（1）地熱能發電。地熱發電就是利用能量轉換原理，把潛藏在地熱能裏的熱能轉換成電能。地熱發電原理和我們常見的地麵上火力發電原理並無根本區別，所不同的是地熱電站的熱源來自天然“地熱鍋爐”，而火電站用的是燃煤或燃氣鍋爐，天然“地熱鍋爐”代替了火電站燃燒原煤使其化學能轉變為熱能的過程。“地熱鍋爐”的載熱體可以是蒸汽或熱水，其溫度和壓力要比火電站高壓鍋爐生產的蒸汽溫度和壓力低得多。由於“地熱鍋爐”的地熱介質類型、溫度、壓力和焓等物理參數不同，地熱發電可分為地熱蒸汽發電和地熱水發電兩大類。
1）地熱蒸汽發電。地熱蒸汽發電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。一次蒸汽法可直接利用地下的熱蒸汽，或利用從汽、水混合物中分離出來的蒸汽發電。二次蒸汽法有兩種含義，一種是不直接利用比較髒的存儲在地下的天然蒸汽，而是讓它通過換熱器加熱其他的幹淨的水，使幹淨的水變成潔淨蒸汽，再利用潔淨蒸汽發電，這樣可避免地下天然蒸汽對汽輪機的腐蝕和結垢；第二種含義是將從第一次汽水分離出來的高溫熱水進行減壓擴容產生二次蒸汽，壓力仍高於當地大氣壓力，和一次蒸汽分別進入汽輪機發電。
2）地熱水發電。利用地下熱水發電不像利用地熱蒸汽那麼方便，因為用地熱蒸汽發電時，蒸汽本身既是載熱體又是工作流體。但地熱水按常規發電方法是不行的，因為熱水不能直接送入汽輪機做功發電，必須以蒸汽狀態才能進入汽輪機做功發電，因為隻有蒸汽才能使汽輪機工作。目前，對溫度低於100℃的非飽和態地下熱水發電有兩種方法：一是減壓擴容法，即利用抽真空裝置使進入擴容器的地下熱水在壓力下降的情況下汽化，產生低於當地大氣壓力的擴容蒸汽，然後通過裝置將汽和水分離，接著排水，最後把蒸汽送入汽輪機做功，達到發電的目的，這種係統稱“閃蒸係統”。不過由於低壓蒸汽的比容很大，因而使汽輪機的發電量受到很大的限製。並且，由於水中含有雜質，時間長了會在裝置中結垢。不過，減壓擴容方式發電雖然發電機組容量小，但運行壓力低，所以運行過程中比較安全。另一種是中間工質法，利用低沸點物質如空調、冰箱中常用的製冷劑氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟利昂等作為發電的中間工質，地下熱水通過換熱器加熱低沸點物質，使低沸點物質迅速沸騰變成蒸汽，利用所產生的蒸汽進入發電機做功，做功後的工質從汽輪機排入凝汽器，並在其中經冷卻係統降溫，又重新凝結成液態工質後再循環使用。這種係統被稱為“雙流係統”或“雙工質發電係統”。但這種發電方式安全性較差，因為裏麵的低沸點物質大部分都是易燃易爆或對環境有危害的物質，如果發電係統的密封稍有泄漏，工質逸出後很容易發生事故。比如采用氟利昂作為低沸點物質，泄漏後就會破壞大氣的臭氧層，危害地球的大氣安全。
（2）地熱應用於工業。地熱能可廣泛應用於工業領域，可用於任何形式的烘幹和蒸餾過程，也可用於簡單的工藝供熱、製冷，或用於各種采礦和原材料處理工業的加溫。有時候，地熱本身也是一種有價值的原料，某些地下熱水含有比地麵水更豐富的各種鹽類和其他有價值的化學物質，天然地下蒸汽則可能含有具有工業用途的不凝性氣體等。概括起來，地熱能在工業上的主要應用如下。
1）造紙和木材加工。在造紙工業的生產過程中，需要利用地熱的地方是紙漿的蒸煮與烘幹。新西蘭塔斯曼公司的紙漿和紙張工廠就是利用天然地下蒸汽的第一座造紙工廠，當初選擇建廠位置就是為了就地利用地熱。紙廠緊靠一個地熱田，年生產能力為新聞紙紙漿34.5萬噸，牛皮紙紙漿10萬噸，該公司利用地熱能為廠區裝機10兆瓦的地熱發電站提供發電所需蒸汽，還通過兩條管線將大量地熱蒸汽直接輸送到廠房，用於烘幹原木、紙漿和紙張等工藝流程，約占整個工廠蒸汽用量的2.5％。該公司正在實施擴大利用地熱能計劃，將可節省燃料費的70%，每年可節省1000多萬元的開支。
2）紡織、印染、繅絲的應用。我國的天津、北京及湖北省等許多紡織、印染、繅絲輕紡工業中，早已開始利用當地的地熱水資源進行生產或滿足某些特殊工藝所需熱水的供應。各個廠家利用地熱水後有一些共同的優點：提高了產品質量，增加了產品色調的鮮豔程度，著色率也提高了，並使一些毛織品的手感柔軟、富有彈性，另外還節約了部分常規燃料。此外，由於所用地熱水的硬度適宜，這樣既節省了軟化水的處理費用，又節省了許多原材料，相應地降低了產品的成本。
3）從地熱流體中提取重要元素和礦物質。地熱水或地熱蒸汽中含有很多重要的稀有元素、放射性元素、稀有氣體和化合物等，諸如碘、鉀、硼、鋰、鍶、銣、銫、氦及重水、鉀鹽等，這些都是國防、化工、農業等領域不可缺少的原料。可以通過對地熱水或地熱蒸汽進行加工處理，提取其中的重要元素和礦物質，創造可觀的經濟效益。
（3）地熱能供熱。在冬季，我們可以將地熱能直接用於建築物的采暖和供熱水，這是僅次於地熱發電的最常用的地熱利用方式。地熱供暖是以來自於地下的不高於60℃的地下熱水為熱媒，地下熱水到達地麵後，在加熱管內循環流動，加熱地板，通過地麵把熱量散發到室內，給室內供熱。生活用熱水方麵，人們可根據需要直接把從地下取出的熱水使用或加熱後使用。因為這種利用方式簡單、經濟性好，備受各國重視，特別是位於高寒地區的西方國家，其中冰島開發利用得最好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個地熱供熱係統，現今這一供熱係統已發展得非常完善，每小時可從地下抽取大量80℃的熱水，供全市11萬居民使用。采用地熱供熱就不用再建鍋爐房了，所以到了冰島，看不見高聳的煙囪，大氣環境非常好，現在冰島首都已被譽為“世界上最清潔無煙的城市”。可見，將地熱用於冬季供熱既節能又環保。我國在目前能源緊張、環境汙染嚴重的背景下，開發地熱供熱無疑是一個特別好的方式。我國利用地熱供暖和供熱水的發展也非常迅速，在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。
除利用地熱給建築物供熱外，地熱還可給工廠供熱，如用作幹燥穀物和食品的熱源，用作矽藻土、木材、造紙、製革、紡織、釀酒、製糖等生產過程的熱源。目前世界上最大兩家地熱應用工廠就是冰島的矽藻土廠和新西蘭的紙漿加工廠。
（4）地熱應用於農業。在地熱資源豐富的農村，地熱也廣泛用於農業生產中，主要用在地熱溫室種植和水產養殖兩大領域。據1999年統計數字顯示，地熱溫室和地熱養殖在全球直接利用類型中所占比例分別為9％和6％，說明了世界各國十分重視利用地熱能為本國發展農牧副漁業。地熱溫室所需隻是低溫熱資源，水溫可低到60℃，很少超過90℃熱水。在溫室應用的同時，室外土壤加熱需要的水溫不超過40℃，甚至最低的初溫也能用。因此，如果我們周邊有地熱資源，可以依托地熱井，建造溫泉溫室，種植名優花卉、特種蔬菜，供給大飯店、賓館、酒樓等之需，也可用來發展旅遊農業。在養殖方麵，養殖所需水溫可更低些。通過地熱養殖，可大大縮短多種水生物的孵化期和生長周期。所以，我們還可以依托地熱資源發展高產魚類等養殖產業。
（5）地熱應用於醫療。地熱在醫療領域的應用有誘人的前景。目前地下熱礦水被視為一種寶貴資源，世界各國都很珍惜。由於地熱水從很深的地下提取到地麵，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學元素，從而使它具有一定的醫療效果。如含碳酸的礦泉水供飲用，可調節胃酸、平衡人體酸堿度；含鐵礦泉水飲用後，可治療缺鐵貧血症；氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經衰弱和關節炎、皮膚病等。由於溫泉的醫療作用及伴隨溫泉出現的特殊的地質、地貌條件，使溫泉常常成為旅遊勝地，吸引大批療養者和旅遊者。在日本就有1500多個溫泉療養院，每年吸引1億人到這些療養院休養。我國利用地熱治療疾病的曆史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因而充分發揮地熱的醫療作用，發展溫泉療養行業大有可為。
8.4地熱發電出奇葩——羊八井地熱發電站
藏族有個古老傳說，在遠古時期天地一片混沌之時，有一隻金鳳凰飛來，將自己的一隻眼睛化為神燈，照亮世界並融化了唐古拉山的雪，使大地充滿生機。然而，一個魔鬼用箭將神燈射滅，神燈的碎片飛濺到地上，化為多個溫泉。據說這就是羊八井地熱溫泉的來源。羊八井異常豐富的地熱讓它聞名天下。清晨，由於空氣還比較冷，羊八井地熱田一帶總彌漫著白色霧氣，地熱田產生的巨大蒸汽團從湖麵冒起，如人間仙境。如果運氣好，碰上熱水井噴發，便可一睹沸騰的溫泉由泉眼直衝雲霄的場麵，十分壯麗美觀。
拋開美麗的神話傳說，我們來科學地分析一下羊八井地熱的形成原因。羊八井地理位置比較特殊，它位於一個地質斷裂破碎帶內，海拔4300米，其地熱田地下深200米，形成了兩個高大的地熱散熱口，散熱口像蒸籠一樣不停地吐著白霧，地熱蒸汽溫度高達172℃。正是利用地熱蒸汽，建成了目前舉世聞名的地熱發電站——西藏羊八井地熱發電站。
羊八井地熱發電站采用的發電方式是將地熱井噴出的汽水混合物經汽水分離器分離，分離出的蒸汽送入汽輪機，分離出的熱水經減壓擴容後產生蒸汽也送入汽輪機。羊八井地熱發電站先後投資2億多元，總裝機容量2.5萬千瓦，是當今世界唯一利用中溫淺層熱儲資源進行工業性發電的電站。該電場發電量穩定，其發電量已占到拉薩電網的40%，也說明了我國利用地熱資源技術逐漸成熟。電站的建成發電，填補了我國在這一領域的一係列空白，也引起了國際社會的關注。幾十年來，先後有美國、日本、新西蘭、澳大利亞等國家和地區以及聯合國的專家，專程到這裏研究地熱資源的開發。羊八井地熱發電的成功，標誌著我國在開發利用地熱資源發電領域中所取得的成就。目前，羊八井地熱發電站利用地熱能發電技術日趨成熟，在國際上享有較高聲譽，被稱為“世界屋脊上的一顆明珠”。
羊八井地熱發電站為西部大開發帶來了巨大的優勢，也為西藏人民帶去了用之不竭的能源，同時在地熱資源利用方麵使我國在世界範圍內處於領先地位。麵對當今世界日益緊張的能源危機，作為一種用之不竭的可再生能源，地熱資源的利用和開發前景將會越來越好。
8.5可冷可熱——地源熱泵
通過上述介紹，我們知道了地球內部地熱儲量十分巨大，在地熱資源豐富的地方可以開發諸如發電、供熱、溫泉洗浴等利用方式。但我們身邊更常見情況是高溫的地熱水或地熱蒸汽被深深埋在地下，暫時不具備開發該深度地熱的條件。那麼，有沒有其他方法可以開發利用淺層低溫的地熱資源呢？這個問題的答案是肯定的——那就是地源熱泵技術。