人类很早以前就开始利用地热能,例如,利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行大规模的开发利用则始于20世纪中叶。

地热能是来自地球深处的热能,它源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。深部地下水的循环和来自深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近地表层。在有些地方,热能随自然涌出的蒸汽和水而到达地面。严格地说,地热能不是一种可再生的资源,而是像石油一样,是可开采的能源,最终的可回采量将依赖于所采用的技术。如果将水重新注回到含水层中,使含水层不枯竭,可以提高地热的再生性。

地热能开发利用的物质基础是地热资源。地热资源是指地壳表层以下5000m深度内、15℃以上的岩石和热流体所含的总热量。全世界的地热资源达1.26×1027 J,相当于4.6×1016 t标准煤,即超过世界技术和经济力量可采煤储量含热量的7万倍。地球内部蕴藏的巨大热能,通过大地的热传导、火山喷发、地震、深层水循环、温泉等途径不断地向地表散发,平均年流失的热量约达1×1021 kJ。但是,由于目前经济上可行的钻探深度仅在3000m以内,再加上热储空间地质条件的限制,因而只有当热能运移并在浅层局部富集时,才能形成可供开发利用的地热田。

近年来地热能还被应用于温室、热泵和地球供热。在商业应用方面,利用过热蒸汽和高温水发电已有几十年的历史。利用中等温度(100℃)水通过双流体循环发电设备发电的技术现已成熟。地热热泵技术也取得了明显进展。由于这些技术的进展,地热资源的开发利用得到较快的发展。研究从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取热能的有效方法,可进一步增加地热能的应用潜力。