ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ
The post-war recovery of Ukraine envisions the development of a modern energy infrastructure based on the principles of sustainable development, energy efficiency, and climate neutrality. Particular emphasis is placed on the advancement of heat pump technologies, decentralized heating systems, and t...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/588 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1856543205521096704 |
|---|---|
| author | Zurian , O. |
| author_facet | Zurian , O. |
| author_sort | Zurian , O. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-12-30T22:29:08Z |
| description | The post-war recovery of Ukraine envisions the development of a modern energy infrastructure based on the principles of sustainable development, energy efficiency, and climate neutrality. Particular emphasis is placed on the advancement of heat pump technologies, decentralized heating systems, and the use of local renewable low-grade energy resources. In this context, there arises the need for a comprehensive study of the environmental aspects of geothermal heat pump systems operating on groundwater, the determination of the limits of their safe operation, and the justification of conditions for their optimal application within the future sustainable energy supply system of Ukraine.This work presents a comprehensive analytical review of the environmental aspects of using open-loop geothermal heat pump systems operating on the “extraction–injection” principle, in which the heat carrier is extracted from and reinjected into aquifers. The study is based on a synthesis of current global scientific publications involving field observations, laboratory research, and mathematical modeling, complemented by environmental-regulatory analysis of thermal impacts on groundwater and an examination of the regulatory frameworks of Ukraine and European Union countries. Special attention is devoted to issues of thermal and chemical impacts on aquifers during long-term operation, as well as to assessing their environmental safety within the context of Ukrainian hydrogeological conditions. The current regulatory framework of Ukraine concerning groundwater protection, water use, recreational and technical water supply is analyzed, and gaps related to the absence of specific regulations for geothermal systems with reinjection of the heat carrier are identified.The work proposes a set of environmental precaution criteria, including limits on groundwater return temperature, requirements to prevent chemical alterations, monitoring of water levels and well discharge, and the necessity of hydrogeological monitoring. Adaptation of the best European practices (Netherlands, Germany, Switzerland) to Ukrainian conditions is suggested. The analytical review demonstrates that the implementation of closed-loop geothermal systems with heat-carrier reinjection can be an environmentally safe and efficient solution for the development of sustainable energy in Ukraine, provided that the defined criteria are met and appropriate regulatory support is ensured. |
| first_indexed | 2026-02-08T07:59:31Z |
| format | Article |
| id | veorgua-article-588 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T07:59:31Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | veorgua-article-5882025-12-30T22:29:08Z ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ Zurian , O. geothermal heat pump systems, aquifer thermal energy storage, groundwater, environmental assessment, reinjection, thermal plume, low-grade energy, sustainable development. геотермальні теплонасосні системи, водоносні горизонти, підземні води, екологічний ризик, реін’єкція, теплова аномалія, низькопотенційна енергетика, сталий розвиток. The post-war recovery of Ukraine envisions the development of a modern energy infrastructure based on the principles of sustainable development, energy efficiency, and climate neutrality. Particular emphasis is placed on the advancement of heat pump technologies, decentralized heating systems, and the use of local renewable low-grade energy resources. In this context, there arises the need for a comprehensive study of the environmental aspects of geothermal heat pump systems operating on groundwater, the determination of the limits of their safe operation, and the justification of conditions for their optimal application within the future sustainable energy supply system of Ukraine.This work presents a comprehensive analytical review of the environmental aspects of using open-loop geothermal heat pump systems operating on the “extraction–injection” principle, in which the heat carrier is extracted from and reinjected into aquifers. The study is based on a synthesis of current global scientific publications involving field observations, laboratory research, and mathematical modeling, complemented by environmental-regulatory analysis of thermal impacts on groundwater and an examination of the regulatory frameworks of Ukraine and European Union countries. Special attention is devoted to issues of thermal and chemical impacts on aquifers during long-term operation, as well as to assessing their environmental safety within the context of Ukrainian hydrogeological conditions. The current regulatory framework of Ukraine concerning groundwater protection, water use, recreational and technical water supply is analyzed, and gaps related to the absence of specific regulations for geothermal systems with reinjection of the heat carrier are identified.The work proposes a set of environmental precaution criteria, including limits on groundwater return temperature, requirements to prevent chemical alterations, monitoring of water levels and well discharge, and the necessity of hydrogeological monitoring. Adaptation of the best European practices (Netherlands, Germany, Switzerland) to Ukrainian conditions is suggested. The analytical review demonstrates that the implementation of closed-loop geothermal systems with heat-carrier reinjection can be an environmentally safe and efficient solution for the development of sustainable energy in Ukraine, provided that the defined criteria are met and appropriate regulatory support is ensured. Післявоєнне відновлення України передбачає побудову сучасної енергетичної інфраструктури на принципах сталого розвитку, енергоефективності та кліматичної нейтральності. Особливий акцент робиться на розвитку технологій теплових насосів, децентралізованих систем теплопостачання та використанні локальних відновлюваних низькопотенційних ресурсів. У цьому контексті постає необхідність всебічного дослідження екологічних аспектів геотермальних теплонасосних систем на підземних водах, визначення меж їх безпечної експлуатації та обґрунтування умов їх оптимального застосування в майбутній системі сталого енергозабезпечення України.У роботі здійснено комплексний аналітичний огляд екологічних аспектів використання геотермальних теплонасосних систем відкритого типу, що працюють за принципом «видобуток – нагнітання» теплоносія у водоносні горизонти. Дослідження ґрунтується на узагальненні сучасних світових наукових публікацій щодо польових спостережень, лабораторних досліджень та математичного моделювання, доповнених екологічно-нормативним аналізом моделювання теплових впливів на підземні води, аналізі нормативно-правової бази України та країн Європейського Союзу. Особлива увага приділена питанням температурного та хімічного впливу на водоносні горизонти під час довготривалої експлуатації таких систем, а також оцінюванню їх екологічної безпеки в контексті українських гідрогеологічних умов. Проаналізовано чинну нормативну базу України щодо охорони підземних вод, водокористування, рекреаційного та технічного водопостачання, а також визначено прогалини, пов’язані з відсутністю спеціального регулювання геотермальних систем з реін’єкцією теплоносія.У роботі сформовано комплекс критеріїв екологічної обережності, включно з обмеженням на температуру повернення води, вимогами до відсутності хімічних змін, контролем за рівнем та дебітом свердловин, а також необхідністю гідрогеологічного моніторингу. Запропоновано адаптацію кращих європейських практик (Нідерланди, Німеччина, Швейцарія) до умов України. Аналітичний огляд демонструє, що впровадження замкнених геотермальних систем з поверненням теплоносія може бути екологічно безпечним та ефективним рішенням для розвитку сталої енергетики України за умови дотримання визначених критеріїв та належного нормативного супроводу. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-12-28 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/588 10.36296/1819-8058.2025.4(83).263-274 Возобновляемая энергетика; № 4(83) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 263-274 Відновлювана енергетика; № 4(83) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 263-274 Vidnovluvana energetika ; No. 4(83) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 263-274 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.4(83) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/588/499 Copyright (c) 2025 Vidnovluvana energetika |
| spellingShingle | geothermal heat pump systems aquifer thermal energy storage groundwater environmental assessment reinjection thermal plume low-grade energy sustainable development. Zurian , O. ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ |
| title | ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ |
| title_full | ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ |
| title_fullStr | ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ |
| title_full_unstemmed | ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ |
| title_short | ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД ЯК ТЕПЛОНОСІЯ У НИЗЬКОПОТЕНЦІЙНИХ ГЕОТЕРМАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ЗІ ЗВОРОТНИМ ЗАКАЧУВАННЯМ |
| title_sort | екологічні аспекти використання підземних вод як теплоносія у низькопотенційних геотермальних системах зі зворотним закачуванням |
| topic | geothermal heat pump systems aquifer thermal energy storage groundwater environmental assessment reinjection thermal plume low-grade energy sustainable development. |
| topic_facet | geothermal heat pump systems aquifer thermal energy storage groundwater environmental assessment reinjection thermal plume low-grade energy sustainable development. геотермальні теплонасосні системи водоносні горизонти підземні води екологічний ризик реін’єкція теплова аномалія низькопотенційна енергетика сталий розвиток. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/588 |
| work_keys_str_mv | AT zuriano ekologíčníaspektivikoristannâpídzemnihvodâkteplonosíâunizʹkopotencíjnihgeotermalʹnihsistemahzízvorotnimzakačuvannâm |