Geothermal Heat Generation in Russia: The Current State and Prospects for Further Development
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2024-5-55-65Keywords:
geothermal heat generation (GT), deep and surface geothermal resources, geothermal fields, thermal water intakes, wells, deep pumps, heat pumps, reinjection, thermal distribution station (TRS), geothermal central heating station (GCHS), solar installation, solar collectorsAbstract
The values of the approved reserves of geothermal water fields in Russia are presented: in all, they make 238.8 thousand m3/day; their production in 2021 was 25.7 million m3/year, and the prospects of geothermal heat generation (GT) are estimated at 2000 MW. The main characteristics of 23 exploited deposits in Kamchatka and the North Caucasus are given. The activities of Russia’s leading scientific organizations on geothermal research, including the Institute of Volcanology and Seismology (IViS), FEB RAS and the Institute of Problems of Geothermy and Renewable Energy of the JIHT RAS are described. The relevance of the IViS activities on the prospects of GT for volcanoes of Kamchatka with drilling wells for supercritical parameters (SCP) is noted. The activities of regional organizations for the exploration and production of geothermal resources are described. A list of regulatory and reference documents on the design, arrangement and operation of thermal water intakes is given. The differences in the development of GT for deep (more than 400 m) and surface geothermal resources are indicated. The main process circuit and technical solutions on the GT are identified and described, including open ones that use reservoir pressures and closed ones with coolant reinjection. The prospects of constructing hybrid geothermal heat supply systems for settlements with the use of solar energy are shown taking as an example the Rozovyi settlement in the Krasnodar Region. The advisability of using the experience gained in Iceland with constructing centralized GT systems with a thermal capacity of up to 216 MW in Kamchatka are noted. The need of increasing targeted financing, construction of experimental and demonstration facilities, and establishing a Competence Center for geothermal heat generation is substantiated.
References
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
Downloads
Published
2024-06-18
Issue
Section
Energy Systems and Complexes (2.4.5)
