteľné zdroje sú často kritizované za ich nespoľahlivosť a neestetickosť, ale trh s obnoviteľnými zdrojmi sa napriek tomu rozrastá. Celosvetová kapacita inštalovaného výkonu až 74 223 MW je vo veternej energii, ktorá je rozšírená najmä v niektorých európskych krajinách a USA.[4] Výroba vo fotovoltaickom priemysle dosiahla viac ako 2000 MW,[5] pričom fotovoltaické elektrárne sú obľúbené najmä v Nemecku.[6] Fototermálne elektrárne sú typické pre USA a Španielsko, najväčším takýmto zdrojom je 354 MW blok solárnej (SEGS) elektrárne v Mojavskej púšti.[7] Najväčším geotermálnym zdrojom je The Geysers v Kalifornii s menovitým výkonom 750 MW.[8] Brazília disponuje jedným z najrozsiahlejších programov v odvetví obnoviteľných zdrojov na svete, zahŕňajúci výrobu bioetanolu z cukrovej trstiny. Etanol tu dokonca predstavuje až 18 % národnej spotreby pohonných hmôt v doprave.[9] Podobne je etanol ako biopalivo dosť rozšírený aj v USA.

Okrem využívania obnoviteľných zdrojov vo veľkých projektoch, sú vhodné aj pre malé ostrovné prevádzky, často vo vidieckych a odľahlých oblastiach, kde je ale energia nevyhnutná pre ľudský rozvoj.[10] V Keni sú napríklad najrozšírenejšie malé (20 – 100 W) solárne zdroje v domácnostiach – predá sa tu zhruba 30 000 kusov týchto systémov.[11]

Klimatické zmeny, rastúce ceny ropy a zvyšujúce sa vládne podpory podmieňujú neustály vznik novej legislatívy a komercializáciu. Európski lídri sa v marci 2007 zhodli na spoločnom postupe, podľa ktorého do roku 2020 dosiahne celosvetová výroba energie z obnoviteľných zdrojov 20 %. Ďalej sa zhodli na znížení emisií oxidu uhličitého, ktorý sa považuje za jednu z príčin globálneho otepľovania.[12] Investičný kapitál putujúci do obnoviteľných zdrojov sa vyšplhal z 80 miliárd dolárov v roku 2005 na rekordných 100 miliárd v roku 2006.[13] Takáto úroveň investovania posunula to, čo bolo kedysi považované za alternatívne zdroje energie, výrazne do popredia. Veterné elektrárne boli prvé, ktoré dosiahli 1 % celkovej výroby, solárne však nezaostávajú výraznejšie.[14] Do obnoviteľných zdrojov investujú aj veľké svetové spoločnosti ako BP, General Electric, Sharp, či Royal Dutch Shell.[15][16]

Väčšina obnoviteľných zdrojov je priamo alebo nepriamo závislá od Slnka. Systém Zem – atmosféra predstavuje rovnováhu – tepelné žiarenie vyžiarené smerom do vesmíru je rovné slnečnému žiareniu prichádzajúcemu do atmosféry Zeme. Výsledné množstvo energie v systéme Zem – atmosféra možno hrubo nazvať zemská „klíma“. Hydrosféra (voda) absorbuje majoritnú časť prichádzajúceho žiarenia. Väčšina je pohltená v zemepisných šírkach v okolí rovníka, ale táto energia je následne rozptýlená po celej planéte vo forme vetrov a morských prúdov. Pohyb vĺn môže hrať úlohu v procese premeny mechanickej energie medzi atmosférou a oceánom prostredníctvom tlaku vetra.[19] Solárna energia je ďalej zodpovedná aj za distribúciu zrážok využívaných vodnými dielami, tak ako aj za rast rastlín využívaných pre tvorbu biopalív a biomasy.

Hlavné technológie obnoviteľných zdrojov energie

Obnoviteľné zdroje energie zahŕňajú prírodné fenomény ako slnečné žiarenie, vietor, vlny a geotermálne teplo, ako objasňuje IEA (International Energy Agency = Medzinárodná energetická agentúra):

“Energia obnoviteľných zdrojov je odvodená z prirodzených procesov, ktoré sa neustále obnovujú. Vo svojich rozmanitých podobách, je odvodená buď priamo od Slnka, alebo od tepla generovaného v hĺbkach Zeme. Podľa definície sú elektrina a teplo vyrobené zo slnečnej, veternej, vodnej, geotermálnej energie, biomasy, biopalív a vodíka získané z obnoviteľných zdrojov”.[20]

Každý z týchto zdrojov má unikátne vlastnosti a spôsoby technického využitia, čo ovplyvňuje ako a kde sú najviac používané

Veterná energia

Vzdušné prúdy je možné zachytávať a využiť na pohon veterných turbín. Moderné veterné turbíny dosahujú výkony 600 kW až 5 MW, pričom turbíny s výkonom rádovo 1,5 až 3 MW sa stali najpoužívanejšie pre komerčné účely. Výkon veternej turbíny je priamo úmerný tretej mocnine rýchlosti vetra, teda aj pri miernom náraste rýchlosti vetra sa výkon stroja zvyšuje dramaticky.[21] Oblasti s vysokými nadmorskými výškami alebo pri pobreží, kde sú vetry silné a stálejšie, sú najpreferovanejšími z hľadiska výstavby veterných fariem. Veterná energia vykazuje najrýchlejší rast spomedzi všetkých obnoviteľných zdrojov [21] a napriek tomu poskytuje len menej ako 0,5 % celosvetovej energie.[22] [23] Za posledných desať rokov sa celková inštalovaná kapacita zvýšila z 2 500 MW v roku 1992 na viac ako 40 000 MW koncom roku 2003, pri ročnom raste blízkom 30 percentám.[21] S nárastom dostupnosti veterných turbín sa začínajú inštalovať aj do elektrických niektorých sietí verejných škôl s cieľom znížiť poplatky za elektrinu.[24] Vzhľadom na nestabilný a prerušovaný charakter dodávok výkonu z veterných turbín sa pre Európu udáva priemerný výkon rovný 25 percentám inštalovaného výkonu (25-percentný faktor výkonu),[25] ale pri priaznivých veterných podmienkach sa lokálne udáva až 35 percent a viac. V podstate to znamená, že 5 MW turbína inštalovaná v Európe, by dodávala priemerne 1,7 MW výkonu ročne, resp. dodávala by menovitý výkon po dobu 3 mesiacov.

Globálne, dlhodobý energetický potenciál veternej energie sa odhaduje na 5-násobok súčasnej energetickej produkcie, alebo 40 násobok súčasných požiadaviek. Samozrejme by to vyžadovalo veľké množstvo pôdy pre veterné turbíny, najmä vo veterných oblastiach. Skúsenosti s prímorskými zdrojmi vykazujú až o 90 % vyššie priemerné rýchlosti vetra v porovnaní s vnútrozemskými, z čoho vyplýva že práve tieto oblasti by mohli prispieť významnejšie v rozvoji veterných elektrární.[26] Toto číslo možno zvýšiť aj stavaním turbín vo vyšších nadmorských výškach.[27]

Veterný park Cerová

Intenzita vetra blízko zemského povrchu je premenlivá a nedokáže zabezpečiť nepretržitú dodávku elektriny, pokiaľ nie je kombinovaná s inými zdrojmi energie alebo akumulačnými systémami. Niektoré odhady tvrdia, že 1000 kW veterná turbína dokáže zaručiť len 333 kW nepretržitého výkonu. Aj keď tento fakt sa môže vývojom technológií zmeniť mierne k lepšiemu, obrancovia veternej energie navrhujú radšej spojenie s inými zdrojmi alebo využívanie uskladňovacích technológií. Najvhodnejšie použitie by bolo v systéme s dostatočnou výkonovou rezervou akou je vodná elektráreň, alebo náhradným zdrojom, napríklad odsoľovacia elektráreň, z titulu zmiernenia ekonomického dopadu nestability vetra.

Veterná energia je ale obnoviteľná a neprodukuje počas svojej prevádzky nijaké skleníkové plyny ako oxid uhličitý alebo metán.

V Slovenskej republike je v súčasnosti (2008) len 5,14 MW inštalovaného výkonu vo veternej energii a to konkrétne Veterný park Cerová[28] (4×660 kW), Ostrý vrch (500 kW) a Skalité (4×500 kW), čo netvorí ani 0,1 % celkového inštalovaného výkonu. Stavba ďalších zdrojov je predmetom neustálych diskusií, hlavné prekážky tvorí najmä nesúhlas nadradených elektrizačných sústav z dôvodu nestability tohto typu energie a nedostatok regulačných zásob v iných zdrojoch.

Vodná energia

Energiu môžeme získavať aj z vody, či už na základe jej pohybu alebo teplotných rozdielov. Keďže jej hustota je približne 800-krát väčšia ako u vzduchu,[29][30] aj pomaly tečúci prúd vody, alebo priemerná morská vlna, dokážu vytvoriť značné množstvo energie.

Existuje viacero foriem vodnej energie:

Veľké hrádzové vodné elektrárne – sú bežným zdrojom v energetike. Príkladmi sú napríklad Grand Coulee Dam v štáte Washington, alebo Akosombo Dam v Ghane. V SR sú takými zdrojmi Vodné dielo Žilina, Vodné dielo Orava, Kráľová, či iné vodné elektrárne Važskej kaskády.

Malé vodné elektrárne sú typické pre menšie výkony, rádovo stovky kW. Často sa využívajú vo vodnatých oblastiach ako lokálne zdroje v ostrovnej prevádzke (tzv. RAPS). Takýchto inštalácií existuje veľké množstvo, u nás sú to najmä malé vodné elektrárne Tvrdošín, Bešeňová, Krompachy a ďalšie.

PVE – prečerpávacie vodné elektrárne – sú obľúbeným zdrojom z dôvodu možnosti akumulácie elektrickej energie. Fungujú na princípe dvoch nádrží v rôznych nadmorských výškach, medzi ktorými voda na základe požiadaviek dispečera prúdi nadol (turbínová prevádzka – výroba energie) alebo nahor (čerpadlová prevádzka – spotreba energie, resp. jej akumulácia vo forme vody vo vyššej z nádrží). V SR sú najvýznamnejšími PVE Čierny Váh, Liptovská Mara či Dobšiná.

Bezpriehradové vodné elektrárne – využívajú kinetickú energiu vodného toku bez potreby hrádze, napríklad Madunice, Vodné dielo Gabčíkovo.

Energia vĺn – vlny spôsobujú klesanie a stúpanie veľkých člnov, a tým zanechávajú oblasť s redukovanou výškou vlny „v tieni“. Tento typ zdroja sa len začína uplatňovať v komerčnej oblasti.

Energia prílivu – pri zvýšení morskej hladiny z dôvodu prílivu sa naplnia nádrže, pri odlive – najväčšom prevýšení – sa vyprázdnia vypustením nazhromaždenej vody cez turbíny.

Energia toku prílivu – získava energiu z prúdenia vody pri prílive, obyčajne využívajúc podmorskú elektráreň pripomínajúcu malú vodnú turbínu. V súčasnosti už existujú demonštračné projekty tohto typu zdroja a prvý komerčný prototyp bol inštalovaný v Strangford Lough v septembri 2007.

Morská tepelná premena energie – tzv. Ocean thermal energy conversion (OTEC) je založená na rozdiele teplôt medzi teplejšími povrchmi morských hladín a chladnejšími oblasťami vo väčších hĺbkach. Technológia využíva pre svoju činnosť cyklický tepelný motor. Vo väčších mierkach sa táto technológia ešte netestovala.

Chladenie vody v hlbokých jazerách – i keď to nie je technicky metóda získavania elektriny, môže ušetriť množstvo energie, najmä v letných mesiacoch. Využíva ponorené potrubia v prípade teplotného poklesu v systémoch kontroly ovzdušia. Teplota vody na dne jazera je celoročná lokálna konštanta s hodnotou približne 4 °C.

„Modrá energia“ – je opakom odsoľovania. Táto technológia je vo výskume.

Slnečná energia

V tomto kontexte pojem „solárna energia“ odkazuje na energiu, ktorá je získaná z priameho slnečného žiarenia. Existuje množstvo spôsobov aplikácie solárnej energie:

Výroba elektriny využitím fotovoltaických článkov.

Výroba elektriny využitím koncentrovanej slnečnej energie.

Výroba elektriny ohrievaním uzavretého vzduchu, ktorý poháňa turbínu v solárnych vežiach s prúdom vzduchu smerom nahor (Solar updraft tower).

Ohrievanie budov priamo, využijúc pasívneho solárneho návrhu budov.

Ohrievanie potravín pomocou solárnych pecí.

Ohrievanie vody v rodinných domoch využitím fototermálnych článkov.

Výroba tepla a chladu využitím solárnych “komínov”.

Výroba elektriny na obežnej dráhe Zeme využitím solárnych satelitov.

Solárna úprava (najmä chladenie) vzduchu.

Biomasa

Rastliny za pomoci fotosyntézy rastú a tak vytvárajú biomasu. Tá sa môže použiť spáliť priamo, alebo sa využiť na výrobu biopalív. Poľnohospodársky vyrobené biopalivá akými sú bionafta, bioetanol, či palivo z vylisovanej cukrovej trstiny, môžu byť spálené v klasických motoroch s vnútorným zápalom alebo ohrievačoch. Biopalivá sa spaľujú s cieľom využiť a premeniť chemickú energiu, ktorá je v nich uskladnená. Výskum smerom k efektívnejším metódam výroby biopalív a iným palivám využívaných v energetike je v súčasnosti veľmi aktívnou oblasťou.

Biopalivá

Tekutými biopalivami sú spravidla bioalkoholy (napr. bioetanol) alebo biooleje (bionafta alebo čisté rastlinné oleje). Bionafta sa môže použiť v moderných naftových motoroch takmer bez modifikácií a vyrobiť ju možno buď z odpadových či účelovo pestovaných plodín a živočíšnych olejov a tukov (lipidov). V skutočnosti, naftový motor bol pôvodne navrhnutý pre spaľovanie rastlinného oleja a nie fosílnych palív. Najväčšou výhodou bionafty sú jej nižšie emisie. Jej použitie môže zredukovať emisie oxidu uhoľnatého a ďalších uhľovodíkov o 20 až 40 %. V niektorých oblastiach sa pestujú plodiny ako kukurica, cukrová trstina či cukrová repa špecificky na výrobu bioetanolu (tiež známeho ako obilný alkohol), paliva, ktoré možno použiť v motoroch s vnútorným zápalom a palivových článkoch. Bioetanol sa už postupne dostáva do súčasnej energetickej infraštruktúry. Palivo s označením E85 predstavuje zmes 85 % bioetanolu a 15 % benzínu. Ako alternatívny bioalkohol sa vyvíja biobutanol, ktorý vykazuje vo viacerých smeroch lepšie vlastnosti. V oblasti biopalív vzniká však aj medzinárodná kritika poukazujúca najmä na ich výrobu z úrody potravín s rešpektom k bezpečnosti potravy, environmentálne dôsledky (odlesňovanie) a energetickú rovnováhu.

Pevná biomasa

Pevná biomasa sa najčastejšie priamo spaľuje, čím produkuje teplo o výkone asi 10 – 20 MJ/kg.

Poznáme rôzne formy pevnej biomasy: drevné palivo, organické zložky mestského odpadu či nevyužitá časť poľnohospodárskych plodín. Tieto môžu byť pestované zámerne na energetické účely, pričom zvyšná časť rastliny je použitá ako palivo. Väčšina typov biomasy obsahuje využiteľnú energiu. Dokonca kravský hnoj stále obsahuje až dve tretiny pôvodnej energie ktorú krava skonzumovala. Získavanie energie bioreaktorom je finančne veľmi efektívne riešenie nakladania s odpadom, ktorým čelia farmy, dokonca dokáže takto vytvoriť dosť bioplynu na pokrytie energetických nárokov farmy.

S ohľadom na súčasné technológie, nie je biomasa ideálnym palivom pre dopravu. Väčšina vozidiel vyžaduje zdroje s vysokou hustotou výkonu, akými sú napríklad motory s vnútorným spaľovaním. Tieto motory totiž spravidla vyžadujú čisto horiace palivá, najlepšie v kvapalnej forme, a najlepšie aj s potlačeným plynným skupenstvom. Kvapaliny sú lepšie z hľadiska prenosu, keďže majú vyššiu hustotu energie a dajú sa pumpovať, čo zjednodušuje manipuláciu s nimi. Toto sú hlavné dôvody prečo väčšinu dopravných palív tvoria kvapaliny.

Ostatné aplikácie väčšinou dokážu akceptovať nízku hustotu výkonu motorov s vonkajším spaľovaním, ktoré môžu pracovať priamo na lacnejšie palivá z biomasy, na kombinovanú výrobu tepla a elektriny. Jednou z foriem je drevo, ktoré bolo používané tisícročia v rôznych množstvách, a jeho používanie sa začína opäť dostávať do popredia. Dve miliardy ľudí každodenne varia a v zime vyhrievajú svoje domovy spaľovaním tejto biomasy, čo predstavuje najväčší príspevok ľudstva ku klimatickým zmenám globálneho otepľovania. Čierne sadze prenášané z Ázie až k polárnym kruhom spôsobujú ich rýchlejšie topenie v letných mesiacoch. V 19. storočí boli motory na spaľovanie dreva bežné, čím pomohli výrazne k nezdravému znečisteniu z priemyselnej revolúcie. Uhlie je totiž formou biomasy, ktorá bola po tisícročia akumulovaná aby vytvorila neobnoviteľné, vysoko -znečisťujúce fosílne palivo.

Drevo a jeho vedľajšie produkty už v súčasnosti možno premeniť procesom splyňovania na biopalivá ako drevný plyn, bioplyn, biometanol, či bioetanol; napriek tomu je potreba ďalšieho vývoja aby sa tieto metódy stali dostupnými a praktickými. Odrezky z cukrovej repy, kukurice, obilné plevy a zvyšky ďalších plodín sa spaľujú celkom úspešne. Celkové emisie oxidu uhličitého do atmosféry, ktoré vznikajú týmto procesom, majú pôvod len vo fosílnych palivách, ktoré rastlina spotrebovala vo forme hnojív a pohonných hmotách obrábacích strojov potrebných na zožatie a dopravu biomasy.

Procesy získavania biomasy z topoľov a vŕb pestovaných v krátkom cykle a z trvalých tráv nevyžaduje tak častú kultiváciu a spotrebujú menej dusíka ako pri typických jednoročných plodinách. Výroba peliet z týchto tráv a ich spaľovanie na výrobu elektriny je vo vývoji a môže byť finančne zaujímavé.[31]

Napriek tomu, že sa premene rastlinnej celulóznej biomasy na etanol venuje veľa pozornosti, pravdepodobne existujú spôsoby využitia biomasy, ktoré sú z environmentálneho hľadiska výhodnejšie. Vyššia výhrevnosť celulózy je približne 17,4 MJ/kg.[32] Predpokladaný výnos etanolu zo suchej celulózy je približne 0,2 kg etanolu z 1 kg celulózy.[33] A keďže vyššia výhrevnosť etanolu je 29,7 MJ/kg,[34] výnos z celulózy je takto len 5,94 MJ/kg. Spaľovanie takto vyrobeného etanolu vynáša približne len 67 % energie, ktorá bola obsiahnutá v celulóze z ktorej bol vyrobený. Jedna z alternatív výroby etanolu je spolu-spaľovanie celulózy s uhlím, ktoré ako vládne testy ukázali nebudú produkovať „žiadne objemy škodlivín zo spolu-spaľovania, straty efektívnosťou budú mierne a zvládnuteľné, a že dopady z hľadiska emisií budú prospešné.“ Efektívnosť vyhrievačov bude takto znížená o len menej ako 1 % (so zmesou pilín 16 % alebo menej) a emisie oxidov dusíka klesnú o 6 – 12 % a viac (v závislosti na pomere zmesi).[35].

Bioplyn

Bioplyn možno jednoducho vyrobiť z biologicky aktívnych odpadových látok, ktoré vznikajú napríklad pri produkcii papiera či cukru, zo stočných vôd, živočíšnych odpadov a iných. Tieto rozličné odpady sa musia nechať spoločne usadiť a vystaviť prirodzenej fermentácii, aby vznikol metán. Možno to uskutočniť napríklad premenou odpadových rastlín na bioplynové. Dokonca keď takáto rastlina odovzdá všetok metán čo môže, zvyšok po fermentácii je niekedy vhodnejší na použitie ako hnojivo ako pôvodná rastlina.

Alternatívne možno bioplyn vyrobiť pomocou zložitých procesov spracovania odpadov akým je napríklad mechanicko- biologický proces. Tieto systémy obnovia recyklovateľnú časť odpadu z domácností a spracujú biologicky rozložiteľné zložky v anaeróbnych rozkladačoch.

Obnoviteľný zemný plyn je bioplyn ktorý bol vylepšený aby dosiahol kvalitu zemného plynu. Zlepšenie kvality tohto zemného plynu umožnilo jeho masovú distribúciu na trh využitím plynovodov

Bioplyn

Geotermálna energia

Geotermálna energia je získavaná zachytávaním tepla Zeme samotnej, zvyčajne z hĺbok až niekoľko kilometrov pod jej povrchom. Finančne najnáročnejšou časťou sú investície na výstavbu, ale prevádzkové náklady sú vo vhodných oblastiach veľmi nízke. Napokon, táto energia je získaná z tepla zemského jadra. Vláda Islandu tvrdí: „Je potrebné zdôrazniť, že geotermálne zdroje nie sú prísne obnoviteľné, tak ako je to u vodných zdrojov.“ Odhadujú, že ich geotermálna energia je schopná dodávať 1700 MW po viac ako 100 rokov, v porovnaní so súčasnou produkciou 140 MW.[36] Medzinárodná energetická agentúra (IEA) klasifikuje geotermálnu energiu ako obnoviteľnú.[37]

Rozlišujeme tri principálne typy elektrární využívajúcich geotermálnu energiu a to suchá para, horúca voda, a podvojný typ. Elektrárne na suchú paru využívajú horúci vzduch z útrob Zeme a priamo ňou poháňajú turbínu, ktorá roztáča generátor. Elektrárne na horúcu vodu, nazývané aj „flash plants“, ako názov naznačuje, vyťahujú horúcu vodu, obyčajne o teplotách okolo 200 °C, na povrch, pričom celý čas vrie. Na povrchu sa oddelí para od vody v špeciálnych separátoroch a para je následne pripustená na turbínu. V podvojných elektrárňach (tzv. binary plant) horúca voda preteká cez tepelné výmenníky tak, že uvádza do varu organickú kvapalinu, ktorá poháňa turbínu. Kondenzovaná para a zostávajúca geotermálna kvapalina zo všetkých troch typov elektrární sú nakoniec vrátené naspať do horúcich útrob aby znova nabrali teplo.

Geotermálna energia z jadra Zeme je v niektorých oblastiach bližšie pri zemskom povrchu ako v iných. Tam, kde sa horúca podzemná para alebo voda dá zachytiť a dopraviť na povrch, môže sa využiť na výrobu elektriny. Takéto geotermálne zdroje existujú v istých geologicky nestabilných oblastiach sveta, ako Island, Nový Zéland, USA, Filipíny a Taliansko. Najpriaznivejšie oblasti USA v tomto smere sú Yellowstonský vodojem a severná Kalifornia. Island v roku 2000 produkoval priemerne 170 MW z geotermálnych zdrojov a vyhrial tým 86 % všetkých domov. Odhady tvrdia že okolo 8000 MW je celková dostupná kapacita.

Dostupný je aj potenciál vyrábať energiu na princípe horúcich suchých skál. Diery s hĺbkou minimálne 3 km sú vyvŕtané do zeme tak, že na jednej strane je voda pumpovaná dovnútra, zatiaľ kým z dier na druhej strane je horúca voda pumpovaná na povrch. Zdrojom tepla sú podzemné rádiogénne žulové skaly, ktoré sa ohrievajú v prípade že medzi nimi a povrchom zeme je dostatočná vrstva sedimentov. Niektoré spoločnosti v Austrálii už skúmajú tieto technológie.