Geothermal resources of Ukraine
Geothermal resources (W) are quite a novel type of extractable resources. Their consumption, however, is among the world’s fastest growing power industries. Our evaluations of W were largely focused on 1) resources that can be used for heat supply, 2) on the extraction, with the help of a geo-circul...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/147494 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Репозитарії
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543386712932353 |
|---|---|
| author | Gordienko, I. Gordienko, V. Zavgorodnyaya, O. |
| author_facet | Gordienko, I. Gordienko, V. Zavgorodnyaya, O. |
| author_sort | Gordienko, I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2020-10-07T11:11:18Z |
| description | Geothermal resources (W) are quite a novel type of extractable resources. Their consumption, however, is among the world’s fastest growing power industries. Our evaluations of W were largely focused on 1) resources that can be used for heat supply, 2) on the extraction, with the help of a geo-circulation system (GCS), of water at a temperature (T) of at least 60 °C, and 3) on its (water) release back into the Earth at T = 20 °C. Economic appraisals point to a plausible achievement of commercial viability (provided that the most efficient technologies are employed) starting from the geothermal gradient equaling 0.02—0.025 °C/m (W = 2.5 tons of standard fuel per m2 (t s.f./m2) with the drilling to a depth of 6 km). Calculations were performed not just for the depth of 6 km, but also for the drilling depths of 3 and 4.5 km. It has to be mentioned that the estimated W magnitude is not exhaustive as regards heat reserves within the Earth. After the energy has been extracted from the depths of 5.5 to 6 km, it can be further recovered from shallower depths. In the Dnieper-Donets basin (DDB), for example, he-at reserves estimated with the help of the formula for 6 km can be increased by a factor of 4.5 if other depth intervals are also exploited. To calculate W the mean rock thermal conductivity values (1.7—2.65 W/m × °C) were used. W was calculated for all the 5,500 sites with known values of deep-seated heat flow. The contour interval was approximately matched with the double error in the W determination. The maps show that cost-effective fossil fuel energy resources abound in three large basins: western, eastern, and southern. In central Ukraine, they only occur within small areas. Yet, the said territory, largely the Ukrainian Shield and its flanks, is least covered by studies in terms of the deep-seated heat flow. Marketable resources have been found within the only well-explored portion of the area (at the center of the shield and its northeastern margin). The richest W resources amounting to 10 t s.f./ m2 have been located in Transcarpathia’s (TC) western basin. This estimate exceeds reserves of major deposits of oil or gas. But the average W (hereinafter referring to the drilling depth of 6 km) is about 3.5—4 t s.f./m2. The total amount of energy in the basin is about 0.2 trillion t s.f./ m2. High W in the eastern basin has only been recorded in isolated areas of the Donbas (5—7 t s.f./ m2). In the main part of the DDB, W equals about 3 t s.f./ m2. Therefore, the average W value for the basin is 3—3.5 t s.f./ m2. The total estimated resources come up to about 0.3 trillion tons of standard fuel. In the southern basin of the central Crimea W reaches 7—8 trillion tons of standard fuel per m2, but on the considerable part of the territory W is about 3—4 t s.f./ m2. The composite amount of energy in the basin is about 0.3 trillion tons of standard fuel. Ukraine’s total fossil fuel resources (as discovered to date) within the depth range of 5.5—6 km are 20 times higher than all fossil fuel reserves on its territory. Minimal amounts of fossil fuel resources suitable for the production of steam electricity without additional heating can be found with the drilling depth of 4.5 km only in some parts of TC. With the drilling depth of 6 km, the re-sources might reach commercial level in TC and in isolated areas of the Crimea and the Donbas. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:10:12Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-147494 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T11:10:12Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-1474942020-10-07T11:11:18Z Geothermal resources of Ukraine Геотермальные ресурсы Украины Геотермальні ресурси України Gordienko, I. Gordienko, V. Zavgorodnyaya, O. Earth’s deep-seated heat flow geothermal energy assessment of geothermal resources Geothermal resources (W) are quite a novel type of extractable resources. Their consumption, however, is among the world’s fastest growing power industries. Our evaluations of W were largely focused on 1) resources that can be used for heat supply, 2) on the extraction, with the help of a geo-circulation system (GCS), of water at a temperature (T) of at least 60 °C, and 3) on its (water) release back into the Earth at T = 20 °C. Economic appraisals point to a plausible achievement of commercial viability (provided that the most efficient technologies are employed) starting from the geothermal gradient equaling 0.02—0.025 °C/m (W = 2.5 tons of standard fuel per m2 (t s.f./m2) with the drilling to a depth of 6 km). Calculations were performed not just for the depth of 6 km, but also for the drilling depths of 3 and 4.5 km. It has to be mentioned that the estimated W magnitude is not exhaustive as regards heat reserves within the Earth. After the energy has been extracted from the depths of 5.5 to 6 km, it can be further recovered from shallower depths. In the Dnieper-Donets basin (DDB), for example, he-at reserves estimated with the help of the formula for 6 km can be increased by a factor of 4.5 if other depth intervals are also exploited. To calculate W the mean rock thermal conductivity values (1.7—2.65 W/m × °C) were used. W was calculated for all the 5,500 sites with known values of deep-seated heat flow. The contour interval was approximately matched with the double error in the W determination. The maps show that cost-effective fossil fuel energy resources abound in three large basins: western, eastern, and southern. In central Ukraine, they only occur within small areas. Yet, the said territory, largely the Ukrainian Shield and its flanks, is least covered by studies in terms of the deep-seated heat flow. Marketable resources have been found within the only well-explored portion of the area (at the center of the shield and its northeastern margin). The richest W resources amounting to 10 t s.f./ m2 have been located in Transcarpathia’s (TC) western basin. This estimate exceeds reserves of major deposits of oil or gas. But the average W (hereinafter referring to the drilling depth of 6 km) is about 3.5—4 t s.f./m2. The total amount of energy in the basin is about 0.2 trillion t s.f./ m2. High W in the eastern basin has only been recorded in isolated areas of the Donbas (5—7 t s.f./ m2). In the main part of the DDB, W equals about 3 t s.f./ m2. Therefore, the average W value for the basin is 3—3.5 t s.f./ m2. The total estimated resources come up to about 0.3 trillion tons of standard fuel. In the southern basin of the central Crimea W reaches 7—8 trillion tons of standard fuel per m2, but on the considerable part of the territory W is about 3—4 t s.f./ m2. The composite amount of energy in the basin is about 0.3 trillion tons of standard fuel. Ukraine’s total fossil fuel resources (as discovered to date) within the depth range of 5.5—6 km are 20 times higher than all fossil fuel reserves on its territory. Minimal amounts of fossil fuel resources suitable for the production of steam electricity without additional heating can be found with the drilling depth of 4.5 km only in some parts of TC. With the drilling depth of 6 km, the re-sources might reach commercial level in TC and in isolated areas of the Crimea and the Donbas. Геотермальные ресурсы (W) - достаточно новый тип полезных ископаемых, но их потребления - одно из самых быстрорастущих отраслей мировой энергетики. Расчеты величины W ориентировано на ресурсы, которые могут быть использованы в теплоснабжении, добычи воды с температурой (T) не ниже 60 ° С с использованием системы геоциркуляции и возврата воды в недра с T = 20 ° С. Экономические оценки предусматривают достижение рентабельности (при использовании наиболее рациональных технологий) начиная с геотермического градиента 0,02-0,025 ° С / м (W = 2,5 т усл. П. (Тонна условного топлива) / м2 до глубины 6 км). Расчеты выполнены не только для глубины 6 км, но и для глубины бурения 3 и 4,5 км. Отметим, что вычисленное значение W не вполне отражает тепловые ресурсы недр. После добычи энергии из глубины 5,5-6 км процесс может быть продлен на меньших глубинах. Например, в Днепровско-Донецкой впадине (ДДЗ) ресурсы, рассчитанные по формуле для глубины 6 км, могут быть увеличены в 4,5 раза за счет экстракции из других диапазонов глубин. Для расчета использованы средние значения теплопроводности горных пород (1,7-2,65 Вт / (м • ° С)). Ресурсы W рассчитан на всех 5500 точках, где определена величина глубинного теплового потока. Интервал между изолиниями почти совпадает с двойной ошибкой вычисления W. На картах показано, что рентабельные геотермальные ресурсы распределены в трех крупных бассейнах - западном, восточном и южном. В Центральной Украине они случаются только на небольших участках. Тепловой поток на этой территории (главным образом, Украинский щит и его склоны) изучено меньше всего. В единой хорошо изученной части (центральной и в северо-восточной границы щита) обнаружено рентабельные ресурсы. Наибольшее значение W получено для западного бассейна - Закарпатье (до 10 т ум.п. / м2), что превышает ресурсы крупного нефтяного или газового месторождения, но среднее значение W (здесь и далее для глубины бурения 6 км) составляет около 3,5 4 т ум.п. / м2. Общее количество энергии в бассейне составляет около 0200000000000 т ум.п. В восточном бассейне высокую величину W (5-7 т ум.п. / м2) зафиксировано лишь в некоторых районах Донбасса. Основная часть территории имеет W около 3 т ум.п. / м2, среднее значение в бассейне - 3-3,5 т ум.п. / м2. Общие ресурсы составляют около 0300000000000 т ум.п. В южном бассйни, в центральной части Крыма, W равна 7-8 т ум.п. / м2, но в большей части территории - около 3-4 т ум.п. / м2. Общее количество энергии бассейна оценен в "0300000000000 т ум.п. Общие геотермические ресурсы Украины в диапазоне глубин 5,5-6 км (определены до сих пор) превышают в 20 раз запасы всех горючих ископаемых на ее территории. Геотермальные ресурсы, пригодные для получения пара (электрической энергии) без дополнительного нагрева, проявляются в минимальном количестве на глубине бурения 4,5 км только в части Закарпатья. В скважинах на глубине 6 км эти ресурсы достигают рентабельного уровня на Закарпатье и ограниченных территориях Крыма и Донбасса. Геотермальні ресурси (W) — досить новий тип корисних копалин, але їх споживання — одне з найбільш швидкозростаючих галузей світової енергетики. Розрахунки величини W орієнтовано на ресурси, які можуть бути використані у теплопостачанні, видобутку води з температурою (T) не нижче 60 °С з використанням системи геоциркуляції та повернення води в надра з T = 20 °С. Економічні оцінки передбачають досягнення рентабельності (за використання найбільш раціональних технологій) починаючи з геотермічного градієнта 0,02—0,025 °С/м (W = 2,5 т ум. п. (тонна умовного палива)/м2 до глибини 6 км). Розрахунки виконано не лише для глибини 6 км, а й для глибини буріння 3 і 4,5 км. Зазначимо, що обчислене значення W не повністю відображає теплові ресурси надр. Після видобутку енергії з глибини 5,5—6 км процес може бути продовжений на менших глибинах. Наприклад, у Дніпровсько-Донецькій западині (ДДЗ) ресурси, розраховані за формулою для глибини 6 км, можуть бути збільшені в 4,5 раза за рахунок екстракції з інших діапазонів глибин. Для розрахунку використано середні значення теплопровідності гірських порід (1,7—2,65 Вт/(м • °С)). Ресурси W розраховано на всіх 5500 точках, де визначено величину глибинного теплового потоку. Інтервал між ізолініями майже збігається з подвійною похибкою обчислення W. На картах показано, що рентабельні геотермальні ресурси розподілені у трьох великих басейнах — західному, східному і південному. У Центральній Україні вони трапляються лише на невеликих ділянках. Тепловий потік на цій території (головним чином, Український щит та його схили) вивчено щонайменше. В єдиній добре вивченій частині (центральній та у північно-східної межі щита) виявлено рентабельні ресурси. Найвище значення W отримано для західного басейну — Закарпаття (до 10 т ум.п./м2), що перевищує ресурси великого нафтового або газового родовища, але середнє значення W (тут і далі для глибини буріння 6 км) становить близько 3,5—4 т ум.п./м2. Загальна кількість енергії в басейні дорівнює близько 0,2 трлн т ум.п. У східному басейні високу величину W (5—7 т ум.п./м2) зафіксовано лише в деяких районах Донбасу. Основна частина території має W близько 3 т ум.п./м2, середнє значення в басейні — 3—3,5 т ум.п./м2. Загальні ресурси становлять близько 0,3 трлн т ум.п. У південному бассйні, у центральній частині Криму, W дорівнює 7—8 т ум.п./м2, але в більшій частині території — близько 3—4 т ум.п./м2. Загальну кількість енергії басейну оцінено у » 0,3 трлн т ум.п. Загальні геотермічні ресурси України у діапазоні глибин 5,5—6 км (визначені до цього часу) перевищують у 20 разів запаси всіх горючих копалин на її території. Геотермальні ресурси, придатні для одержання пари (електричної енергії) без додаткового нагріву, проявляються у мінімальній кількості на глибині буріння 4,5 км лише в частині Закарпаття. У свердловинах на глибині 6 км ці ресурси досягають рентабельного рівня на Закарпатті й обмежених територіях Криму та Донбасу. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2018-11-26 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/147494 10.24028/gzh.0203-3100.v40i5.2018.147494 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 40 No. 5 (2018); 269-285 Геофизический журнал; Том 40 № 5 (2018); 269-285 Геофізичний журнал; Том 40 № 5 (2018); 269-285 2524-1052 0203-3100 en https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/147494/195638 Copyright (c) 2020 Geofizicheskiy Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Earth’s deep-seated heat flow geothermal energy assessment of geothermal resources Gordienko, I. Gordienko, V. Zavgorodnyaya, O. Geothermal resources of Ukraine |
| title | Geothermal resources of Ukraine |
| title_alt | Геотермальные ресурсы Украины Геотермальні ресурси України |
| title_full | Geothermal resources of Ukraine |
| title_fullStr | Geothermal resources of Ukraine |
| title_full_unstemmed | Geothermal resources of Ukraine |
| title_short | Geothermal resources of Ukraine |
| title_sort | geothermal resources of ukraine |
| topic | Earth’s deep-seated heat flow geothermal energy assessment of geothermal resources |
| topic_facet | Earth’s deep-seated heat flow geothermal energy assessment of geothermal resources |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/147494 |
| work_keys_str_mv | AT gordienkoi geothermalresourcesofukraine AT gordienkov geothermalresourcesofukraine AT zavgorodnyayao geothermalresourcesofukraine AT gordienkoi geotermalʹnyeresursyukrainy AT gordienkov geotermalʹnyeresursyukrainy AT zavgorodnyayao geotermalʹnyeresursyukrainy AT gordienkoi geotermalʹníresursiukraíni AT gordienkov geotermalʹníresursiukraíni AT zavgorodnyayao geotermalʹníresursiukraíni |