Để đáp ứng nhu cầu về điện, một số quốc gia đã quan tâm đến điện địa nhiệt trong cơ cấu năng lượng quốc gia. Theo đó, năng lượng địa nhiệt đã được khai thác và sử dụng từ đầu thế kỷ 20. Thống kê của của Cơ quan Nghiên cứu Năng lượng mới - EER cho biết, trên thế giới có khoảng 50 nước sử dụng địa nhiệt để sản xuất điện năng với tổng công suất hơn 13,2 GW, tập trung chủ yếu ở Mỹ (hơn 4GW) và Philippines, Indonesia…, chiếm 0,3% lượng điện năng sản xuất toàn cầu với tốc độ tăng bình quân 3%/năm.
Trong đó, Mỹ dẫn đầu thế giới trong việc sản xuất điện địa nhiệt. Công suất điện địa nhiệt của Mỹ hiện chiếm 32% tổng công suất điện địa nhiệt thế giới với công suất gần 4,24 GW, đủ cung cấp điện cho khoảng 25 triệu hộ gia đình.
Mỹ cũng là quốc gia có tổ hợp nhà máy điện địa nhiệt phức tạp lớn nhất thế giới là Geysers, nằm trên dãy núi Mayacamas thuộc miền Bắc bang California. Geysers là một tổ hợp công trình bao gồm 22 nhà máy điện địa nhiệt, sử dụng hơi nước nóng từ hơn 350 giếng khoan có độ sâu khoảng 2.000 – 3.000m trong lòng đất, chạy các turbine phát điện với công suất đặt 1.517 MW, cung cấp điện cho 1,1 triệu người.
Theo Sci Tech Daily, khoảng 1,3 triệu năm trước, một khối cầu magma chứa đầy silica dịch chuyển qua vỏ Trái Đất bên dưới vùng Coast Range ở phía bắc California. Ngày nay, khối magma này vẫn nóng bỏng, tạo nên khu vực địa nhiệt rộng 120 km2 và tạo ra nhà máy điện địa nhiệt Geysers.
Turbine hơi nước tại đây có thể sản xuất 725 MW điện, đủ cung cấp cho một thành phố lớn như San Francisco. Các nhà máy ở The Geysers thường đáp ứng nhu cầu điện cho các quận Sonoma, Lake, Mendocino, và một phần của Marin và Napa. Đến năm 2018, Geysers đã sản xuất 50% lượng điện địa nhiệt của California.
Địa nhiệt được sản xuất bằng cách khai thác nhiệt từ lòng đất qua hơi nước tự nhiên hoặc nước nóng, là nguồn năng lượng tái tạo ổn định và liên tục. Ba yếu tố quan trọng để sản xuất điện địa nhiệt gồm: magma gần mặt đất, đá nứt hoặc thẩm thấu, và chất lỏng lưu thông qua đá nóng. Ở Geysers, khối magma nằm sâu hơn dưới 2.500m đạt nhiệt độ lên tới 400 độ C.
Với nhiệt độ của mỗi giếng khoan rất cao nên các chuyên gia đã phải sử dụng nhiều công nghệ tiên tiến để thu hơi nước nóng. Nhà máy áp dụng hệ thống giám sát và điều khiển từ xa, các giếng khoan và nhà máy được giám sát và điều khiển thông qua hệ thống kỹ thuật số từ xa, giúp thu thập dữ liệu về nhiệt độ, áp suất và lưu lượng hơi nước. Những dữ liệu này được phân tích để tối ưu hóa hoạt động và dự đoán các vấn đề tiềm tàng trước khi chúng xảy ra.
Hay các cảm biến được lắp đặt trong hệ thống giếng khoan và tuabin thu thập dữ liệu liên tục. Những dữ liệu này sau đó được phân tích bằng các thuật toán để tối ưu hóa quy trình khai thác địa nhiệt và phát hiện các mô hình suy giảm sản lượng, từ đó đưa ra các biện pháp cải thiện hiệu suất.
Bên cạnh đó, một trong những công nghệ nổi bật là hệ thống GreenLoop của GreenFire Energy, cho phép sử dụng giếng khoan đã ngừng hoạt động để tối đa hóa việc khai thác nhiệt mà không cần phải bơm thêm nước vào mạch. Công nghệ này sử dụng một thiết bị trao đổi nhiệt hình ống để tuần hoàn một lượng lớn chất lỏng làm việc, giúp duy trì áp suất và khối lượng của nguồn tài nguyên địa nhiệt, từ đó đảm bảo sự bền vững trong dài hạn, theo thông tin từ nghiên cứu “The Geysers Geothermal Field, an Injection Success Story”.
