Gesteinswärme
Der gesamte Wärmeinhalt der Erde von 12 bis 22 . 10 30 Joule stammt etwa zur Hälfte aus der Ursprungswärme bei der Bildung der Erde und aus dem Zerfall langlebiger radioaktiver Isotope wie Uran 238, Uran 235, Thorium 232 und Kalium 40. Der Wärmestrom aus dem Erdinnern an die Oberfläche ist zwar insgesamt so hoch, dass er theoretisch einen beträchtlichen Teil des Weltenergiebedarfs decken könnte, jedoch ist die Wärmestromdichte mit 70 Milliwatt pro Quadratmeter im Mittel sehr gering - etwa ein Dreitausendstel der Sonneneinstrahlung. Eine Nutzung geothermischer Energie bedeutet daher immer einen lokalen Abbau gespeicherter Erdwärme. Eine einmal ausgebeutete geothermische Lagerstätte erholt sich zwar wieder, doch kann dieser Prozess – wegen der schlechten Wärmeleitung des Gesteins – Jahrhunderte dauern. Im Vergleich zu den sonstigen erneuerbaren Energien ist dies ein langer, bezogen auf den Bildungszeitraum fossiler Energierohstoffe jedoch ein sehr kurzer Regenerationszeitraum. Die geothermischen Energien zählt man daher mit zu den regenerativen Energiequellen.
Sämtliche Krustengesteine sind schlechte Wärmeleiter. Ihre Wärmeleitfähigkeit liegt zwischen 2 und 4 Watt pro Millikelvin (zum Vergleich: Porzellan ca. 1, Stahl: ca. 52 Watt pro Millikelvin). Deshalb kann die im Gestein enthaltene Wärme nicht per Bohrung direkt abgebaut werden. Es ist ein Trägermedium – Wasser oder Wasserdampf – nötig, das das Gestein durchfließt und die Wärme zu den Bohrungen transportiert (nach: Rohstoffwirtschaftliche Länderstudien, XVII Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 1998, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover 1999).
