Геотермальная теплогенерация в России: состояние и перспективы развития
Ключевые слова:
геотермальная теплогенерация (ГТ), глубинные и поверхностные геотермальные ресурсы, месторождения, термоводозаборы, скважины, глубинные и тепловые насосы, реинжекция, термораспределительная станция (ТРС), геотермальный центральный тепловой пункт (ГЦТП), гелиоустановка, солнечные коллекторы
Аннотация
Представлены данные утвержденных запасов водяных геотермальных месторождений России — всего 238,8 тыс. м3/сут., их добычи в 2021 г. — 25,7 млн м3/год, оценки перспектив геотермальной теплогенерации (ГТ) — 2000 МВт. Приведены основные характеристики 23-х эксплуатируемых месторождений на Камчатке и Северном Кавказе. Описана деятельность ведущих научных организаций страны по геотермальным исследованиям, в том числе Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН и Института проблем геотермии и возобновляемой энергетики ОИВТ РАН. Отмечена актуальность работ ИВиС по перспективам ГТ вулканов Камчатки с бурением скважин на сверхкритические параметры (СКП). Описана деятельность региональных организаций по разведке и добыче геотермальных ресурсов. Дан перечень нормативной и справочной литературы по проектированию, обустройству и эксплуатации термоводозаборов. Указаны отличия в создании ГТ для глубинных (более 400 м) и поверхностных геотермальных ресурсов. Выделены и описаны основные схемные и технические решения ГТ, в том числе открытые с использованием пластовых давлений и закрытые с реинжекцией теплоносителя. На примере ГТ в п. Розовом Краснодарского края продемонстрирована перспективность создания гибридных систем геотермального теплоснабжения населенных пунктов с использованием солнечной энергии. Отмечена перспективность использования на Камчатке исландского опыта создания централизованных систем ГТ тепловой мощностью до 216 МВт. Обоснована необходимость увеличения целевого финансирования, сооружения опытных и демонстрационных объектов, создания Центра компетенций геотермальной теплогенерации.
Литература
1. Бутузов В.А. Российская геотермальная энергетика: анализ системного развития научных и инженерных концепций // Окружающая среда и энерговедение. 2019. № 3. С. 4—21.
2. Атлас карт ресурсов термальных вод СССР. Л: Министерство геологии СССР, 1984.
3. Магницкий Б.Ф., Локшин Б.А., Вольфенфельд А.В. Прогнозные запасы термальных вод СССР и возможные объемы геотермального теплоснабжения. М.: Наука, 1973.
4. Кирюхин А.В., Сугробов В.М. Геотермальные ресурсы Камчатки и ближайшие перспективы их освоения // Вулканология и сейсмология. 2019. № 6. С. 50—65.
5. Кирюхин А.В., Сугробов В.М. Возможности использования Паратунского геотермального месторождения для теплообеспечения Камчатки // Вулканология и сейсмология. 2019. № 2. С. 21—33.
6. Алхасов А.Б. и др. Освоение геотермальной энергии. М.: Физматлит, 2022.
7. Шептукаев Р.Р., Идрисов А.У. О состоянии и перспективах использования на территории Чеченской Республики // Геоэнергетика: Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. Грозный: НПП «Геосфера», 2019. С. 57—60.
8. Дикаев Р.С., Гадаева З.И., Масаров И.Х. Месторождение теплоэнергетических вод Гюнюшки и перспективы его использования // Там же. С. 269—274.
9. Босиков И.И., Клюев Р.В., Гаврина О.А., Плиева М.Т. Использование геотермальных источников РСО — Алания // Там же. С. 89—94.
10. Темукаев Т.Б., Темукаев Б.Б. Геотермальные ресурсы Кабардино-Балкарской Республики и проблемы их освоения // Там же. С. 189—198.
11. Бутузов В.А. Геотермия Краснодарского края: ресурсы, опыт использования, перспективы // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2019. № 4. С. 80—85.
12. Черкасов С.В. Методологические основы создания и эксплуатации природно-техногенных систем геотермальной энергетики: автореф. … доктора техн. наук. М.: Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН, 2021.
13. Заурбеков М.М. и др. Результаты разработки технического проекта пилотной геотермальной станции на Ханкальском месторождении Чеченской Республики // Геоэнерго: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. Грозный, 2015. С. 68—77.
14. Богуславский Э.И. Освоение тепловой энергии недр. М.: Спутник, 2018.
15. Васильев Г.П. и др. Геотермальное теплоснабжение в Московском регионе: температурный потенциал и рациональная глубина термоскважин // Теплоэнергетика. 2008. № 1. С. 85—92.
16. Локшин Б.А. Использование геотермальных вод для теплоснабжения. М.: Стройиздат, 1974.
17. Гаджиев А.Г. и др. Геотермальное теплоснабжение. М.: Энергоатомиздат, 1984.
18. Натанов Х.Х. Подготовка геотермальных вод к использованию. М.: Стройиздат, 1980.
19. Бутузов В.А., Томаров Г.В. Геотермальное энергоснабжение южного региона России. Ресурсы, использование, перспективы. Saar-BrÜcker: Lamber Academic Publ., 2012.
20. ПБ 07-599—03. Правила разработки месторождений теплоэнергетических вод.
21. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии. М. Москомархитектура, 2021.
22. Гашо Е.Г. и др. Тепловые насосы в современной промышленности и коммунальной инфрастуктуре. М.: Перо, 2017.
23. Возобновляемая энергетика: примеры и практики реального использования / Под ред. Гашо Е.Н., Разоренова Р.Н. М.: Российская инженерная академия, Ассоциация «Зеленый киловат», 2017.
24. Бутузов В.А., Амерханов Р.А. Теплонасосные технологии геотермального теплоснабжения в России // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 5. С. 21—27.
25. Очерки истории Камчатской энергетики. К 45-летию «Камчатскэнерго». Петропавловск-Камчатский: Камчатскпресс, 2009.
26. Томаров Г.В., Никольский А.И., Семенов В.Н., Шипков А.А. Геотермальная энергетика. М.: Теплоэнергетик, 2015
---
Для цитирования: Бутузов В.А., Томаров ГВ., Брянцева Е.В. Геотермальная теплогенерация в России: состояние и перспективы развития // Вестник МЭИ. 2024. № 5. С. 55—65. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-55-65
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Butuzov V.A. Rossiyskaya Geotermal'naya Energetika: Analiz Sistemnogo Razvitiya Nauchnykh i Inzhenernykh Kontseptsiy. Okruzhayushchaya Sreda i Energovedenie. 2019;3:4—21. (in Russian).
2. Atlas Kart Resursov Termal'nykh Vod SSSR. L: Ministerstvo Geologii SSSR, 1984. (in Russian).
3. Magnitskiy B.F., Lokshin B.A., Vol'fenfel'd A.V. Prognoznye Zapasy Termal'nykh Vod SSSR i Vozmozhnye Ob'emy Geotermal'nogo Teplosnabzheniya. M.: Nauka, 1973. (in Russian).
4. Kiryukhin A.V., Sugrobov V.M. Geotermal'nye Resursy Kamchatki i Blizhayshie Perspektivy Ikh Osvoeniya. Vulkanologiya i Seysmologiya. 2019;6:50—65. (in Russian).
5. Kiryukhin A.V., Sugrobov V.M. Vozmozhnosti Ispol'zovaniya Paratunskogo Geotermal'nogo Mestorozhdeniya dlya Teploobespecheniya Kamchatki. Vulkanologiya i Seysmologiya. 2019;2:21—33. (in Russian).
6. Alkhasov A.B. i dr. Osvoenie Geotermal'noy Energii. M.: Fizmatlit, 2022. (in Russian).
7. Sheptukaev R.R., Idrisov A.U. O Sostoyanii i Perspektivakh Ispol'zovaniya na Territorii Chechenskoy Respubliki. Geoenergetika: Materialy IV Vseros. Nauch.-prakt. Konf. Groznyy: NPP «Geosfera», 2019:57—60. (in Russian).
8. Dikaev R.S., Gadaeva Z.I., Masarov I.Kh. Mestorozhdenie Teploenergeticheskikh Vod Gyunyushki i Perspektivy Ego Ispol'zovaniya. Tam zhe:269—274. (in Russian).
9. Bosikov I.I., Klyuev R.V., Gavrina O.A., Plieva M.T. Ispol'zovanie Geotermal'nykh Istochnikov RSO — Alaniya. Tam zhe:89—94. (in Russian).
10. Temukaev T.B., Temukaev B.B. Geotermal'nye Resursy Kabardino-Balkarskoy Respubliki i Problemy Ikh Osvoeniya. Tam zhe:189—198. (in Russian).
11. Butuzov V.A. Geotermiya Krasnodarskogo Kraya: Resursy, Opyt Ispol'zovaniya, Perspektivy. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2019;4:80—85. (in Russian).
12. Cherkasov S.V. Metodologicheskie Osnovy Sozdaniya i Ekspluatatsii Prirodno-tekhnogennykh Sistem Geotermal'noy Energetiki: Avtoref. … Doktora Tekhn. Nauk. M.: Gosudarstvennyy Geologicheskiy Muzey im. V.I. Vernadskogo RAN, 2021. (in Russian).
13. Zaurbekov M.M. i dr. Rezul'taty Razrabotki Tekhnicheskogo Proekta Pilotnoy Geotermal'noy Stantsii na Khankal'skom Mestorozhdenii Chechenskoy Respubliki. Geoenergo: Materialy Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Groznyy, 2015:68—77. (in Russian).
14. Boguslavskiy E.I. Osvoenie Teplovoy Energii Nedr. M.: Sputnik, 2018. (in Russian).
15. Vasil'ev G.P. i dr. Geotermal'noe Teplosnabzhenie v Moskovskom Regione: Temperaturnyy Potentsial i Ratsional'naya Glubina Termoskvazhin. Teploenergetika. 2008;1:85—92. (in Russian).
16. Lokshin B.A. Ispol'zovanie Geotermal'nykh Vod Dlya Teplosnabzheniya. M.: Stroyizdat, 1974. (in Russian).
17. Gadzhiev A.G. i dr. Geotermal'noe Teplosnabzhenie. M.: Energoatomizdat, 1984. (in Russian).
18. Natanov Kh.Kh. Podgotovka Geotermal'nykh Vod k Ispol'zovaniyu. M.: Stroyizdat, 1980. (in Russian).
19. Butuzov V.A., Tomarov G.V. Geotermal'noe Energosnabzhenie Yuzhnogo Regiona Rossii. Resursy, Ispol'zovanie, Perspektivy. Saar-BrÜcker: Lamber Academic Publ., 2012. (in Russian).
20. PB 07-599—03. Pravila Razrabotki Mestorozhdeniy Teploenergeticheskikh Vod. (in Russian).
21. Rukovodstvo po Primeneniyu Teplovykh Nasosov s Ispol'zovaniem Vtorichnykh Energeticheskikh Resursov i Netraditsionnykh Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii. M. Moskomarkhitektura, 2021. (in Russian).
22. Gasho E.G. i dr. Teplovye Nasosy v Sovremennoy Promyshlennosti i Kommunal'noy Infrastukture. M.: Pero, 2017. (in Russian).
23. Vozobnovlyaemaya Energetika: Primery i Praktiki Real'nogo Ispol'zovaniya. Pod Red. Gasho E.N., Razorenova R.N. M.: Rossiyskaya Inzhenernaya Akademiya, Assotsiatsiya «Zelenyy Kilovat», 2017. (in Russian).
24. Butuzov V.A., Amerkhanov R.A. Teplonasosnye Tekhnologii Geotermal'nogo Teplosnabzheniya v Rossii. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2021;5:21—27. (in Russian).
25. Ocherki Istorii Kamchatskoy Energetiki. K 45-letiyu «Kamchatskenergo». Petropavlovsk-Kamchatskiy: Kamchatskpress, 2009. (in Russian).
26. Tomarov G.V., Nikol'skiy A.I., Semenov V.N., Shipkov A.A. Geotermal'naya Energetika. M.: Teploenergetik, 2015. (in Russian)
---
For citation: Butuzov V.A., Tomarov G.V., Bryantseva E.V. Geothermal Heat Generation in Russia: The Current State and Prospects for Further Development. Bulletin of MPEI. 2024;5:55—65. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-55-65
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
2. Атлас карт ресурсов термальных вод СССР. Л: Министерство геологии СССР, 1984.
3. Магницкий Б.Ф., Локшин Б.А., Вольфенфельд А.В. Прогнозные запасы термальных вод СССР и возможные объемы геотермального теплоснабжения. М.: Наука, 1973.
4. Кирюхин А.В., Сугробов В.М. Геотермальные ресурсы Камчатки и ближайшие перспективы их освоения // Вулканология и сейсмология. 2019. № 6. С. 50—65.
5. Кирюхин А.В., Сугробов В.М. Возможности использования Паратунского геотермального месторождения для теплообеспечения Камчатки // Вулканология и сейсмология. 2019. № 2. С. 21—33.
6. Алхасов А.Б. и др. Освоение геотермальной энергии. М.: Физматлит, 2022.
7. Шептукаев Р.Р., Идрисов А.У. О состоянии и перспективах использования на территории Чеченской Республики // Геоэнергетика: Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. Грозный: НПП «Геосфера», 2019. С. 57—60.
8. Дикаев Р.С., Гадаева З.И., Масаров И.Х. Месторождение теплоэнергетических вод Гюнюшки и перспективы его использования // Там же. С. 269—274.
9. Босиков И.И., Клюев Р.В., Гаврина О.А., Плиева М.Т. Использование геотермальных источников РСО — Алания // Там же. С. 89—94.
10. Темукаев Т.Б., Темукаев Б.Б. Геотермальные ресурсы Кабардино-Балкарской Республики и проблемы их освоения // Там же. С. 189—198.
11. Бутузов В.А. Геотермия Краснодарского края: ресурсы, опыт использования, перспективы // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2019. № 4. С. 80—85.
12. Черкасов С.В. Методологические основы создания и эксплуатации природно-техногенных систем геотермальной энергетики: автореф. … доктора техн. наук. М.: Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН, 2021.
13. Заурбеков М.М. и др. Результаты разработки технического проекта пилотной геотермальной станции на Ханкальском месторождении Чеченской Республики // Геоэнерго: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. Грозный, 2015. С. 68—77.
14. Богуславский Э.И. Освоение тепловой энергии недр. М.: Спутник, 2018.
15. Васильев Г.П. и др. Геотермальное теплоснабжение в Московском регионе: температурный потенциал и рациональная глубина термоскважин // Теплоэнергетика. 2008. № 1. С. 85—92.
16. Локшин Б.А. Использование геотермальных вод для теплоснабжения. М.: Стройиздат, 1974.
17. Гаджиев А.Г. и др. Геотермальное теплоснабжение. М.: Энергоатомиздат, 1984.
18. Натанов Х.Х. Подготовка геотермальных вод к использованию. М.: Стройиздат, 1980.
19. Бутузов В.А., Томаров Г.В. Геотермальное энергоснабжение южного региона России. Ресурсы, использование, перспективы. Saar-BrÜcker: Lamber Academic Publ., 2012.
20. ПБ 07-599—03. Правила разработки месторождений теплоэнергетических вод.
21. Руководство по применению тепловых насосов с использованием вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных возобновляемых источников энергии. М. Москомархитектура, 2021.
22. Гашо Е.Г. и др. Тепловые насосы в современной промышленности и коммунальной инфрастуктуре. М.: Перо, 2017.
23. Возобновляемая энергетика: примеры и практики реального использования / Под ред. Гашо Е.Н., Разоренова Р.Н. М.: Российская инженерная академия, Ассоциация «Зеленый киловат», 2017.
24. Бутузов В.А., Амерханов Р.А. Теплонасосные технологии геотермального теплоснабжения в России // Энергосбережение и водоподготовка. 2021. № 5. С. 21—27.
25. Очерки истории Камчатской энергетики. К 45-летию «Камчатскэнерго». Петропавловск-Камчатский: Камчатскпресс, 2009.
26. Томаров Г.В., Никольский А.И., Семенов В.Н., Шипков А.А. Геотермальная энергетика. М.: Теплоэнергетик, 2015
---
Для цитирования: Бутузов В.А., Томаров ГВ., Брянцева Е.В. Геотермальная теплогенерация в России: состояние и перспективы развития // Вестник МЭИ. 2024. № 5. С. 55—65. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-55-65
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Butuzov V.A. Rossiyskaya Geotermal'naya Energetika: Analiz Sistemnogo Razvitiya Nauchnykh i Inzhenernykh Kontseptsiy. Okruzhayushchaya Sreda i Energovedenie. 2019;3:4—21. (in Russian).
2. Atlas Kart Resursov Termal'nykh Vod SSSR. L: Ministerstvo Geologii SSSR, 1984. (in Russian).
3. Magnitskiy B.F., Lokshin B.A., Vol'fenfel'd A.V. Prognoznye Zapasy Termal'nykh Vod SSSR i Vozmozhnye Ob'emy Geotermal'nogo Teplosnabzheniya. M.: Nauka, 1973. (in Russian).
4. Kiryukhin A.V., Sugrobov V.M. Geotermal'nye Resursy Kamchatki i Blizhayshie Perspektivy Ikh Osvoeniya. Vulkanologiya i Seysmologiya. 2019;6:50—65. (in Russian).
5. Kiryukhin A.V., Sugrobov V.M. Vozmozhnosti Ispol'zovaniya Paratunskogo Geotermal'nogo Mestorozhdeniya dlya Teploobespecheniya Kamchatki. Vulkanologiya i Seysmologiya. 2019;2:21—33. (in Russian).
6. Alkhasov A.B. i dr. Osvoenie Geotermal'noy Energii. M.: Fizmatlit, 2022. (in Russian).
7. Sheptukaev R.R., Idrisov A.U. O Sostoyanii i Perspektivakh Ispol'zovaniya na Territorii Chechenskoy Respubliki. Geoenergetika: Materialy IV Vseros. Nauch.-prakt. Konf. Groznyy: NPP «Geosfera», 2019:57—60. (in Russian).
8. Dikaev R.S., Gadaeva Z.I., Masarov I.Kh. Mestorozhdenie Teploenergeticheskikh Vod Gyunyushki i Perspektivy Ego Ispol'zovaniya. Tam zhe:269—274. (in Russian).
9. Bosikov I.I., Klyuev R.V., Gavrina O.A., Plieva M.T. Ispol'zovanie Geotermal'nykh Istochnikov RSO — Alaniya. Tam zhe:89—94. (in Russian).
10. Temukaev T.B., Temukaev B.B. Geotermal'nye Resursy Kabardino-Balkarskoy Respubliki i Problemy Ikh Osvoeniya. Tam zhe:189—198. (in Russian).
11. Butuzov V.A. Geotermiya Krasnodarskogo Kraya: Resursy, Opyt Ispol'zovaniya, Perspektivy. Santekhnika, Otoplenie, Konditsionirovanie. 2019;4:80—85. (in Russian).
12. Cherkasov S.V. Metodologicheskie Osnovy Sozdaniya i Ekspluatatsii Prirodno-tekhnogennykh Sistem Geotermal'noy Energetiki: Avtoref. … Doktora Tekhn. Nauk. M.: Gosudarstvennyy Geologicheskiy Muzey im. V.I. Vernadskogo RAN, 2021. (in Russian).
13. Zaurbekov M.M. i dr. Rezul'taty Razrabotki Tekhnicheskogo Proekta Pilotnoy Geotermal'noy Stantsii na Khankal'skom Mestorozhdenii Chechenskoy Respubliki. Geoenergo: Materialy Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Groznyy, 2015:68—77. (in Russian).
14. Boguslavskiy E.I. Osvoenie Teplovoy Energii Nedr. M.: Sputnik, 2018. (in Russian).
15. Vasil'ev G.P. i dr. Geotermal'noe Teplosnabzhenie v Moskovskom Regione: Temperaturnyy Potentsial i Ratsional'naya Glubina Termoskvazhin. Teploenergetika. 2008;1:85—92. (in Russian).
16. Lokshin B.A. Ispol'zovanie Geotermal'nykh Vod Dlya Teplosnabzheniya. M.: Stroyizdat, 1974. (in Russian).
17. Gadzhiev A.G. i dr. Geotermal'noe Teplosnabzhenie. M.: Energoatomizdat, 1984. (in Russian).
18. Natanov Kh.Kh. Podgotovka Geotermal'nykh Vod k Ispol'zovaniyu. M.: Stroyizdat, 1980. (in Russian).
19. Butuzov V.A., Tomarov G.V. Geotermal'noe Energosnabzhenie Yuzhnogo Regiona Rossii. Resursy, Ispol'zovanie, Perspektivy. Saar-BrÜcker: Lamber Academic Publ., 2012. (in Russian).
20. PB 07-599—03. Pravila Razrabotki Mestorozhdeniy Teploenergeticheskikh Vod. (in Russian).
21. Rukovodstvo po Primeneniyu Teplovykh Nasosov s Ispol'zovaniem Vtorichnykh Energeticheskikh Resursov i Netraditsionnykh Vozobnovlyaemykh Istochnikov Energii. M. Moskomarkhitektura, 2021. (in Russian).
22. Gasho E.G. i dr. Teplovye Nasosy v Sovremennoy Promyshlennosti i Kommunal'noy Infrastukture. M.: Pero, 2017. (in Russian).
23. Vozobnovlyaemaya Energetika: Primery i Praktiki Real'nogo Ispol'zovaniya. Pod Red. Gasho E.N., Razorenova R.N. M.: Rossiyskaya Inzhenernaya Akademiya, Assotsiatsiya «Zelenyy Kilovat», 2017. (in Russian).
24. Butuzov V.A., Amerkhanov R.A. Teplonasosnye Tekhnologii Geotermal'nogo Teplosnabzheniya v Rossii. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2021;5:21—27. (in Russian).
25. Ocherki Istorii Kamchatskoy Energetiki. K 45-letiyu «Kamchatskenergo». Petropavlovsk-Kamchatskiy: Kamchatskpress, 2009. (in Russian).
26. Tomarov G.V., Nikol'skiy A.I., Semenov V.N., Shipkov A.A. Geotermal'naya Energetika. M.: Teploenergetik, 2015. (in Russian)
---
For citation: Butuzov V.A., Tomarov G.V., Bryantseva E.V. Geothermal Heat Generation in Russia: The Current State and Prospects for Further Development. Bulletin of MPEI. 2024;5:55—65. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-5-55-65
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Опубликован
2024-06-18
Выпуск
Раздел
Энергетические системы и комплексы (технические науки) (2.4.5)
