随着燃料和电力成本的上升，地热能源有着广阔的前景。地下热能可以在地球上的任何地方找到，而不仅仅是石油开采地、煤炭开采地、阳光普照的地方或风吹的地方。而且，它全天候生产，所需管理相对较少。这是地热能的工作原理。

地热梯度

不管你在哪里，如果你钻穿地壳，你最终会碰到炽热的岩石。在中世纪，矿工首先注意到深井在底部是温暖的，从那时起仔细的测量发现，一旦你经历了地表波动，固体岩石就随着深度不断地变暖。平均而言，地热梯度大约为每40米深1摄氏度，或每公里25摄氏度。

但平均数只是平均数。具体来说，不同地区的地热梯度越来越高，越来越低。高梯度需要两件事中的一件：靠近地表的热岩浆上升，或者大量的裂缝使地下水能够有效地将热量输送到地表。其中任何一种都足以产生能源，但两者兼备是最好的。

扩展区

岩浆在地壳被分开的地方上升，使其在不同的区域上升。例如，这发生在大多数俯冲带上方的火山弧中，以及地壳伸展的其他区域。世界上最大的延伸区域是大洋中脊系统，在那里可以发现著名的、嘶嘶作响的热黑烟。如果我们能从不断扩张的山脊中获取热量，那将是一件好事，但这只在冰岛和加利福尼亚州的索尔顿海槽（以及无人居住的北冰洋的扬·梅恩岛）两个地方可能实现。

其次是大陆扩张区域。美国西部和东非大裂谷的盆地和山脉地区就是一个很好的例子。这里有许多热岩区域覆盖在年轻的岩浆侵入体上。如果我们可以通过钻孔获得热量，然后开始通过泵送水通过热岩来提取热量，那么热量是可用的。

断裂带

整个盆地和山脉的温泉和间歇泉表明了裂缝的重要性。没有裂缝，就没有温泉，只有潜藏的潜力。裂缝支撑着地壳没有伸展的许多其他地方的温泉。佐治亚州著名的温泉就是一个例子，在这个地方，2亿年来没有熔岩流过。

蒸汽场

利用地热的最佳场所有高温和丰富的裂缝。在地下深处，裂缝空间充满了纯过热蒸汽，而上方较冷区域的地下水和矿物则在压力下密封。进入其中一个干蒸汽区就像手边有一个巨大的蒸汽锅炉，你可以插入涡轮机发电。

世界上最好的地方是黄石国家公园。目前只有三个干蒸汽田在发电：意大利的拉达雷罗、新西兰的威拉基和加利福尼亚的间歇泉。

其他的蒸汽场是湿的，它们产生沸水和蒸汽。它们的效率低于干蒸汽田，但数百家仍在盈利。一个主要的例子是加利福尼亚州东部的Coso地热田。

地热能发电厂可以在干热的岩石中启动，只需向下钻取并压裂即可。然后，水被泵入其中，热量被收集到蒸汽或热水中。

通过在表面压力下将加压热水闪蒸成蒸汽或在单独的管道系统中使用第二种工作流体（如水或氨）来提取和转换热量来产生电能。新型化合物作为工作液正在开发中，可以提高效率，足以改变游戏。

次要来源

普通热水是有用的能源，即使它不适合发电。热量本身在工厂过程中很有用，或仅用于加热建筑物。整个冰岛的能源几乎完全自给自足，这要归功于地热资源，无论是热的还是热的，从驱动涡轮机到加热温室，无所不包。

2011年在谷歌地球上发布的全国地热潜力地图显示了所有这些类型的地热可能性。绘制这张地图的研究估计，美国的地热潜力是其所有煤层的十倍。

即使在地面不热的浅孔中也能获得有用的能量。热泵可以在夏季为建筑物降温，在冬季为建筑物供暖，只需将热量从较温暖的地方转移出去即可。类似的方案也适用于湖泊，湖底有稠密的冷水。康奈尔大学的湖源冷却系统就是一个显著的例子。

地球热源

首先，地球的热量来自三种元素的放射性衰变：铀、钍和钾。我们认为，铁心几乎没有这些，而上覆地幔只有少量。地壳仅占地球体积的1%，其放射性元素含量约为其下整个地幔（占地球的67%）的一半。实际上，地壳就像是地球其他部分的电热毯。

通过各种物理化学手段产生的热量较少：内核中液态铁的冻结、矿物相变、来自外层空间的影响、地球潮汐的摩擦等等。而大量的热量从地球流出仅仅是因为地球正在变冷，就像它在46亿年前诞生以来一样。

所有这些因素的确切数字都是高度不确定的，因为地球的热量收支依赖于行星结构的细节，而这些细节仍在被发现。而且，地球已经进化了，我们不能假设它的结构在过去的很长一段时间里是什么样的。最后，地壳的板块构造运动在亿万年来一直在重新排列这层电热毯。地球的热量收支是专家们争论的话题。谢天谢地，我们可以在没有这些知识的情况下开发地热能。