Eine bislang in Deutschland wenig verbreitete Form der Stromgewinnung aus regenerativen Energien ist die Nutzung von Erdwärme zu diesem Zweck. Erdwärme, auch als Geothermie bekannt, umfasst die in der Erdkruste vorhandene Energie. Um sie zur Stromerzeugung nutzbar zu machen, werden sogenannte Geothermiekraftwerke verwendet. Ein Geothermiekraftwerk erzeugt Strom, in dem es heisses Wasser oder heissen Dampf aus der Erdkruste an die Oberfläche befördert und damit eine Turbine antreibt. Wenn diese Kraftwerke in Verbindung mit Anlagen zur Fernwärmeerzeugung arbeiten, spricht man von Kraft-Wärme-Kopplungen. Im Falle einer Kraft-Wärme-Kopplung wird das warme Wasser zusätzlich auch in ein Fernwärmenetz eingepeist. Am Ende dieses Systems wird das abgekühlte Wasser mittels einer Injektionsbohrung wieder in die Erdkruste zurückgeführt.
Während die direkte Form der Nutzung von Erdwärme zum Beheizen von Gebäuden in Deutschland relativ weit verbreitet ist, steckt die Stromerzeugung durch Geothermie hierzulande noch in den Kinderschuhen. So wurden im Jahr 2004 lediglich 0,04 Prozent des Primärenergieverbrauchs durch diese Form der Stromgewinnung erzeugt. Ein Grund: Die zur Stromerzeugung benötigten Wasserreservoirs mit Temperaturen über 100 Grad Celsius sind in Deutschland nur in großer Tiefe vorhanden. Das bereitet zwar keine technischen Probleme, fordert aber einen erhöhten finanziellen Aufwand.
Doch auch in Deutschland ist eine sprunghafte Entwicklung bei dieser Form der Stromgewinnung abzusehen. In Landau ging im Jahr 2007 das erste ganzjährig industriell nutzbare Geothermiekraftwerk Deutschlands ans Netz. Insgesamt waren in 2007 rund 150 Projekte auf dem Gebiet der Nutzung von Geothermie zur Stromerzeugung in Planung, das Bundesumweltministerium bezifferte die Gesamtinvestitionen in diese Projekte auf etwa vier Milliarden Euro.
Einer der großen Vorteile der Geothermie gegenüber anderen regenerativen Energieformen ist, dass diese grundlastfähig ist. Sie garantiert eine stetige Grundversorgung an Energie, da sie nicht, wie Solar- oder Windenergie, witterungs- oder tageszeitabhängig ist. Bei einem ausreichenden Ausbau könnten Geothermiekraftwerke also andere grundlastfähige Energieerzeuger wie Atom- oder Kohlekraftwerke ersetzen. Ihre Vorteile diesen Energieträgern gegenüber liegen auf der Hand: Es werden bei der Nutzung von Geothermie keine umweltbelastenden Schadstoffe ausgestossen und es bedarf keines Endlagers für gefährlichen Müll. Ein mögliches Risiko besteht allerdings darin, dass Geothermiekraftwerke unter gewissen Umständen Erdbeben auslösen können, wenn sie in Erdbebengebieten errichtet wurden. Die Ursache hierfür ist in der sogenannten “Stimulationsphase” zu suchen - hierbei wird Wasser in das unterirdische Heisswasserreservoir gepresst, um dieses zu aktivieren. In Nicht-Erdbebengebieten sind die damit verbundenen Erdstösse aber in der Regel so schwach, dass sie nicht bemerkt werden.