En 2013-2014, il joue deux matchs avec l'Ijstal Ijevsk dans la VHL, le deuxième échelon russe.
Lors de la saison 2013-2014, il est prêté plus régulièrement à l'Ijstal Ijevsk. L'équipe atteint la finale de la Coupe Bratine et s'incline quatre victoires à deux face au Toros Neftekamsk.
En 2015-2016, il dispute une partie avec le Severstal Tcherepovets avant d'être échangé au Metallourg Novokouznetsk en retour de Roman Berdnikov et Pavel Dorofeïev le . Sur la saison régulière, il compte treize points dont huit buts en trente-huit parties.
Lors de la saison 2016-2017, Zemtchenko marque dix buts pour vingt-trois points en cinquante-quatre parties, soit la meilleure saison de sa carrière dans la KHL. Le Metallourg Novokouznetsk termine dernier de la KHL.
Il signe au Sibir Novossibirsk le . Le 6 octobre 2017, il est échangé au Severstal Tcherepovets en retour d'une compensation monétaire.
Il retourne au Metallourg Novokouznetsk en 2018-2019, l'équipe évoluant alors dans la VHL. Il inscrit quinze points en trente-neuf rencontres de saison régulière.
Lors de la saison 2019-2020, il porte les couleurs de trois clubs de VHL : le Molot Prikamie Perm, le HK Tambov et le KRS-BSU Pékin en Chine. Il dispute un total de trente-cinq matchs pour dix-huit points.
Il a représenté la Russie en sélection jeune. Il participe au Championnat du monde junior2012. Il est aligné par l'entraîneur Valeri Braguine au centre de la quatrième ligne. la Russie décroche la médaille d'argent. Lors de la finale, elle est battue 1-0 en prolongation par la Suède sur un but de Mika Zibanejad.
Trophées et honneurs personnels
MHL
2011 : participe au Match des étoiles avec la Conférence Ouest.
