지열 에너지는 지구 내부에 저장된 열을 이용하여 전기 생산, 냉난방, 온수 공급 등에 활용하는 에너지를 말한다. 지구 내부의 열은 행성 형성 당시부터 존재하던 잔존 열과 방사성 물질의 붕괴 과정에서 발생하는 열에 의해 지속적으로 생성되며, 이로 인해 지열 에너지는 재생 가능한 에너지원으로 분류된다.
지열 에너지의 근원은 크게 두 가지로 구분된다. 첫째는 지구가 형성될 당시부터 축적된 내부 열이며, 둘째는 지각 내 방사성 동위원소의 붕괴로 인해 발생하는 열이다. 이 열은 지구 내부에서 전도, 대류, 열수 순환 등의 과정을 통해 지표면 가까이로 이동한다.
지열 에너지는 활용 방식에 따라 크게 천부지열과 심부지열로 나뉜다. 천부지열은 태양 복사열의 일부가 지표면을 통해 지중에 저장되어 형성된 열로, 지표면 가까운 지하 약 150~300m 구간에서는 연중 온도가 비교적 일정하게 유지되는 특성이 있다. 심부지열은 마그마로부터 전도되는 고온의 열로, 지하 수백 미터에서 수 킬로미터 깊이에 존재하며 더 높은 온도를 유지한다.
지열 에너지의 대표적인 활용 방식으로는 지열 히트펌프를 이용한 건물의 냉난방 시스템이 있다. 이 시스템은 지중에 열교환 파이프를 설치하고 유체를 순환시켜 지중의 열과 열교환하는 방식으로, 여름에는 실내의 열을 지중으로 방출하여 냉방을 수행하고 겨울에는 지중으로부터 열을 흡수하여 난방을 수행한다. 또한 지하 깊은 곳의 고온 열수를 이용한 지열 발전을 통해 전력을 생산하기도 한다.
지열 에너지는 온실 유지, 농업 시설, 온수 공급 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 지열 에너지의 장점으로는 기상 조건에 영향을 받지 않아 연중 안정적으로 이용할 수 있다는 점과, 연료 연소 과정이 없어 온실가스 배출이 적다는 점이 꼽힌다. 반면 초기 설치 비용이 높고, 지역의 지질 조건에 따라 활용 가능성이 달라지며, 심부 지열 개발의 경우 지반 안정성 등에 대한 관리가 필요하다는 점이 단점으로 지적된다.
한국에서는 한국에너지공단 산하 신·재생에너지센터가 지열 에너지를 신재생에너지원 중 하나로 분류하여 보급 확대 정책을 추진하고 있으며, 국내 일부 지역의 심부 지중 온도는 약 80℃ 수준으로 보고되고 있다.
