Man unterscheidet die oberflächennahe Erdwärmenutzung (bis zu 400 Metern Tiefe), bei der die Wärme direkt genutzt wird, und die Tiefengeothermie. Bei der Tiefengeothermie ermöglichen die höheren Temperatur eine Umwandlung der Wärme in Strom.
Die Nutzung der Erdwärme erfolgt hauptsächlich über zwei Verfahren. Bei der hydrothermalen Geothermie wird direkt das Wasser aus heißen, sehr tief liegenden Grundwasserschichten genutzt, beim Hot-Dry-Rock-Verfahren wird kaltes Wasser in heißes Gestein verpresst und wieder zurückgefördert.
Hydrothermale Geothermie
Das Tiefengrundwasser wird mittels einer Pumpe nach oben gefördert, gibt seine Wärme über Wärmetauscher an das Wärmenetz ab und wird wieder in die geologische Schicht zurückgeführt, aus der es entnommen wurde. Das ist erforderlich, um den Wasserhaushalt in der Tiefe nicht zu stören.
Umwandlung der Wärme in Strom
Für die hydrothermale Stromerzeugung sind Wassertemperaturen von mindestens 100 °C erforderlich. Zur Umwandlung der im Thermalwasser enthaltenen Wärmeenergie in Strom ist ein Zwischenkreislauf mit einem Arbeitsmittel, z. B. Pentafluorpropan, notwendig – ein Stoff, der schon bei niedriger Temperatur und erhöhtem Druck verdampft. Das Thermalwasser überträgt seine Wärme in einem Verdampfer auf dieses Arbeitsmittel. Der unter Druck stehende Arbeitsmitteldampf treibt wiederum eine Turbine an.