Teile eines Geothermiekraftwerks

Nach Angaben der Energy Information Administration erzeugten die Vereinigten Staaten im Jahr 2009 15 Milliarden Kilowattstunden Strom mit Geothermiekraftwerken. Geothermie nutzt die Wärme des Erdkerns, um nutzbaren Strom zu erzeugen. Da die Erde über wesentlich mehr Wärmeenergie verfügt, als von Geothermieanlagen genutzt oder entnommen werden kann, halten Wissenschaftler Geothermie wie Wind- oder Solarenergie für nachhaltig. Wie die meisten Kraftwerke, von Windkraftanlagen bis hin zu Kernkraftwerken, erzeugen Geothermiekraftwerke letztendlich Strom, indem sie eine Turbine drehen, deren Bewegung nutzbaren Strom erzeugt.

Der Geothermieschlot ist die erste Komponente einer Geothermieanlage. Eine geothermische Quelle ist ein tief in die Erde gebohrter Brunnen, mit dem das Kraftwerk die Erdwärme anzapft. Eine geothermische Anlage kann zwei Ziele für ihre Entlüftung haben; die meisten aktuellen geothermischen Anlagen ziehen überhitztes, unter Druck stehendes Wasser nach oben; diese werden Entspannungsdampfanlagen genannt. Geothermische Anlagen können auch einfach weit genug unter der Erde graben, bis zu drei Kilometer, um einen Punkt zu erreichen, an dem die Erde warm genug ist, um Wasser zu kochen, diese werden als Trockendampfquellen bezeichnet.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil einer Geothermieanlage ist die Dampferzeugungseinheit, die mehrere Formen annehmen kann. In einer Entspannungsdampfentlüftung wird überhitztes Druckwasser von seinem unterirdischen Platz in Niederdrucktanks gezogen. Der Druck der Erde hielt das Wasser trotz seiner hohen Temperatur in flüssiger Form, und durch die Beseitigung dieses Drucks verwandelt sich das heiße Wasser sofort in Dampf, daher der Begriff Entspannungsdampf. In einer Trockendampfanlage pumpen die Anlagentechniker Wasser auf den Boden der Schlote, wo die Erdwärme das Wasser kocht und in Dampf umwandelt.

Unabhängig vom Anlagentyp pumpen sowohl Entspannungsdampf- als auch Trockendampfanlagen den Dampf aus dem geothermischen Schacht zu einer großen Turbine. Der Dampf passiert diese Turbine und dreht sie dabei. Diese Turbine ist an einen elektrischen Generator angeschlossen, und wenn sich die Turbine dreht, dreht der Generator den mechanische Energie in elektrische Energie um und wandelt so die Wärme der Erde in nutzbare um Elektrizität.

Nachdem der Dampf die Turbine passiert hat, geht er weiter zu einer Kondensatorkammer. Diese Kammer kondensiert den Dampf durch Abkühlung wieder zu flüssigem Wasser. Die überschüssige Wärme, die bei der Umwandlung des Dampfes in flüssiges Wasser verloren geht, kann für andere Anwendungen wie Heizung oder Gewächshausanbau verwendet werden. Das abgekühlte flüssige Wasser wird dann typischerweise zurück in den Boden gepumpt, um entweder den Siedeprozess für Trockendampf neu zu starten oder den natürlichen beheizten Grundwasserleiter für Entspannungsdampfanlagen aufzufüllen.