Обзор деятельности современных Российских научных школ геотермальной энергетики

  • Виталий [Vitaliy] Анатольевич [A.] Бутузов [Butuzov]
  • Елена [Elena] Витальевна [V.] Брянцева [Bryantseva]
Ключевые слова: геотермальное месторождение, глубинная и поверхностная геотермия, геотермальные электростанции, системы теплоснабжения (ГСТ) и центральные тепловые пункты, паровой и бинарный циклы, термораспределительные станции (ТРС)

Аннотация

В 2022 г. геотермальная электрогенерация России имела установленную мощность
74 МВт с выработкой энергии 445 ГВт·ч/г, а геотермальная теплогенерация — 110 МВт и 432 ГВт·ч/г, соответственно. Приведено количество геотермальных месторождений и эксплуатируемых скважин, описаны структура и принципы эксплуатации. Рассмотрены основные результаты развития советской геотермальной энергетики. Представлены результаты исследований  российских  научных организаций по глубинной и  поверхностной  геотермии. Продемонстрирована перспективность исследований по разработке и сооружению скважин со сверхкритическими параметрами флюидов у подножия вулканов на Камчатке. Даны направления и наиболее важные результаты исследований отечественной научной школы геотермальной электрогенерации. Отмечены результаты работ российских научно-исследовательских организаций в области геотермальной теплогенерации в Краснодарском крае, Чечне и Дагестане.

Сведения об авторах

Виталий [Vitaliy] Анатольевич [A.] Бутузов [Butuzov]

доктор технических наук, профессор кафедры электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии Кубанского государственного аграрного университета им. И.Т. Трубилина, e-mail: ets@nextmail.ru

Елена [Elena] Витальевна [V.] Брянцева [Bryantseva]

кандидат технических наук, главный специалист ООО «Энерготехнологии-Сервис», Краснодар, e-mail: ekoenergy@mail.ru

Литература

1. Бутузов В.А. и др. Геотермальная энергетика России: ресурсная база, электроэнергетика, теплоснабжение (обзор) // Теплоэнергетика. 2022. № 1. С. 3—17.
2. Бутузов В.А. Российская геотермальная энергетика: анализ столетнего развития научных и инженерных концепций // Окружающая среда и энерговедение. 2019. № 3. С. 4—21.
3. Маврицкий Б.Ф., Локшин Б.А., Вольфенфельд А.В. Прогнозные запасы термальных вод СССР и возможные объемы геотермального теплоснабжения. М.: Наука, 1973. С. 87—97.
4. Атлас карт ресурсов термальных вод СССР. М.: Министерство геологии СССР; ВСЕГИНГЕО, 1984.
5. Богуславский Э.И. Освоение тепловой энергии недр. М.: Спутник, 2018.
6. Васильев Г.П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии поверхностных слоев Земли. М.: Граница, 2006.
7. Васильев Г.П. и др. Геотермальное теплоснабжение в Московском регионе // Теплоэнергетика. 2008. № 1. С. 85—96.
8. Кирюхин А.В., Сугробов В.М. Геотермальные ресурсы Камчатки и ближайшие перспективы их освоения // Вулканология и сейсмология. 2019. № 6. С. 50—65.
9. Федотов С.А. и др. Возможности использования тепла магматического очага Авачинского вулкана и окружающих его пород для тепло- и электроснабжения // Вулканология и сейсмология. 2007. № 1. С. 32—46.
10. Алхасов А.Б. Геотермальная энергетика: проблемы, ресурсы, технологии. М.: Физматлит, 2008.
11. Алхасов А.Б. Освоение низкопотенциального геотермального тепла. М.: Физматлит, 2017.
12. Алхасов А.Б. Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики — филиал объединенного института высоких температур РАН // Материалы VI Междунар. конф. «Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы» и XII Школы молодых ученых им. Э.Э. Шпильрайна «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов». Махачкала: Алеф, 2020. С. 4—12.
13. Кононов В.И., Поляк Б.Г., Хуторской М.Я. Геотермальные ресурсы России // Георесурсы. 2005. № 2. С. 29—33.
14. Гнатусь Н.А., Хуторской М.Д. Тепло «сухих» горных пород — неисчерпаемый источник энергии // Литология и полезные ископаемые. 2010. № 6. С. 662—670.
15. Хуторской М.Д., Каримов В.Ю., Косьянов В.А. Возобновляемая и нетрадиционная энергетика — мировые и отечественные тенденции развития. М.: ФГБОУ ВО «МГРИ», 2021.
16. Черкасов С.В. Методологические основы создания и эксплуатации природно-техногенных систем геотермальной энергетики: автореф. дис. … докт. техн. наук. М.: Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского, 2021.
17. Свид-во о регистрации программы для ЭВМ № 2014616264 RUS. Программа для термодинамического моделирования резервуара теплоэнергетических вод GEOTHERM / Ваганова Н.А., Филимонов М.Ю., Черкасов С.В., Минцаев М.Ш.
18. Шулюпин А.В., Варламова Н.Н. Современные тенденции в освоении геотермальных ресурсов // Георесурсы. 2020. Т. 22. № 4. С. 113—122.
19. Шулюпин А.В. Способы обеспечения устойчивой работы пароводяных скважин // Георесурсы. 2019. Т. 21. № 1. С. 99—106.
20. Томаров Г.В., Никольский А.И., Семенов В.Н., Шипков А.А. Геотермальная энергетика. М.: Теплоэнергетик, 2015.
21. Томаров Г.В., Шипков А.А., Сорокина Е.В. Выбор оптимального рабочего тела для бинарных установок на предельно низкотемпературном теплоносителе // Теплоэнергетика. 2016. № 12. С. 59—67.
22. Томаров Г.В., Шипков А.А. Мультикаскадные геотермальные бинарные энергокомплексы: утилизация среднетемпературного теплоносителя (120 °С) // Теплоэнергетика. 2022. № 5. С. 49—57.
23. Томаров Г.В., Шипков А.А. Мультикаскадные геотермальные бинарные энергокомплексы: утилизация высокотемпературного теплоносителя (180 °С) // Теплоэнергетика. 2022. № 4. С. 31—40.
24. Томаров Г.В., Шипков А.А. Геотермальная комбинированная бинарная электростанция с системой перегрева пара вторичного вскипания: выбор оптимальных рабочих тел // Теплоэнергетика. 2019. № 11. С. 63—71.
25. Томаров Г.В. Геотермальные энерготехнологии России // Вестник МЭИ. 2020. № 4. С. 29—41.
26. Алхасов А.Б., Алхасова Д.А., Рамазанов А.Ш., Каспарова М.А. Перспективы освоения высокотемпературных высокоминерализованных ресурсов Тарумовского геотермального месторождения // Теплоэнергетика. 2016. № 6. С. 25—30.
27. Алхасов А.Б., Алхасова Д.А. Комплексное использование низкопотенциальных термальных вод Юга России для тепло-, водоснабжения и решения экологических проблем // Теплоэнергетика. 2019. № 5. С. 82—88.
28. Алиев Р.М., Г.Б. Бадавов, Байрамов А.М. Технико-экономические особенности строительства геотермальных скважин // Geoenergy: Материалы Междунар. конф. 2015. С. 14—22.
29. Бутузов В.А., Амерханов Р.А., Григораш О.В. Геотермальное теплоснабжение в России // Теплоэнергетика. 2020. № 3. С. 3—14.
30. Бутузов В.А. Геотермия Кубани, Ставрополья, Адыгеи и Карачаево-Черкессии // Энергия: экономика, техника, экология. 2021. № 3. С. 48—59.
31. Минцаев М.Ш., Якубов Т.В., Барзаева М.А. Технико-экономическое обоснование использования геотермальных ресурсов для отопления тепличных комплексов // Вестник газовой науки. 2021. № 4(49). С. 176—183.
32. Минцаев М.Ш., Эльсункаева Э.В. Разработка ГИС-модуля для комплексного мониторинга геологической среды Ханкальского месторождения Чеченской Республики // Мониторинг. Наука и технологии. 2021. № 3(49). С. 51—56.
33. Минцаев М.Ш., Хакимов З.Л., Лабазанов М.А. Автоматизированная система управления Ханкальской геотермальной станцией с циркуляционной системой отбора глубинного тепла земли — образовательный аспект // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия «Технические науки». 2022. № 11(213). С. 31—37.
---
Для цитирования: Бутузов В.А., Брянцева Е.В. Обзор деятельности современных Российских научных школ геотермальной энергетики // Вестник МЭИ. 2024. № 2. С. 85—91. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-2-85-91
#
1. Butuzov V.A. i dr. Geotermal'naya Energetika Rossii: Resursnaya Baza, Elektroenergetika, Teplosnabzhenie (Obzor). Teploenergetika. 2022;1:3—17. (in Russian).
2. Butuzov V.A. Rossiyskaya Geotermal'naya Energetika: Analiz Stoletnego Razvitiya Nauchnykh i Inzhenernykh Kontseptsiy. Okruzhayushchaya Sreda i Energovedenie. 2019;3:4—21. (in Russian).
3. Mavritskiy 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, 1973:87—97. (in Russian).
4. Atlas Kart Resursov Termal'nykh Vod SSSR. M.: Ministerstvo Geologii SSSR; VSEGINGEO, 1984. (in Russian).
5. Boguslavskiy E.I. Osvoenie Teplovoy Energii Nedr. M.: Sputnik, 2018. (in Russian).
6. Vasil'ev G.P. Teplokhladosnabzhenie Zdaniy i Sooruzheniy s Ispol'zovaniem Nizkopotentsial'noy Teplovoy Energii Poverkhnostnykh Sloev Zemli. M.: Granitsa, 2006. (in Russian).
7. Vasil'ev G.P. i dr. Geotermal'noe Teplosnabzhenie v Moskovskom Regione. Teploenergetika. 2008;1:85—96. (in Russian).
8. Kiryukhin A.V., Sugrobov V.M. Geotermal'nye Resursy Kamchatki i Blizhayshie Perspektivy Ikh Osvoeniya. Vulkanologiya i Seysmologiya. 2019;6:50—65. (in Russian).
9. Fedotov S.A. i dr. Vozmozhnosti Ispol'zovaniya Tepla Magmaticheskogo Ochaga Avachinskogo Vulkana i Okruzhayushchikh Ego Porod Dlya Teplo- i Elektrosnabzheniya. Vulkanologiya i Seysmologiya. 2007;1:32—46. (in Russian).
10. Alkhasov A.B. Geotermal'naya Energetika: Problemy, Resursy, Tekhnologii. M.: Fizmatlit, 2008. (in Russian).
11. Alkhasov A.B. Osvoenie Nizkopotentsial'nogo Geotermal'nogo Tepla. M.: Fizmatlit, 2017. (in Russian).
12. Alkhasov A.B. Institut Problem Geotermii i Vozobnovlyaemoy Energetiki — Filial Ob'edinennogo Instituta Vysokikh Temperatur RAN. Materialy VI Mezhdunar. Konf. «Vozobnovlyaemaya Energetika: Problemy i Perspektivy» i XII Shkoly Molodykh Uchenykh im. E.E. Shpil'rayna «Aktual'nye Problemy Osvoeniya Vozobnovlyaemykh Energoresursov». Makhachkala: Alef, 2020:4—12. (in Russian).
13. Kononov V.I., Polyak B.G., Khutorskoy M.Ya. Geotermal'nye Resursy Rossii. Georesursy. 2005;2:29—33. (in Russian).
14. Gnatus' N.A., Khutorskoy M.D. Teplo «Sukhikh» Gornykh Porod — Neischerpaemyy Istochnik Energii. Litologiya i Poleznye Iskopaemye. 2010;6:662—670. (in Russian).
15. Khutorskoy M.D., Karimov V.Yu., Kos'yanov V.A. Vozobnovlyaemaya i Netraditsionnaya Energetika — Mirovye i Otechestvennye Tendentsii Razvitiya. M.: FGBOU VO «MGRI», 2021. (in Russian).
16. Cherkasov S.V. Metodologicheskie Osnovy Sozdaniya i Ekspluatatsii Prirodno-tekhnogennykh Sistem Geotermal'noy Energetiki: Avtoref. Dis. … Dokt. Tekhn. Nauk. M.: Gosudarstvennyy Geologicheskiy Muzey im. V.I. Vernadskogo, 2021. (in Russian).
17. Svid-vo o Registratsii Programmy dlya EVM № 2014616264 RUS. Programma dlya Termodinamicheskogo Modelirovaniya Rezervuara Teploenergeticheskikh Vod GEOTHERM. Vaganova N.A., Filimonov M.Yu., Cherkasov S.V., Mintsaev M.Sh. (in Russian).
18. Shulyupin A.V., Varlamova N.N. Sovremennye Tendentsii v Osvoenii Geotermal'nykh Resursov. Georesursy. 2020;22;4:113—122. (in Russian).
19. Shulyupin A.V. Sposoby Obespecheniya Ustoychivoy Raboty Parovodyanykh Skvazhin. Georesursy. 2019;21;1:99—106. (in Russian).
20. Tomarov G.V., Nikol'skiy A.I., Semenov V.N., Shipkov A.A. Geotermal'naya Energetika. M.: Teploenergetik, 2015. (in Russian).
21. Tomarov G.V., Shipkov A.A., Sorokina E.V. Vybor Optimal'nogo Rabochego Tela dlya Binarnykh Ustanovok na Predel'no Nizkotemperaturnom Teplonositele. Teploenergetika. 2016;12:59—67. (in Russian).
22. Tomarov G.V., Shipkov A.A. Mul'tikaskadnye Geotermal'nye Binarnye Energokompleksy: Utilizatsiya Srednetemperaturnogo Teplonositelya (120 °S). Teploenergetika. 2022;5:49—57. (in Russian).
23. Tomarov G.V., Shipkov A.A. Mul'tikaskadnye Geotermal'nye Binarnye Energokompleksy: Utilizatsiya Vysokotemperaturnogo Teplonositelya (180 °S). Teploenergetika. 2022;4:31—40. (in Russian).
24. Tomarov G.V., Sрipkov A.A. Geotermal'naya Kombinirovannaya Binarnaya Elektrostantsiya s Sistemoy Peregreva Para Vtorichnogo Vskipaniya: Vybor Optimal'nykh Rabochikh Tel. Teploenergetika. 2019;11:63—71. (in Russian).
25. Tomarov G.V. Geotermal'nye Energotekhnologii Rossii. Vestnik MEI. 2020;4:29—41. (in Russian).
26. Alkhasov A.B., Alkhasova D.A., Ramazanov A.Sh., Kasparova M.A. Perspektivy Osvoeniya Vysokotemperaturnykh Vysokomineralizovannykh Resursov Tarumovskogo Geotermal'nogo Mestorozhdeniya. Teploenergetika. 2016;6:25—30. (in Russian).
27. Alkhasov A.B., Alkhasova D.A. Kompleksnoe Ispol'zovanie Nizkopotentsial'nykh Termal'nykh Vod Yuga Rossii dlya Teplo-, Vodosnabzheniya i Resheniya Ekologicheskikh Problem. Teploenergetika. 2019;5:82—88. (in Russian).
28. Aliev R.M., G.B. Badavov, Bayramov A.M. Tekhniko-ekonomicheskie Osobennosti Stroitel'stva Geotermal'nykh Skvazhin. Geoenergy: Materialy Mezhdunar. Konf. 2015:14—22. (in Russian).
29. Butuzov V.A., Amerkhanov R.A., Grigorash O.V. Geotermal'noe Teplosnabzhenie v Rossii. Teploenergetika. 2020;3:3—14. (in Russian).
30. Butuzov V.A. Geotermiya Kubani, Stavropol'ya, Adygei i Karachaevo-Cherkessii. Energiya: Ekonomika, Tekhnika, Ekologiya. 2021;3:48—59. (in Russian).
31. Mintsaev M.Sh., Yakubov T.V., Barzaeva M.A. Tekhniko-ekonomicheskoe Obosnovanie Ispol'zovaniya Geotermal'nykh Resursov dlya Otopleniya Teplichnykh Kompleksov. Vestnik Gazovoy Nauki. 2021;4(49):176—183. (in Russian).
32. Mintsaev M.Sh., El'sunkaeva E.V. Razrabotka GIS-modulya dlya Kompleksnogo Monitoringa Geologicheskoy Sredy Khankal'skogo Mestorozhdeniya Chechenskoy Respubliki. Monitoring. Nauka i Tekhnologii. 2021;3(49):51—56. (in Russian).
33. Mintsaev M.Sh., Khakimov Z.L., Labazanov M.A. Avtomatizirovannaya Sistema Upravleniya Khankal'skoy Geotermal'noy Stantsiey s Tsirkulyatsionnoy Sistemoy Otbora Glubinnogo Tepla Zemli — Obrazovatel'nyy Aspekt. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Severo-Kavkazskiy Region. Seriya «Tekhnicheskie Nauki». 2022;11(213):31—37. (in Russian)
---
For citation: Butuzov V.A., Bryantseva E.V. An Overview of the Activities of Modern Russian Scientific Schools of Geothermal Energy. Bulletin of MPEI. 2024;2:85—91. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-2-85-91
Опубликован
2023-12-21
Раздел
Энергетические системы и комплексы (технические науки) (2.4.5)