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利用地下熱水、高溫岩體或蒸汽作一次能源的發電站。據估計，離地表5000米深度內所有異常熱資源儲量約為 1.45×10焦，相當於5×10億噸標準煤的熱值。1904年,義大利在拉德瑞羅地熱田首次試驗成功552瓦地熱發電裝置。1924年日本也開始試驗地熱蒸汽發電，功率為 1千瓦。1966年日本在松川建成第一座商用地熱電站，功率 2萬千瓦。1960年美國在加利福尼亞州蓋瑟爾斯地熱田,建成1.1萬千瓦地熱發電機組，1985年發展到179.2萬千瓦的電站，其最大機組為13.3萬千瓦,分別是世界上最大的地熱電站和機組。在世界能源短缺日益突出的情況下，地熱作為一種新能源越來越受到各國的重視。1985年,全世界地熱發電的總裝機容量達476.4萬千瓦。 地熱發電裝機較多的國家有美國（202.2萬千瓦）、菲律賓（89.4萬千瓦）、日本（21.5萬千瓦）。中國自1970年在廣東豐順縣用91℃的地下熱水發電開始，已建成各級溫度不同的循環系統的電站多座，其中以西藏羊八井地熱電站最大。1981年台灣省宜蘭縣清水地熱田建成一座地熱電站，安裝3000千瓦機組一台。地熱電站按發電方式分為蒸汽型和熱水型兩種。前者直接利用地熱井噴出的具一定壓力的過熱蒸汽送入汽輪機驅動發電機發電；後者則利用地熱井湧出的具有一定壓力和溫度的汽水混合物或熱水，通過閃蒸系統（圖1）或雙迴路系統（圖2）發電。
地熱電站在雙迴路系統中，來自地熱井的地熱水作為第一迴路，它在蒸汽發生器中被冷卻後排入環境或打入地下。第二迴路內的工質採用低沸點工質(如丁烷、氟里昂等)。這種工質在蒸汽發生器內由於吸收了地熱水放出的熱量而氣化，產生的低沸點工質蒸汽送入汽輪機發電機組發電。作完功後的蒸汽，由汽輪機排出，並在冷凝器中冷凝成液體，然後經循環泵打回蒸汽發生器再循環工作。
除上述兩種系統外，還有一種全流系統，即由地熱井來的具有一定壓力的汽水混合物全部流經噴管，產生高速蒸汽流驅動汽輪機作功，帶動發電機發電。
除直接利用地下熱水、蒸汽發電的地熱電站外，還有利用高溫岩體的熱量發電的高溫岩體電站。地熱發電的熱效率很低，但不消耗燃料，運行成本較低，也不會排出大量灰塵和煙霧。然而地下熱水和蒸汽中大都含有硫化氫、氨、砷等有害物質，因此對排出的熱水要妥善處理，否則也會污染環境。 配圖
