انرژی زمین گرمایی به انگلیسی Geothermal energy: به انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد گفته می‌شود. اینگونه انرژی اغلب در جهت تولید الکتریسیته زمین‌گرمایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به چرخه تولید انرژی الکتریکی از انرژی زمین‌گرمایی گفته می‌شود. فناوری مورد استفاده در طرح‌های تولید برق از انرژی زمین‌گرمایی شامل نیروگاههای بخار خشک، نیروگاههای تبدیل بخار سیال و نیروگاه چرخه دوگانه است.
انرژی زمین گرمایی گرمای درون زمین است. واژه زمین گرمایی از دو کلمه یونانی geo (زمین) و therme (گرما) گرفته شده است. انرژی زمین گرمایی یک منبع انرژی تجدید پذیر است زیرا گرما به طور مداوم در داخل زمین تولید می شود. مردم از گرمای زمین گرمایی برای حمام کردن ، گرم کردن ساختمانها و تولید برق استفاده می کنند.
چهار روش اصلی برای استفاده از انرژی زمین‌گرمایی وجود دارد: نیروگاه زمین‌گرمایی، پمپ حرارتی زمین گرمایی، استفاده مستقیم و سیستم‌های تقویت‌شده‌ی زمین گرمایی
این نوع انرژی در مقیاس زیاد، به شکل مطمئن و به عنوان یک نوع منبع تجدیدپذیر (renewable resource) در دسترس است که به شرایط آب‌وهوایی وابستگی ندارد. با استفاده از گرمای زمین، وابستگی به سوخت‌های فسیلی کاهش می‌یابد و اگر بهره‌برداری از منبع مورد نظر بیش از ظرفیت نباشد، منجر به کمترین آسیب به محیط زیست نمی‌شود.
انرژی زمین گرمایی تنها یک ششم CO2 تولید شده توسط یک کارخانه گاز طبیعی را تولید می کند و یک منبع متناوب انرژی مانند باد یا خورشید نیست. تولید بالقوه آن می تواند حداقل به 35GW و حداکثر به 2TW برسد.
نیروگاههای زمین گرمایی ، علت زمین لرزه های کوچکی در منطقه ای که در آن فعالیت می کنند بوده و همچنین هزینه اولیه بالایی برای ساخت دارد. همچنین به دلیل فعالیت آن در امتداد صفحات تکتونیکی پوسته زمین ، “خاص ترین منبع انرژی شناخته شده برای انسان” توصیف می شود.
انرژی زمین گرمایی به عنوان یکی از انرژی های تجدیدپذیر، سهم قابل ملاحظه ای در تولید انرژی های جهان دارد. این انرژی به صورت استخراج انرژی حرارتی از لایه های زیرین سطح زمین تعریف می گردد و برخلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر، محدود به فصل، زمان و شرایط خاصی نبوده و بدون وقفه قابل بهره برداری می باشد. انتقال حرارت در این گونه سیستم ها توسط یک سیال داغ صورت می گیرد، که این سیال در مخازن زیرزمینی آب داغ موجود می باشد. یافته های محققان نشان داده است که مناطق حاوی آب های گرم زیرزمینی به صورت نادر وجود دارد و علاوه بر این، در بسیاری نقاط، آب کافی جهت بهره برداری از انرژی گرمایی آن در دسترس نمی باشد. این حرارت در نقاط کم آب در دل سنگ ها نفوذ کرده و باعث ایجاد سنگ هایی با دمای خیلی زیاد می شود. روش استحصال انرژی از سنگ های داغ در اینگونه نواحی، انرژی زمین گرمایی بهبود یافته نامیده می شود.
انرژی زمین گرمایی، انرژی است که از حرارت طبیعی زمین سرچشمه می‌گیرد. درجه حرارت زمین به طور گسترده وسیع بوده و انرژی زمین‌گرمایی درجه حرارتی بیش از 140 درجه سانتیگراد را دارا می‌باشد. حوضچه‌های انرژی زمین گرمایی معمولاً به دو دسته با درجه حرارت پایین (کمتر از 150 درجه سانتیگراد) یا با درجه حرارت بالا (بیشتر از 150 درجه سانتیگراد) تقسیم می‌شوند. حوضچه‌های با درجه حرارت بالا، مناسب برای تولید تجاری برق می‌باشد. این انرژی، یک انرژی خانگی مقرون به صرفه، با قابلیت تجدیدپذیری و مزایای محیط زیست می‌باشد.
نیروگاه های زمین گرمایی از بخار برای تولید برق استفاده می کنند. بخار از مخازن آب گرم که در چند مایلی یا بیشتر زیر سطح زمین یافت می شود، می آید. بخار یک توربین را می چرخاند که ژنراتور را فعال می کند و برق تولید می کند.
این منبع تجدیدپذیر کلیدی سهم قابل توجهی از تقاضای برق در کشورهایی مانند ایسلند ، السالوادور ، نیوزلند ، کنیا و فیلیپین و بیش از 90 درصد تقاضای گرمایش در ایسلند را پوشش می دهد. مزایای اصلی این است که بستگی به شرایط آب و هوایی ندارد و عوامل ظرفیت بسیار بالایی دارد. به همین دلایل، نیروگاه های زمین گرمایی قادر به تأمین برق پایدار و همچنین ارائه خدمات جانبی برای انعطاف پذیری کوتاه مدت و بلند مدت در برخی موارد هستند.
نیروگاه زمین گرمایی مشگین شهر استان اردبیل، در نزدیکی مشگین شهر، یکی از نیروگاههای ایران از نوع زمین گرمایی با ظرفیت تولید ۵۵ مگاوات است.
در این نیروگاه آب از طریق لوله به زیر زمین تزریق می‌شود و با گرمای ۲۵۰ تا ۵۰۰ درجه، آب به بخار تبدیل شده و سپس این بخار به سطح زمین آمده و توربین بخار را به گردش درمی‌آورد.
براساس مطالعات دفتر انرژی زمین‌گرمایی سازمان انرژی‌های نو ایران (سانا)، منطقه مشگین‌شهر بهترین نقطه برای استفاده از ظرفیت انرژی زمین‌گرمایی در کشور است به طوری که مهمترین هدف این دفتر، ساخت و راه‌اندازی نیروگاه زمین‌گرمایی به ظرفیت اسمی ۱۰۰ مگاوات در این منطقه‌است. بر اساس مطالعات صورت گرفته، دامنه‌های سبلان در مشگین‌شهر قابلیت ساخت نیروگاه برق تا ۴۰۰ مگاوات را دارد.