地熱能是可持續利用的地球內部的一種低品位清潔能源，地熱能相對于風能、太陽能等低品位能源具有連續性和穩定性等方面的優勢。地熱能按照地熱水溫度的高低可以分為三種：大于150 ℃為高溫熱源，介于90～150 ℃為中溫熱源，低于90 ℃為低溫熱源。我國目前對地熱資源利用以直接利用為主，如地熱供暖、溫室、家庭用熱水、水產養殖等；但隨科學技術的發展，地熱能地利用逐步趨向發電模式的間接利用方向發展，特別是對于中高溫熱源。近幾年，美國、印尼、冰島、新西蘭等國家成為地熱發電裝機容量發展速度最快的國家。預計到2050年，全球地熱發電利用的裝機容量將達到70GW。

 

  按照目前現存地熱電站發電利用方式，地熱發電模式主要分為四種類型：干蒸汽地熱發電模式、閃蒸地熱發電模式、雙循環（有機朗肯循環）地熱發電模式和干熱巖發電模式四種。

 

  地熱干蒸汽發電模式是利用地熱蒸汽直接推動汽輪機運轉產生軸功，進而產生電能。系統優點是運行安全可靠，但這種發電模式適合于高溫高壓的地熱能。

 

  雙循環發電系統也稱有機朗肯循環系統。系統的核心是以低沸點有機物為循環工質，有機工質單獨在封閉系統中循環流動。

 

  有機工質在換熱器中從地熱流體中獲得熱量后變為蒸汽，蒸汽進入汽輪機輸出軸功帶動發電機轉動發電，從汽輪機排出的乏汽在冷凝器中冷卻為液體，然后由泵加壓進入熱交換器，完成一個封閉的循環；地熱流體在經過換熱器后被注入回灌井注入地下。有機工質主要為碳氫化合物及其含氟、氯物質。當地熱流體的溫度較低時，采用“降壓擴容法”系統效率較低，而且技術上有一定困難，而利用有機朗肯循環發電系統則較為合適。雙循環電系統可利用低品位，腐蝕性大的地熱流體作為熱源，適合于中，低溫地熱發電。

 

  地熱水（汽）擴容發電模式為高溫地熱流體首先經過汽、水分離器進行分離，原理是當地熱水壓力驟然降低，部分熱水閃蒸成飽和蒸汽，這部分蒸汽從分離器中單獨引出后推動汽輪機發電。根據地熱水（汽）的具體狀態，發電系統分為一級擴容、二級擴容及多級擴容模式等。三級以上擴容發電模式結構相對復雜，目前尚未采用。一級擴容模式的優點是系統結構簡單，運行可靠，操作方便；缺點是排水溫度高，造成循環熱效率一般低于10%。二級擴容系統的設備和系統相對復雜，系統熱效率相對較高；在相同冷熱源的條件下，系統熱效率比一級擴容循環高20%～30%。

 

  干熱巖發電模 式 是 利用地下深層干熱巖體加熱流體發電的設想，發電原理為打兩口深斜井，從其中一口井中將冷水注入到干熱 巖 體中加 熱直蒸汽狀 態，從另一口井中抽取出，現存系統發電功率可達2300Kw。對干熱巖發電模式研究的還有英國、法國、德國、日本和俄羅斯，但迄今為止無大規模應用。

 

  我國在20世紀70-80年代，在適宜的地區，開展了地熱發電系統試驗研究，并先后在廣東豐順、江西溫場、山東招遠、北京懷來、遼寧熊岳、湖南灰湯、廣西象州等地建立擴容或有機朗肯循環發電站。但由于經濟及安全等問題，地熱發電電站幾乎處于全部停運。在2010年世界地熱大會報告中提到，近30年內中國地熱發電幾乎沒有實質進展，目前只有羊八井地熱電廠仍在運行。

 

  但是隨著能源短缺問題日益嚴重和經濟發展需要，關注地熱發電方面發電技術的研發和應用的科研隊伍不斷壯大，如我國西安交通大學、浙江大學、天津大學、上海交通大學及北京工業大學等院校的科研工作者都積極投入到其中，地熱發電電站不斷出現；如2008年一臺1000Kw雙螺桿膨脹動力地熱發電機組示范工程在羊八井安裝，年發電量達到600-700萬度，可節約3500 t標煤。