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中國發展油頁岩產業的可行性

發布時間:2021-01-29 00:49:14

『壹』 對全國油頁岩勘查工作的建議

(一)問題

目前全國已經勘探、詳查取得的探明油頁岩資源儲量只能保證發展到800×104t/a的頁岩油產能,不足以支持我國大規模發展油頁岩煉油產業,資源制約嚴重。如要實現2020年、2030年頁岩油產能分別達到800×104t和2000×104t,需要今後新增探明油頁岩地質儲量分別為150×108t和380×108t以上,新增查明油頁岩資源儲量分別為1200×108t和3000×108t以上。

全國油頁岩地質勘查工作缺乏行業規劃引導,即給政府的資源管理帶來被動,也使企業的油頁岩地質勘查工作具有一定的盲目性。

全國油頁岩資源家底依然不清。2004~2006年完成的全國油頁岩資源評價工作主要是依靠對前人數據的整理和核算,缺少必要的實物工作量投入,缺乏全國油頁岩成礦規律研究和成礦預測,得出的結果在很大程度上值得推敲。

我國缺乏統一的油頁岩地質勘查規范和評價標准。過去,我國油頁岩勘查報告提交部門很多,有地質、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部門,而且資料時間跨度大。每個部門採用的地質勘查規范和資源評價標准、儲量體系不同;不同時期、不同部門對油頁岩資源評價採用的邊界指標不一,僅含油率邊界品位有3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、4.7%、5.0%、5.5%、6.0%、6.3%等不同標准,其他指標如油頁岩的有效厚度、面積等參數界定和選取、熱值的要求也存在很大的差別。實驗室含油率的計算標准也不統一,同一個礦區的油頁岩含油率過去與現在的測試值差別普遍較大,一般過去測試值偏低,其原因即有現在實驗技術水平提高所致(密封條件好,對干餾油氣的收集較好),也有標准不統一所致。

另外,我國不同礦區油頁岩含水差別較大,僅用濕法(不扣除水分)計算的含油率評價油頁岩的優劣似乎不科學。對於那些含水較高的油頁岩,如海南儋州油頁岩,低溫干餾求得的平均含水為12.58%、平均含油率5.10%(整個含礦區平均含油率4.87%),如按干基方法(扣除水分)計算,則平均含油率上升到5.83%(整個含礦區平均含油率上升到5.57%),可以多計算可采資源儲量。在油頁岩干餾過程中,含水高的油頁岩多消耗熱能,但對油頁岩的出油影響不大。如含油率按干基方法計算,似乎更合理,各礦區之間更好對比。

(二)建議

1.加強全國油頁岩資源勘查工作

編制全國油頁岩地質勘查規劃,將油頁岩勘查納入《地質礦產保障工程》。加強全國油頁岩資源勘查工作,為我國油頁岩產業高速發展提供基礎保障。根據油頁岩成礦條件、分布規律和已有勘查工作基礎,研究、預測全國油頁岩資源遠景區,提出全國油頁岩勘查規劃區,包括重點勘查區、遠景調查區和一般勘查區;在此基礎上,由國土資源部組織編制全國油頁岩地質勘查規劃(作為對現有《全國地質勘查規劃的補充》),提出全國近期、中長期油頁岩地質勘查目標和重點任務。

實施全國油頁岩資源調查評價。由中央財政出資,由中國地質調查局統一部署和組織實施全國油頁岩資源調查評價,完成全國油頁岩成礦預測、新一輪全國油頁岩資源評價,進一步掌握全國油頁岩資源潛力。重點開展鄂爾多斯盆地銅川—子長、銅川—彬縣、松遼盆地松北(黑龍江省)和松南(吉林省)、新疆博格達山北麓、河南桐柏吳城、青藏高原地區倫坡拉盆地、羌塘盆地比洛錯、柴達木盆地北緣魚卡、四川盆地宜賓內江、遼寧建昌盆地凌源、甘肅省炭山嶺、茂名盆地深部油頁岩遠景區等10餘個油頁岩含礦區(圖7-1)的油頁岩遠景調查和潛力評價。力爭在2015年前、2025年前分別新增查明油頁岩資源儲量1200×108t和3000×108t以上。

加強條件好的含礦區的油頁岩地質勘查工作。首先選擇油頁岩資源量大(包括預查、普查、詳查資源量)、開發外部條件優越的油頁岩含礦區,進一步選擇含油率相對較高的勘查區(圖7-1),加強地質勘查工作,落實更多的探明儲量,為大規模發展頁岩油產業奠定原料基礎,這是最重要的、也是急需要做的事項。近期鼓勵企業重點開展廣東省茂名盆地、河南省桐柏盆地吳城、黑龍江省大楊樹盆地阿榮旗和老黑山、內蒙古巴格毛德和楊樹溝盆地奈曼、遼寧省黑山盆地野馬套海和建昌盆地凌源、鄂爾多斯盆地彬縣和淳化及銅川、甘肅省民和盆地海石灣和碳山嶺、山東省渤海灣盆地昌樂五圖和膠萊盆地黃縣、新疆准噶爾盆地妖魔山等含礦區的詳查、勘探或補充勘探工作。力爭在2015年前、2025年前分別新增探明油頁岩地質儲量150×108t和380×108t以上。

開展油頁岩成礦規律研究和成礦預測。針對我國油頁岩成因類型、賦存類型多樣以及成礦條件復雜等特點,從油頁岩特徵和油頁岩成礦條件出發,建立我國陸相、海相等不同成因環境中坳陷、斷陷等不同盆地類型的油頁岩成礦理論和模式;在此基礎上,進一步開展我國油頁岩的富集規律研究。建立油頁岩成礦理論,指導我國油頁岩資源的科學預測與評價工作。

2.制定出全國統一的油頁岩地質勘查技術規范和評價標准

中國地質調查局部署不同地貌景觀環境、不同構造復雜程度的油頁岩勘查試點工作,確定不同勘查階段的合理勘探網度。在此基礎上,吸收過去不同行業部門舊規范的合理部分,研究並制定出全國統一的油頁岩地質勘查技術規范。

中國地質調查局在油頁岩勘查試點工作基礎上,針對油頁岩資源的不同利用方式(如頁岩煉油、燃燒發電)、不同工藝要求(如地面干餾、地下原位干餾),研究並制定出全國統一的油頁岩資源評價標准、資源儲量計算標准,包括評價技術方法,以及含油率、發熱量、礦層厚度、灰分、全硫、稀有金屬含量等參數指標體系。

3.統一含油率計算標准

建議統一採用實驗室鋁甑含油率;統一採用干基含油率(扣除水分)。

『貳』 國內外油頁岩開發利用前景及對策

張家強王德傑

(中國地質調查局發展研究中心,北京,100037)

一、油頁岩特徵

油頁岩(oil shale)是一種富含有機質、具有微細層理、可以燃燒的細粒沉積岩。油頁岩中有機質的絕大部分是不溶於普通有機溶劑的成油物質,俗稱「油母」。因此,油頁岩又稱「油母頁岩」。

油頁岩是一種能源礦產,屬於低熱值固態化石燃料。一般地,國際上常以每噸能產出0.25桶(即0.034噸)以上頁岩油的油頁岩稱為「油頁岩礦」,或者將產油率高於4%的油頁岩稱為礦。過去,我國將含油率在5%以上的油頁岩定為富礦,並計算儲量;含油率在5%以下的油頁岩定為貧礦,不計算儲量;也有將油頁岩產油率低於6%者定為貧礦,高於10%者定為富礦。

(一)油頁岩地質特徵

油頁岩外觀呈淺灰至深褐色,多呈褐色;具微細層理;相對密度為1.4~2.7噸/立方米。

油頁岩主要成分是有機質、礦物質和水分。油頁岩中油母含量約10%~50%。油母是由復雜的高分子有機化合物組成,富含脂肪烴結構,而較少芳烴結構。有機化合物主要由碳、氫及少量的氧、氮、硫元素組成;其氫碳原子比(H:C)為1.25~1.75,要高於煤炭的有機物質H:C比。油母含量高,氫碳原子比大,則油頁岩產油率高。油頁岩中礦物質有石英、高嶺土、粘土、雲母、碳酸鹽岩以及硫鐵礦等,但主要是粘土礦物。油頁岩中礦物質常與有機質均勻細密地混合,而且礦物質含量通常高於有機質。當油頁岩含有大量粘土礦物時,往往形成明顯的片理。水分含量與礦物質顆粒間的微孔結構有關,油頁岩中含有4%~25%不等的水分。

用於商業開採的油頁岩其有機質:礦物質之比約為0.75:5~1.5:5,低於煤炭中的有機質:礦物質比值。煤炭中該比值常大於4.75:5。

(二)油頁岩成因類型

根據沉積環境,油頁岩可分成陸相、湖相和海相3種基本成因類型。陸相油頁岩中的有機質是由富含脂質的有機物組成,主要有樹脂、孢子、蠟質表皮和那些常見於成煤濕地或沼澤的陸源植物根莖的軟組織,它們埋藏後經過煤化作用,形成油頁岩中的有機質,因此,這種油頁岩也是一種含有較高礦物質的腐泥煤。湖相油頁岩中的有機質母質主要是指生活於淡水、鹹水和鹽湖的低等浮游生物藻類,藻類埋藏後經腐化和煤化作用後形成油頁岩中的有機質。海相油頁岩中的有機質母質主要是海藻、未知單細胞微生物和海生鞭毛蟲。油頁岩的沉積環境范圍很廣,因此,油頁岩具有多種有機質和礦物質。

二、油頁岩用途

油頁岩不但可提煉出各種燃料油類,而且還可煉制出各種合成燃料氣體及化工原料,副產品還可用於制磚、水泥等建築材料。歸納起來,油頁岩有3種主要用途。

1.干餾製取頁岩油及相關產品

若將油頁岩打碎並加熱至500℃左右,就可以得到頁岩油。我國常稱頁岩油為人造石油。一般來說,1噸油頁岩可提煉出38~378升(相當於0.3~3.2桶)頁岩油。頁岩油加氫裂解精製後,可獲得汽油、煤油、柴油、石蠟、石焦油等多種化工產品。

2.作為燃料用來發電、取暖和運輸

首先是用來發電。利用油頁岩發電的形式有兩種,一是直接把油頁岩用作鍋爐燃料,產生蒸汽發電;另一種是把油頁岩低溫干餾,產生氣體燃料,然後輸送到內燃機燃燒發電。目前普遍採用前一種形式。其次,可以利用油頁岩燃燒供暖。在2001~2002年度,愛沙尼亞利用油頁岩發電和向居民、工業供暖所創造的效益分別占國家稅收的76%和14%,對其國民經濟具有重要意義。再次,可以利用油頁岩燃燒帶動發動機,用於長途運輸。

3.生產建築材料、水泥和化肥

作為副產品,油頁岩干餾和燃燒後的頁岩灰主要用於生產水泥、磚等建築材料。在德國,每年有30萬噸油頁岩用於水泥的生產。在我國,油頁岩干餾和燃燒後的半焦灰渣用來製造砌塊、磚、水泥、陶粒等建材產品。

此外,油頁岩還可以直接用於有機肥料的生產。如我國陝西銅川市匯源實業開發總公司就擬投資1000萬元,利用印台地區現有的油頁岩資源,在原有5萬噸磷肥生產線的基礎上進行技術改造,建設年產5萬噸油頁岩有機復合肥的生產線。

不同國家對油頁岩的用途不同。在愛沙尼亞,油頁岩主要用來發電和提煉頁岩油;在巴西,油頁岩主要用作運輸燃料;在德國,油頁岩主要用於製造水泥和建築材料;在中國和澳大利亞,油頁岩主要用於提煉頁岩油和用作燃料;在俄羅斯和以色列,油頁岩主要用於發電。

三、全球油頁岩分布及開發利用現狀

(一)全球油頁岩分布

不完全統計表明,全球油頁岩蘊藏資源量巨大,估計有10萬億噸,比煤資源量7萬億噸還多40%。表1統計了世界各國主要油頁岩礦床所蘊藏的頁岩油資源量。從中可以看出,全球油頁岩產於寒武系至第三系,主要分布於美國、扎伊爾、巴西、義大利、摩洛哥、約旦、澳大利亞、中國和加拿大等9個國家。目前,只有美國、澳洲、瑞典、愛沙尼亞、約旦、法國、德國、巴西和俄羅斯等國的部分油頁岩礦床做了詳細勘探和評價工作。其他很多礦床的資源潛力有待進一步探明。如果考慮到有些國家的數據沒有收集全,有些礦床的資源量沒有做充分的調查和評價,那麼全世界油頁岩蘊藏的頁岩油資源總量大體有2.6萬億桶或3662億噸。也有估計為4110億噸或4225億噸。無論如何,全球油頁岩含油量約比傳統石油資源量2710億噸(IEA,2002年《世界能源展望》)多50%以上。

表1世界油頁岩中的頁岩油資源(Matthews 1983)

續表

註:表中中國的數據是探明儲量,探明和預測儲量有205800百萬桶。

需要指出的是,全球油頁岩可采資源量中頁岩油總量可能要比估計小得多。有人估計只有282億噸。這是因為,實際可以獲得的資源量要受一些因素影響。例如,一些礦床埋藏太深以至於不能經濟開采;地面上的土地利用也在很大程度上限制了有些油頁岩礦床的開發,尤其是那些工業化程度高的城市。

(二)全球油頁岩開發利用現狀

油頁岩的開發利用可以追溯到17世紀。到19世紀時,油頁岩的年產規模達百萬噸,已經可以從油頁岩中生產一些諸如煤油、燈油、石蠟、燃料油、潤滑油、油脂、石腦油、照明氣和化學肥料、硫酸氨等產品。到20世紀早期,由於汽車、卡車的出現,油頁岩作為運輸燃料被大量開采。直到1966年,由於原油的大量開采利用,油頁岩作為主要礦物能源才退出歷史舞台。但是,現在油頁岩的利用更加廣泛,愛沙尼亞、巴西、中國、以色列、澳大利亞、德國等國對油頁岩的利用已經擴展到發電、取暖、提煉頁岩油、製造水泥、生產化學葯品、合成建築材料以及研製土壤增肥劑等各個方面。

油頁岩產量高的國家主要有愛沙尼亞、俄羅斯、巴西、中國和德國。有數據表明,世界油頁岩的產量經歷了兩個高峰期(見圖1)。第二個高峰期是在1980年,產量達到4540萬噸的歷史高峰。此後產量基本上一路下滑,到2000年,產量只有1600萬噸。

目前,全球油頁岩主要用於發電和供暖。據統計,2000年全球開採的油頁岩中有69%用於發電和供暖,25%用於提煉高收益的頁岩油及相關產品,6%用於生產水泥以及其他用途。

愛沙尼亞是世界油頁岩開發利用程度最高的國家。2002年,愛沙尼亞油頁岩的產量達1230萬噸,約佔世界產量的75%。2000年,全球頁岩油年產量約50萬噸,愛沙尼亞就生產了23.8萬噸,約佔世界產量的47%。愛沙尼亞有4個裝機容量為2967MW的油頁岩發電廠,它們也是世界上裝機容量最大的油頁岩發電廠。

圖11888~2000年愛沙尼亞、俄羅斯、巴西、中國和德國的油頁岩產量(百萬噸)

利用油頁岩生產頁岩油的國家還有巴西、中國和澳大利亞。巴西1999年生產了19.5萬噸頁岩油;中國2001年生產了8萬噸頁岩油;澳大利亞2001年生產了2.8萬噸頁岩油,2002年上升到6萬噸。

利用油頁岩發電的國家還有中國、以色列和德國。中國的油頁岩發電廠裝機總容量為24百萬瓦;以色列的油頁岩發電廠規模為12.5MW;德國的油頁岩發電廠規模為9.9MW。

隨著開發利用技術的進步和環保意識的增強,全球趨向於充分利用油頁岩資源。目前,油頁岩的利用已經更趨復合化、多元化。例如,在德國一個名叫DRZ的工廠中,油頁岩既用來發電作為工廠的動力,又用作煉渣磚的燃料和原材料,生產水泥、土壤或岩石的穩固劑、填充劑和密封材料。多餘的電能還可以賣給公眾電網。

四、我國油頁岩分布及開發利用現狀

(一)我國油頁岩分布

我國油頁岩資源較豐富,石炭系—第三系都有產出,但主要產於第三系。我國油頁岩資源未進行全面調查,還沒有能反映資源全貌的較為准確的數據,各種數據差別懸殊。從表2的數據看,地質部1980年公布的截至1979年底含油率大於5%的表內油頁岩儲量311.7億噸是可信的,撫順石油研究所的預測油頁岩儲量4520億噸的依據較充分,兩項合計為4831.7億噸,居世界第4位。

表2中國油頁岩資源預測總表

我國油頁岩礦的含油率一般大於5%,多在6%左右。若按含油率6%折算,我國頁岩油的遠景地質儲量達289.9億噸。已探明的儲量折算成頁岩油,至少有18.7億噸。若按撫順石油一廠、二廠的經驗數據,每33~35噸油頁岩生產1噸頁岩油折算,探明的油頁岩儲量311.7億噸,可生產9.17億噸油;預測儲量4520億噸,可生產132.9億噸油,兩項合計為142億噸。我國油頁岩的分布比較廣泛,但分布不均勻,主要分布於內蒙古、山東、山西、吉林、黑龍江、陝西、遼寧、廣東、新疆等9省。由於勘探程度較低,目前僅在14個省(區)計算了探明儲量,其中吉林、遼寧和廣東的儲量較多,合計約佔全國探明儲量的90%以上。有21個省(區)做了儲量預測,內蒙古、山東、山西、吉林和黑龍江等省的預測儲量大(見表3)。

表3我國部分省油頁岩資源量單位:億噸

1.吉林省

吉林省油頁岩資源量豐富,相當於100億噸石油,分布於二疊系—第三系。其中第三系、白堊系油頁岩遠景資源量就達209.05億噸。

吉林省油頁岩總地質儲量有499億噸。已列入儲量表的有7處礦床,總保有儲量174.5億噸,佔全國油頁岩儲量的55%,居第一位。油頁岩產地比較集中,主要分布在農安、樺甸、羅子溝3個地區。

農安油頁岩資源十分豐富。從農安至登婁庫7000餘平方公里范圍的普查獲知,5個礦床的保有儲量就有168.9億噸,佔全省儲量的97%,佔全國探明儲量的一半以上,具有較大的資源優勢。樺甸市油頁岩保有儲量30.6億噸。汪清縣羅子溝油頁岩儲量范圍為60平方公里,遠景儲量4.5億噸;已經探明儲量面積為19平方公里,儲量1.5億噸,平均含油品位大於或等於8%。

2.廣東省

廣東省的油頁岩資源也相當豐富,總地質儲量約132億噸。探明儲量75.7億噸,位居全國第二。油頁岩主要集中在茂名,探明儲量51億噸。

3.遼寧省

遼寧省油頁岩分布較廣,主要分布於撫順、錦州、阜新、葫蘆島、秦皇島等市,總地質儲量有109億噸。探明儲量有37億噸。錦州凌源市五家子礦區按含油率4%以上或4%~25%計算,油頁岩儲量為1098萬噸。

4.山西省

山西省有工業價值的油頁岩,主要形成於石炭紀和二疊紀,分布於蒲縣東河至洪洞三交河、保德縣腰庄一帶的古生代煤系地層中。山西省油頁岩推測儲量有430億噸,探明儲量有1.47億噸。蒲縣東河礦區D級油頁岩儲量為270.1萬噸,含油率6%~8%;底部伴有0.4~0.6米固體石油的腐泥煤,含油率為18%~24%。洪洞縣三交河礦區油頁岩和含油煤的儲量共有8462萬噸,含油率在6%左右。此外,大同、渾源等地,也探明有腐煤泥的儲藏。

5.陝西省

陝西省油頁岩分布較廣,銅川市宜君縣、咸陽市永壽縣、延河流域都有分布。其中以銅川居多,位居全省首位。

(二)我國油頁岩開發利用現狀

我國油頁岩綜合開發利用時間比較早,主要有吉林省、遼寧省和廣東省。早在20世紀50年代初,我國就在廣東茂名建造了油頁岩制油廠,我國石油主要以人造頁岩油為主。由於石油短缺,當時還出現了「是發展人造油還是發展石油」的爭論,後來「發展石油」,發現了大慶油田,「人造油」才漸漸退出主要地位。

廣東省茂名市石油公司油頁岩礦業公司經歷了半個世紀後,目前已經具備750立方米/年的採掘能力,有著豐富的干餾技術,並在油頁岩綜合利用方面取得可喜成果。例如,利用頁岩灰渣制磚和生產水泥;從排棄沙土中回收生產優質高嶺土,形成了年產高嶺土精粉3萬噸能力;利用頁岩灰渣做陶粒、陶織、塑膠製品摻和料、填充料。1996年,廣東省進行了油頁岩開發利用科技攻關,對油頁岩發電燃燒技術進行了應用研究,對茂名地區的油頁岩開發利用做了總體規劃。2001年,廣東省開始重視茂名地區油頁岩開發與環境保護,由環保局資助了項目《油頁岩廢渣場退化生態系統的生態恢復研究》。

吉林省油頁岩開發利用始於1958年,在國家支持下,由延邊州石油公司籌建了汪清縣羅子溝煉油廠,總投資約300萬元,生產頁岩油40噸,由於當時設備落後及其他原因,於1960年停產。1993年,遼寧省葫蘆島龍騰投資咨詢有限公司計劃投資8億元人民幣,在羅子溝建設油頁岩綜合開發利用工程。該項工程分三期建設完成,時間跨度為2004~2007年,工程完成後可形成年產300萬噸礦石、20萬噸頁岩油、5000公斤稀貴金屬的生產規模,並建成一個5000千瓦/時余熱發電廠、油頁岩綜合開發利用研究所、水泥廠、磚廠和稀貴金屬提煉廠等相關工程。

1993~1996年,在國家、省和地方政府的共同努力下,吉林省樺甸市建立了油頁岩示範電廠。1999年實現了年發電量9500萬千瓦/時,供熱面積達到53萬平方米。目前又在籌建二期工程,總體目標是:生產能力達到年耗油頁岩36萬噸,年發電量18000千瓦/時,年供電14400千瓦/時,年供熱310萬吉焦,年產建材30萬立方米。到2005年,總裝機達到4.3萬千瓦,年發電2.75億千瓦/時,年供熱310萬吉焦,總供熱面積達到150萬平方米,灰渣磚達到30萬立方米(據吉林政府網)。

此外,樺甸熱電廠也在積極招商引資,籌劃項目總經費達42169萬美元的工程。工程預計建設年產250萬噸油頁岩的礦區;利用采出的油頁岩建設年產20萬噸原油的煉油廠;利用煉油殘渣建設10萬千瓦的半焦發電廠;利用電廠半焦灰渣建設砌塊、水泥、陶粒等建材產品項目。

遼寧省油頁岩綜合開發利用也較早。目前,撫順是我國以油頁岩為原料的大型石油加工基地之一。2003年,遼寧省科技基金資助了《油頁岩高效合理利用研究》項目,目的是針對油頁岩制油新方法、頁岩油性質與深加工、油頁岩與廢舊高分子材料共煉等進行研究。

五、全球油頁岩開發利用前景

(一)目前油頁岩開發利用的局限性

全球油頁岩資源豐富,用途廣,開發利用時間也較早,但並不被大多數國家所重視。這主要有兩個方面的原因。

1.生產頁岩油和油頁岩發電成本高

油頁岩的最大使用潛力是提煉頁岩油。在傳統石油供給不足時,頁岩油可望成為石油的替代品;或者是在那些缺少石油資源或石油資源量不足的國家,為了降低對外依存度,可以用頁岩油替代石油,滿足本國建設的需要。然而,就目前技術看,油頁岩提煉頁岩油的成本要比生產或購買石油和其他燃料產品要高。愛沙尼亞2000年的經驗顯示,只有當原油的進口價高於25美元/桶、重油的進口價高於95美元/噸時,生產頁岩油才有經濟意義,頁岩油才有可能替代傳統的石油,滿足世界對化石能源的需求。

油頁岩的第二大使用潛力是發電。愛沙尼亞2000年的經驗顯示,只有當煤的進口價高於40美元/噸、天然氣的進口價高於3.5美元/兆英國熱單位(MBTU)時,用油頁岩發電才是經濟的。

2.對環境的污染較大

油頁岩的開采方式分地下開采和露天開采兩種。無論是地下采礦還是露天采礦,都需要把地下水位降低到含油頁岩層的層位以下,這樣做會危害到礦山附近的耕地和森林。根據粗略估算,為了得到1立方米油頁岩,一般需要抽出25立方米的地下水。抽出的地下水在沉澱水中的固體顆粒後才能排到河裡。系統監測顯示,采礦水在很大程度上增加了地面、地下水和湖泊中硫酸鹽的含量。在巴西,地下水水位和質量就長期被油頁岩采礦所擾亂。

用油頁岩發電,除了採用燃燒較充分的沸騰爐外(德國、以色列掌握這種技術),還有一些採用研磨後燃燒的傳統方式。研磨燃燒具有利用率低、高污染和高健康危害等不利特點,排除的氣體中還有細的、可吸入的揚塵。這些揚塵中含有有毒物質,它們不僅危及電廠附近的環境,而且也影響到遠離電廠的地區。另外,頁岩油生產過程中放出的熱、廢水和半焦炭物質也可能引起環境問題。

總而言之,在目前技術條件下,對油頁岩的利用存在很大的阻力。在未來若干年內,頁岩油還不能代替原油、煤炭在化石燃料市場上的地位。

(二)全球油頁岩開發利用前景

雖然目前油頁岩的開發利用還有局限性,但是,倘若今後技術能跟上環境的要求,能滿足經濟條件,那麼油頁岩開發利用前景將是十分光明。澳大利亞、愛沙尼亞對油頁岩開發利用前景十分看好,都制定出了宏偉計劃。德國、以色列對充分利用油頁岩資源和保護環境非常重視,開展了大量有關油頁岩綜合利用的研究,並掌握了先進技術。

在2002年11月愛沙尼亞首都塔林召開的《全球油頁岩的利用與展望》會議上,來自13個國家的230位專家討論認為,自1980年油頁岩的產量開始減少以後,油頁岩的開發利用前景在目前看來一片大好。當傳統油資源變得緊缺時,當污染小和效率更高的技術得到廣泛應用後,短期(2006年)、中期(2020年)及2020年以後,油頁岩的產量會逐漸增大。

1.2006年

在愛沙尼亞,由於社會對電的需求量有所增大,政府決定啟動「重建油頁岩地區計劃」。在2006年,愛沙尼亞發電廠和煉油廠將分別需要994萬噸和644萬噸的油頁岩,其他方面的用途可能持平,穩定在74萬噸左右。因此,愛沙尼亞的油頁岩產量將從1230萬噸增加到1700萬噸。在澳大利亞,2002年頁岩油的產量快速上升至6萬噸,耗油頁岩79萬噸;預計在2006年,這兩個數字將分別為55.6萬噸和700萬噸。受兩國產量增長影響,世界油頁岩的產量將由2000年的1600萬噸增加到2006年的2300萬噸。

2.2020年

各國政府出台的政策和相關條例是影響油頁岩競爭力的關鍵因素。在愛沙尼亞,規劃新建一座400萬噸規模的油頁岩工廠。倘若愛沙尼亞發電能採用沸騰爐技術,這些項目將能夠實施。屆時,油頁岩產量將達到2100萬噸以上。在澳大利亞,先進的ATP流程(Alberta Taciuk Processor)將成功商業化,可以使頁岩油的產量由2006年的55.6萬噸增加到2010~2013年的717萬噸/年,屆時需要年開采約1.14億噸油頁岩。因此,估計到2020年,世界油頁岩的消費量會有1.3億噸。

3.2020年以後

國際能源機構在「2002年世界能源展望」中預言,2020年以後,非傳統來源的石油供應量會有很大的增加,約佔世界石油需求總量的8%。這部分增量很可能由部分頁岩油來滿足。

六、建議

我國石油供需缺口逐年加大,石油供不應求的矛盾將長期存在。幸運的是,我國還有豐富的油頁岩資源。建議我國及早做好准備,迎接世界油頁岩大開發的到來。通過油頁岩大開發,接替部分常規油氣,緩解我國能源壓力。根據我國具體情況,提出以下建議。

1.開展全國新一輪油頁岩資源調查和評價

自1962年撫順石油研究所完成《中國油母頁岩資源調查報告》以來,我國已多年沒有對全國油頁岩資源進行調查評價。現有的評價資料都比較陳舊,而且零星,計算標准也不統一。至今,我國油頁岩資源家底不清,這將嚴重製約我國油頁岩資源的開發和宏觀管理。2003年啟動的第三輪全國油氣資源評價中,包括了油頁岩評價。但是,這次評價並不投入調查工作,評價結果很難有說服力。因此,建議結合全國油氣普查工作,開展我國新一輪油頁岩資源調查和評價。

2.為東北危機礦山資源接替服務

油頁岩礦多與煤礦共生。我國東北地區的多數煤礦及其附近存在豐富的油頁岩資源。由於幾十年甚至上百年的開采,東北地區的一些重要煤礦,如遼寧撫順煤礦和阜新煤礦已經成為危機礦山和礦城;黑龍江的鶴崗、雙鴨山、雞西、七台河都存在「四礦」問題,其中鶴崗煤礦已經成為可供性危機礦山。建議加強東北危機礦山和准危機礦山及其外圍油頁岩資源勘查,促進油頁岩資源開發利用,為東北危機礦山資源接替和轉型服務。

3.在能源短缺的邊緣地區開展油頁岩資源勘查

在能源短缺的邊緣地區,例如西藏地區,在開展油氣勘查的同時,應兼顧油頁岩資源勘查和開發。西藏地區多年來能源嚴重缺乏,已經成為阻礙社會發展的重要因素之一。西藏地區常規油氣資源取得戰略突破尚需10年甚至20年,在此期間能源短缺矛盾仍將存在。西藏地區有豐富的油頁岩資源,在雙湖東南比洛錯一帶、老雙湖(熱覺查卡)北邊一帶有10米厚的油頁岩,丁青盆地、倫坡拉盆地有第三系油頁岩。加強西藏地區油頁岩資源勘查和開發,利用油頁岩發電和生產頁岩油,對緩解西藏能源壓力和促進西藏經濟、社會發展具有重要意義。

4.國家支持和護持油頁岩開發利用技術研究

油頁岩開發利用能否走向大規模生產,關鍵取決於降低成本技術和環保技術。目前,我國油頁岩開發利用技術研究多是由公司、地方政府支持,研究周期和規模不大。建議國家加大油頁岩綜合利用技術研究的支持和扶持力度,使技術不斷更新。例如,研發新的燃燒爐,讓油頁岩的燃燒更充分、更環保;研發更先進的頁岩油提煉系統,讓油頁岩得到更全面、更充分的利用;研究如何做到在得到優質主產品的同時,得到附加值更大的副產品。支持和鼓勵我國科學家積極參與國際合作與交流,盡快掌握先進的油頁岩開發利用技術。

5.做好油頁岩開發後環境修復工作

嚴格執行國家有關礦山開采污染及環境修復費收取制度,力爭在礦山開采過程中和關閉時,破壞的生態環境能夠及時修復。建立相應的監督管理體系,做到在促生產的同時,保護好環境。

6.制定油頁岩勘探、開發國家標准及規范

我國各省油頁岩資源勘查缺乏規范,資源評價的標准和計算方法不統一;油頁岩開發的經濟指標、環保指標和管理有待規范。建議參考國外經驗,組織制定出油頁岩勘探、開發國家標准及規范。

作者簡介

[1]張家強,中國地質調查局發展研究中心,研究員。

[2]王德傑,中國地質調查局發展研究中心,實習研究員。

『叄』 美國油頁岩產業發展戰略線路圖

在2004年3月「美國油頁岩的戰略意義」研究報告發表後,美國能源部負責石油儲備的副部長助理以及能源部海軍石油及油頁岩儲備辦公室正式提出了「美國油頁岩:聯邦決策線路圖———美國油頁岩資源的可持續開發」報告,提出了美國油頁岩開發的目標任務與戰略取向,分析了聯邦政府行動的主要驅動力以及美國油頁岩開發的主要制約因素。這份報告的出台,標志著美國油頁岩的大規模開發利用已正式進入聯邦政府視野。

(一)美國油頁岩開發的戰略目標

美國油頁岩開發的戰略目標包括7個方面:

(1)增加國內石油產量;

(2)提供安全有保障的軍事燃料;

(3)降低美國石油及石油產品的進口量、進口依賴程度及進口的經濟成本;

(4)減少燃料供應中斷的脆弱性;

(5)促進國家安全及國土防衛;

(6)創造大量就業機會;

(7)繁榮國家經濟活動。

(二)美國油頁岩產業的戰略遠景任務

在尊重和保護環境的同時,到2020年美國頁岩油產量達到200萬桶/d(約合年產1×108t);到2040年頁岩油產量達到300萬桶/d(約合年產1.5×108t)。

為實現上述目標任務,要求美國聯邦與州政府在政策上支持,在技術上支持,在經濟上支持,要求聯邦各部門間密切協調,要求政府與企業加強合作。

美國能源部還提出,現行的石油安全保障方案沒有一個優於油頁岩計劃的。如果不執行油頁岩計劃,國家安全將受到威脅,經濟將要受到影響,石油與石油產品的供應將會有中斷的危險。

(三)美國聯邦政府行動的關鍵驅動力

美國能源部提出,以下八條因素決定了美國聯邦政府必須採取行動,推進油頁岩大規模開發利用。

(1)世界石油需求不斷上升。全球原油消費量每年超過新發現的石油儲量;富國石油消費未減,中國、印度石油消費量大幅增長。預計中國、印度石油進口量將分別以每年7%和6%的速度遞增。全球對OPEC的依賴進一步加劇,這不是一件好事情,更何況OPEC剩餘(閑置)石油產能已從1985年的1500萬桶/d降到2004年的不到100萬桶/d,通過增產調節原油價格的能力已成問題。

(2)世界常規石油產量很快在達到高峰後將趨於下降。除OPEC國家外,大多數產油區已趨於成熟,產量趨於下降。政府方案必須盡快設計。

(3)美國能源和經濟安全狀況每況愈下,石油進口依賴程度逐年增加。

(4)軍事應急及國土防衛要求安全的燃料來源。

(5)當前能源政策高度依賴中東石油。

(6)國內備選能源方案有限。發展核電、太陽能及其他可再生能源,提供的是電力和熱,而不是產生液體的運輸燃料。替代進口石油的方案只有兩個,一是煤液化,二是頁岩煉油。這兩個方案需要高油價來支持。

(7)非常規石油資源非常豐富。油頁岩、油砂及超重油等非常規石油資源超過世界常規石油資源。

(8)美國油頁岩資源可以彌補石油的部分缺口。可以相信,在具備一定條件的前提下,油頁岩產業到2020年可生產200萬桶/d的頁岩油。

(四)制約美國油頁岩開發利用的因素

美國能源部強調指出,為滿足國家需求和戰略目標,必須在20a內開發利用油頁岩資源,但其中存在的公共政策、技術、經濟、環境及社會等方面的制約因素必須克服,聯邦政府必須提供政策支持,包括:油頁岩土地租賃(礦業權管理)、技術開發與論證、經濟與稅收優惠、環境評價、管理簡化及基礎設施支持,如此方能使美國油頁岩產業具有技術可行性、經濟可行性及環境可接受性。

美國能源部提出了影響油頁岩產業發展9個方面的障礙因素:

(1)技術障礙。以商業規模回採及處理美國西部油頁岩的各種技術方案的可行性尚不明朗(尤其是地下原位干餾技術)。這樣,建立美國油頁岩產業就存在投資風險。

(2)經濟合理性。按歷史上原油價格計算,油頁岩的生產是不經濟的(即害怕回到低油價時代)。

(3)美國多數油頁岩資源(約80%)位於聯邦土地,由此受1920年礦產租賃法管轄,為促進油頁岩產業發展,需要對這部法律進行相應調整。

(4)潛在的環境影響。

(5)水的可供性及其用量。從目前情況看,科羅拉多河盆系供水充分,可以支持油頁岩產業健康發展,但若油頁岩產業發展到200~400萬桶/d頁岩油,則水的供應也是一個障礙。

(6)其他工藝輸入與基礎設施障礙。

(7)可持續發展與基礎設施影響。

(8)投資風險。

(9)對油頁岩產業的公共和私人投資承諾仍不明朗。

美國能源部認為,在這種情況下,為了克服這些障礙,聯邦政府必須提供相應政策支持。所需要的政策支持見表2-1。

表2-1 促進美國油頁岩產業發展的可能途徑

續表

(五)聯邦決策過程初步建議方案

美國能源部的報告提議實施國家油頁岩計劃。執行國家油頁岩計劃的聯邦行動建議包括4個環節。

1.組織機構

(1)授權與預算要求。能源部副部長助理已於2005年1月提出計劃授權申請並正在通過能源部與國會OMB渠道審批。

(2)聯邦油頁岩工作組。能源、內政部、國防部及財政部有關人員共同組建聯邦油頁岩工作組。相關部門已就此簽署諒解備忘錄。2005年1月已成立。

(3)技術評價。對1970年代及1980年代的技術進行系統的分析評價。由能源部國家能源技術實驗室進行這項工作。

(4)油頁岩技術的環境評價。能源部已有大量數據。內政部於1973年開展過「油頁岩租賃原型計劃的環境評價」。將這些數據/資料進行系統分析,提出相關戰略。能源部國家能源技術實驗室於2005年1月已完成這項工作。

(5)利益集團擴大計劃。國家油頁岩計劃的成敗在於眾多的利益集團達成共識。能源部將准備一份「利益集團擴大計劃草案」,由油頁岩工作隊審批。並將於近期召開技術交流會議。

2.聯邦油頁岩戰略

聯邦油頁岩工作組的主要任務是制定國家油頁岩戰略,包括聯邦目標和任務、戰略文本草案。

3.項目規劃評價(可行性研究方案)

(1)高油價的經濟影響與全球及美國石油供需變化;

(2)石油供應中斷對美國國家安全的影響;

(3)影響油頁岩產業發展的主要因素分析:①基礎設施差距。②美國油頁岩表徵。對美國油頁岩資源開展新的評價和調查,確定哪裡的油頁岩最適於開采。內政部土地管理局與地質調查局已有大量數據可供分析。③審查油頁岩租賃問題與要求。審查內政部土地管理局1973年制定的油頁岩租賃政策,制定新的戰略,以靈活的方式改進油頁岩礦業權的管理。④加拿大阿伯特油砂及國際油頁岩項目的經驗教訓分析。⑤油頁岩技術現狀與差距。⑥油頁岩「廠」的假設模型。⑦評價與其他方案(油砂、煤液化等)相比油頁岩開發的經濟可行性。⑧了解潛在的研發與論證工藝要求。⑨油頁岩開發的社會經濟影響,風險和成本分析。⑩環境影響評價。

(4)評價油頁岩對美國的潛在經濟價值。包括:油頁岩產量及原油進口量的減少程度,對全球石油價格的影響,增加的GDP分析,就業影響,聯邦及州政府的財政收入增加情況。

4.聯邦油頁岩計劃

由油頁岩工作組制定綜合的聯邦油頁岩計劃。主要包括如下內容:

(1)資源可得性及租賃(礦業權出讓)計劃;

(2)經濟限制及優惠計劃;

(3)技術限制及研發要求;

(4)環境限制及減緩措施;

(5)基礎設施限制及開發;

(6)社會經濟限制及解決方案;

(7)油頁岩開發綜合成本效益分析;

(8)項目環境要求;

(9)效益評估與評價准則。

美國能源部副部長助理提出的時間安排是:2005年5月向國會報告並提出聯邦油頁岩計劃,2005年10月開始實施。

『肆』 油頁岩地下干餾工藝

目前,包括殼牌公司在內,有幾家公司在進行油頁岩地下原位開采試驗,其開採的原理基本相似,最大的區別就是對油頁岩的加熱方式。不同的公司油頁岩地下加熱的方式各不一樣,各有優點也有其弊端。大多地下原位干餾工藝仍處於實驗室模擬,僅殼牌公司正在美國進行現場中試,但均未進行商業性開發。油頁岩地下原位干餾工業化尚待時日。

(一)殼牌公司ICP工藝

1.工藝原理及發展

殼牌公司ICP工藝是一種電熱法地下干餾油頁岩工藝,也稱為殼牌地下轉化過程(Shell's In-situ Conversion Process)。ICP工藝主要原理是:在選定的油頁岩地下干餾區內打採油井,採油井周圍打加熱井,向加熱井注入熱量,使油頁岩發生裂解生成頁岩油,在高溫高壓下,頁岩油流入採油井,然後從油井中直接抽提頁岩油。

20年前,殼牌公司開始了油頁岩地下轉化方法(ICP)實驗室和試驗基地研究;1996年開始ICP工藝小試,並從美國科羅拉多州北西部的PICEANCE盆地地下油頁岩中成功地采出輕質頁岩油和有機氣體。目前在美國科羅拉多州里奧勃蘭克(Rio Blanco County)的馬霍甘尼(Mahogany)試驗基地對綠河油頁岩進行現場地下干餾中試(圖3-1)。

圖3-1 殼牌公司地下干餾油頁岩工藝

ICP技術是在試驗區的四周周圍每隔3m鑽孔插入鋼管,通入液氨冷凍液,對四周周圍進行冷凍,防止地下水滲入及頁岩油氣漏走。在地下干餾區內,布設加熱井和採油井,採用多組相鄰的7點或13點井,即每一採油井周邊均勻布設12個加熱井。井孔基本上平行穿過開采礦段,加熱井眼等距離分開,間距至少6m,加熱井與採油井的適宜間距為9~30m,採油井與加熱礦層相通,便於採油。在加熱井內插入電熱管,對頁岩緩慢加熱,至溫度340~370℃,熱解產生頁岩油氣。油頁岩隨溫度的升高不斷膨脹,當溫度達到乾酪根熱解溫度(約275~325℃)時,乾酪根轉化為液態,產生更大的膨脹,占據更大的空間。隨溫度升高,壓力增大,頁岩層內形成水平方向的油體裂縫,在壓力作用下,頁岩油流入採油井,經泵抽至地表。

研究表明,ICP頁岩油與常規地面干餾所得的頁岩油性質不同,ICP頁岩油比重小,輕質餾分多,沒有渣油,含氮高,含硫低,頁岩油主要是石蠟基,環烷多,可以用一般煉油的工藝來加工,製取合格的汽油柴油。ICP頁岩干餾氣含有二氧化碳、烯烴等。熱解水含有氨。

目前,殼牌已經在美國科羅拉多州里奧勃蘭克(RioBlanco County)、皮斯河(Peace River)、休斯敦開展了ICP技術試驗。已經在一塊面積為10m×13m的地下干餾試驗區內,已產出1300桶輕質頁岩油及干餾氣,證明ICP技術是可行的(Wolfgang,2007;Beer等,2008;Nair,2008)。殼牌公司希望在下一個10年內能做出工業化生產的決定。據報道,由於電熱加熱能耗大,在工業應用階段,擬改用氣體加熱。

2.ICP工藝適用范圍

ICP工藝的適用技術范圍比較苛刻:地下油頁岩沉積層不滲透,孔隙率<5%,開采礦段基本不含流動水;油頁岩礦體厚度大於30m;開采礦段平均品位(干餾油+干餾氣)≥3.04%;品位與厚度的乘積越大,收益越高。

依相對資金收益率推薦的優選范圍和最佳范圍如下:

推薦優選范圍:

中國發展油頁岩產業的可行性

推薦最佳范圍:

中國發展油頁岩產業的可行性

對照該技術要求,我國絕大部分油頁岩礦不適合ICP工藝。

3.殼牌技術的優勢

ICP工藝的優點是無需開采礦石;提高了單位面積的油氣產出量,回收率大於90%;採油井收集的氣態產物可用於現場發電或作其他用途;可以進行深部油頁岩資源的開發;地下實行「柱狀」油頁岩資源開發,不僅僅只針對富礦開采;產出的油較好,直接適用作運輸燃料。

4.尚存技術難題

目前殼牌技術有三大難題:

A.油頁岩地下加熱技術難題。殼牌公司採用通過加熱器加熱地下地層,加熱帶周圍採用冷凍牆阻止水的進入和產物的污染。怎樣控制加熱地帶與冰凍牆之間的熱傳導平衡,是其要解決的難題。

B.用水量過大。丹佛荒野協會的史蒂夫·史密斯(Steve Smith)警告殼牌石油公司的地下原位開採行為是一種「錯誤的願望、誇張的需要和無法實現的承諾」。有數據表明,每生產1桶石油,需要消耗3桶水。史密斯表示,新技術有可能消耗大量的地下水資源,從而影響數十萬居民的生活用水。殼牌公司外務部副經理歐康納(Terry Connor)承認,水量消耗過大的確是公司目前面臨的最為棘手的問題。

C.開發後的環境及植被難恢復。地下裂解期間,油頁岩礦將切斷與其周圍的地下水源,破壞地下水系統,地面植被也相應受到影響。開發結束後,地下岩石的物理、化學特徵已經發生了根本性的改變,要想進行地下水系統及地表植被的恢復,非常困難。

(二)埃克森美孚公司Electrofrac工藝

埃克遜森美孚公司(ExxonMobil)的Electrofrac工藝採用水力破裂地下油頁岩礦,並加入一種導電的物質,用電緩慢加熱,干餾油頁岩熱解生成頁岩油氣。該技術已進行了實驗室試驗和數學模擬,正准備在科羅拉多州里奧勃蘭克進行現場試驗(Meurer等,2008;Thomas等,2009)。

(三)雪佛龍公司地下干餾工藝

雪佛龍公司(Chevron)也計劃在科羅拉多州開發油頁岩地下干餾工藝,包括地下頁岩層的破碎,由注入井加入熱氣體對油頁岩進行加熱干餾,再由生產井導出頁岩油氣(Dammer,2008)。

(四)美國頁岩油公司地下干餾工藝

美國頁岩油公司(American Shale Oil)也計劃在科羅拉多州里奧勃蘭克對綠河頁岩進行地下干餾。其工藝為:在地面上利用干餾所產生的熱解氣燃燒產生熱煙氣,通入位於地下油頁岩層的管子,緩慢加熱油頁岩,熱解所得的油氣另有管子導出地面。已進行了模擬研究,計劃在2010年開展現場中試,將深入地下600m,進行油頁岩地下干餾(Wallman等,2008;Burnham,2008)。

『伍』 發展頁岩油產業的必要性

1.發展頁岩油產業可以形成對我國石油資源的重要補充

1993年我國再次成為石油凈進口國,此後我國石油消費快速增長,而同期國內原油產量增長緩慢,供需缺口逐年加大。2007年我國石油對外依存度已經達到50%,2008年達到51%。根據國家能源局有關材料,在2020年之前,我國石油消費量每年仍將以3.5%的速度增長,預測到2015年左右達到5.2×108t,到2020年左右達到6.2×108t;之後,石油消費年增長速度將放慢到1.8%左右,預測到2030年左右達到7.4×108t。而同期我國原油產量每年大約增長300×104t,到2015年左右產量達到2.05×108t,到2020年左右產量達到峰值2.2×108t,並穩定到2030年左右。由此推測,到2015年、2020年、2030年,我國石油供需缺口將分別為3.15×108t、4.00×108t和5.20×108t,如果沒有其他替代資源補充,屆時我國石油對外依存度將分別達到61%、65%和70%。國際上公認,如果一個大國的石油對外依存度達到70%臨界點,那麼這個國家的能源將不安全。因此,到2030年我國的能源安全形勢將非常嚴峻。

慶幸的是我國有非常豐富的油頁岩資源尚待開發。如果今後能加強全國油頁岩資源勘查,我國大規模發展頁岩油產業將有資源基礎。按第四章預測,在高速發展情景下,到2020年全國頁岩油產能可以達到800×104t,相當於再造兩個華北油田(2008年油產量434×104t);到2030年全國頁岩油產能可以達到2000×104t,相當於再造半個大慶油田(2008年原油產量4020×104t)。因此,2020年、2030年預測頁岩油產能是相當可觀的,如替代石油,可以降低我國石油對外依存度分別為1.29%和2.71%,當年可以節約外匯(按原油價格80美元/桶計算)分別為44.80億美元、112.00億美元(表6-1)。因此,發展頁岩油產業,可以對我國緊缺的石油資源形成重要補充。

表6-1 未來20餘年全國頁岩煉油效益預測

2.發展頁岩油產業有明顯的經濟和社會效益

發展頁岩油產業,對發展地方經濟、增加就業機會具有重要意義。按目前我國頁岩油產業情況,從業人均產能為181.82×104t,稅前利潤為1500~2000元/t頁岩油。據此推測,到2020年和2030年全國頁岩油產業當年可以實現稅前利潤分別為120~160億元和300~400億元人民幣,累計稅前利潤分別為600~800億元和2700~3600億元人民幣;實現就業人數分別為4.4萬和11萬(表6-1),很顯然,經濟和社會效益十分明顯。

發展頁岩油產業,是煤礦綜合利用的重要方向,符合國家「綜合利用、變廢為寶」的產業鼓勵政策。我國少部分油頁岩礦是煤炭資源的伴生礦產資源,在煤炭開采過程中,這些油頁岩資源以副產品形式也被開采出來,如不利用就堆放在礦山附近,不僅浪費資源,而且影響當地生態環境,甚至自燃帶來安全隱患。除撫順礦業集團很好地利用了煤炭的副產品油頁岩資源外,甘肅窯街煤礦、山東龍口煤礦、兗州煤礦、黑龍江達連河煤礦在生產過程中都開采出來大量的油頁岩資源,沒能很好地利用。這些礦山近年來都作出了綜合利用油頁岩資源的發展規劃,有的礦山已經著手建設頁岩煉油廠。

3.發展頁岩油產業是解決大量石油替代資源的最佳出路

石油不僅是能源,而且是重要的化工原材料。我國石油消費主要用於交通運輸、化纖、化工行業,沒有石油的支持,整個經濟社會的發展是不可想像的,特別是國防離不開石油。然而,自1993年我國石油出現短缺以來,石油對外依存度越來越高,近兩年達到50%,預測到2030年達到70%左右。國際原油價格大幅波動,嚴重影響石油進口國家的社會經濟平穩發展。例如,美國紐約原油期貨價格從2005年底的35美元/桶攀升至2007年3月底的70美元/桶,用了1年3個月時間實現翻一番;從2007年8月底的70美元/桶上升到2008年7月11日的147美元/桶,用了不到1年時間又實現翻一番;此後原油價格一路下滑,到2008年12月19日降到33.87美元/桶,在短短5個月內就已被打回原形。2008年我國進口石油因價格上升多付出了3600億元人民幣。長期大量進口石油,不但耗用高昂外匯,增加了企業成本,而且也大大增加了外交成本和國防開支,國際油價波動將嚴重影響國內經濟的正常運行,更關繫到國家安全。

為了保障國家能源安全,我國大力組織發展各種新能源、可再生能源,以解決能源短缺的「瓶頸」,並取得了可喜的成績。但可再生能源如太陽能、風能、水能都不能直接變成液體燃料,更不能成為化工原材料。有些可以代替汽油、柴油的生物燃料,卻因我國人多地少的客觀條件而暫時無法大量推廣。2008年我國100×104t燃料酒精的生產能力已造成全國玉米漲價,引發豬肉供應風波,政府不得不叫停以糧食為原料的在建燃料酒精項目。事實說明,由於我國人均耕地少,所以不能學美國、巴西用大片土地來種植生物燃料。

要解決大量石油替代能源,路在何方?應走多元化道路。我們認為,在眾多可替代能源中,頁岩油是一種可選用的、現實的石油替代能源。與其他替代能源相比,頁岩油有它自己的優點:油頁岩加熱就可出油,頁岩油改質後其性質和天然原油相近,可以利用現有的煉油廠加工,不必另外建煉油廠;油頁岩資源豐富,礦產集中,可以大規模機械化、自動化開發生產,即使有些小礦,也可以將頁岩油運在一起集中加工,可以替代大量石油產品;頁岩油改質後的產品和現有石油產品相似,不需要另行制定新的產品標准,不需要改造現有使用石油產品的機械設備;可以使用現有的使有儲運設施和銷售分配系統。

我國油頁岩資源極其豐富,制約油頁岩產業發展的資源、技術、環境、經濟等幾方面的因素,經過幾十年的研發,各方面都有了新的突破。目前,我國油頁岩查明資源儲量增長了一倍,頁岩煉油工藝成熟,環境保護問題通過加大科技投入、政策調控是可以解決的,頁岩煉油成本已低於國際原油價格之下許多,發展油頁岩產業是解決大量石油替代能源的最佳出路之一。

頁岩油是一種比較現實的石油替代能源,我國可以吸取世界先進技術,進一步研究開發出更適合我國國情、更適合我國油頁岩特性的加工技術和成套綜合利用工藝,建設有中國特色的油頁岩產業。

『陸』 對油頁岩產業發展戰略研究的建議

1.問題

國家層面對油頁岩產業的重要性認識不足,缺乏油頁岩產業發展戰略,缺乏油頁岩產業發展的可行性研究。

近年國際油價大幅波動,對主要石油消費國家的經濟發展和正常生活帶來較大沖擊,能源安全形勢嚴峻,各國積極採取措施,尋求包括發展頁岩油在內的多元化能源供應。近年來美國再次開始考慮發展油頁岩產業,加強了油頁岩資源戰略研究,並把油頁岩作為戰略資源,在油頁岩資源開發利用前,各級政府就制定了一系列有關法案和政策,企業也掀起了頁岩油開發研究的新高潮。現有生產國家還作出了增產頁岩油、油頁岩發電的發展規劃。

國際上油頁岩產業發展迎來重大歷史機遇,我國不能坐失良機。

2.建議

開展我國油頁岩產業發展戰略研究。借鑒美國做法,由政府支持、多部門聯合開展我國油頁岩產業大規模發展的可行性研究,充分論證我國油頁岩產業發展的必要性和可行性,提出我國油頁岩產業發展戰略和路線圖,提出我國油頁岩產業發展的戰略目標、戰略任務。研究制約我國油頁岩產業發展的主要因素,並提出對策建議。

編制全國油頁岩產業發展規劃。建議國土資源部、國家發展與改革委員會組織有關研究機構,根據全國油頁岩資源潛力、開發利用潛力和油頁岩加工工藝技術進步,考慮到油頁岩產業可持續發展、區域性油頁岩資源特點及可利用性,研究並編制出《全國油頁岩產業發展規劃》,提出全國近期、中長期頁岩油產能發展目標和重點規劃礦區,以及油頁岩地質勘查目標和重點任務,引導全國油頁岩勘查與開發。

根據《全國油頁岩產業發展規劃》,規范全國油頁岩開發秩序,因地制宜開發利用油頁岩,包括頁岩油的生產、油頁岩發電、副產品的綜合利用、伴生礦產資源的綜合開發利用。加強油頁岩資源管理和行業政策性引導工作,對平均含油率較高的油頁岩礦(如ω>5%),以生產頁岩油為主;對平均含油率較低的油頁岩礦(ω≤5%),以油頁岩發電為主。做到因地制宜開發利用油頁岩資源,實現油頁岩開發利用最大效益化。

『柒』 我想知道油頁岩的發展前景如何。

中國石化新聞網2010年2月25日訊(鄭言)
油頁岩又稱油母頁岩,是一種含有機質的沉積岩,為低熱值固體化石燃料,可以用來煉油。油頁岩是一種干餾後可獲得頁岩油的高灰分緻密薄層狀可燃有機岩。由於其內部含有固體有機質,可以採用加熱干餾技術煉制出頁岩油,從頁岩油可獲得燃料油,可作為石油製品的代替品,因此被稱為「人造石油」,可作為燃桿油或進一步加工製成汽油、柒油和下游石化產品,也可以直接作為鍋爐燃桿進行發電。

在能源緊缺、油價高企的時代,頁岩油的開發與利用再次成為國內外關注的焦點。2008年8月,中國石油天然氣集團公司投資4億元,在黑龍江省牡丹江市啟動了我國第一個顆粒油頁岩干餾煉油「先導基地」項目。「該項目較之傳統工藝技術先進,油頁岩利用率高,油收率高,處理量大,它將是我國頁油岩工業自主創新發展的一個轉折點。」有關專家對此高度評價。

油頁岩是一種潛在的、儲量巨大的能源,油頁岩的開發和利用是世界石油資源的有益補充和替代。目前對油頁岩採取綜合開發利用的方式,即將儲存於地下的油頁岩開采出來,在干餾爐中將油頁岩加熱至約5000℃,使其分解產生頁岩油,所剩餘的殘渣可以用於燃燒發電、製造水泥、磚等建築材料。世界油頁岩資源極其巨大,但油頁岩分布區地質勘探程度低,所以很難對全球的油頁岩資源量准確預剛。據美國《油氣》公布的統計數字,全世界頁岩油儲量約11萬億-13萬億噸,遠遠超過石油儲量。

我國油頁岩資源儲量很豐富。2004-2006年新一輪全國油氣資源評價結果顯示,全國油頁岩資源為7199.4億噸,可采資源2432.4億噸;頁岩油資源476.4億噸,可采資源159.7億噸;頁岩油可回收資源119.8億噸。2006年國土資源部、國家發改委委託吉林大學開展的全國油頁岩資源調查認為,中國油頁岩資源估計有7,000億噸,若換算成頁岩油,至少有300億噸,是中國原油可采儲量的20幾倍。未來油價高漲、資源趨緊的狀況很難改變,相對於高油價,開發油頁岩資源等非常規能源日益變得有利可圖。油頁岩遍布20個省和自治區、47個盆地和80個含礦區,主要分布在松遼、鄂爾多斯、准噶爾、柴達木、倫坡拉、羌塘、茂名、大楊樹、撫順等9個盆地。與常規石油資源相比,頁岩油可回收資源量相當於全國石油可采資源量的56.5%,未來開發利用具有廣闊的前景,將成為常規油氣資源的重要補充。

根據能源局公布的數據,中國2009年生產原油1.89億噸,凈進口原油達到1.99億噸,這也就是說,中國使用的石油有一多半需要從國外進口。原油對外依存度高達51.3%,自從1993年首度成為石油凈進口國以來,中國的原油對外依存度由當年的6%一路攀升,到2006年突破45%,其後每年都以2個百分點左右的速度向上攀升,2007年為47%,2008年為49%,到2009年突破50%警戒線。今後還有增長的趨勢。因此發展頁岩油等非常規能源以代替部分原油,有明顯的重要戰略意義。

我國油頁岩資源品質較好、礦層產狀平緩、儲量分布集中、沉積環境穩定,使得頁岩油具有作為替代能源的巨大潛力。以吉林省為例,目前該省已探明油頁岩儲量為174億噸,含油率超過7%,即便以含油率5%計算,也可開采8.7億噸頁岩油。我國每年在煤炭開采過程中產生的油頁岩近千萬噸,僅撫順西露天礦油母頁岩每年排棄量就已達800萬噸。可見沉睡的油頁岩一旦被喚醒,噴發出來的能量是難以估量的。我國油頁岩的開發利用已有80年的歷史,規模也比較大,在頁岩油的提煉方面積累了較豐富的技術經驗,曾經對國民經濟建設發揮了十分重要的作用。但是20世紀60年代以後,大慶、勝利等油田相繼發現,並投入大規模開發。生產成本較高的頁岩油開發規模逐漸萎縮,勘察工作基本停滯,油頁岩開發利用技術也止步不前。

近年來,隨著國際原油價格走高和油頁岩開發利用技術的進步,中國油頁岩行業的發展又迎來轉機。 20世紀五六十年代發展起來的撫順、茂名、樺甸等油頁岩礦,又紛紛加大投資力度,大力開發油頁岩資源。同時,一些新興的油頁岩項目也像雨後春筍一樣發展起來。2008年國內年產頁岩油約40萬噸,其中撫順礦業集團油頁岩煉油廠是目前我國正在運行的最大的油頁岩提煉廠,產量達到35萬噸。據中國石油大學錢家麟教授等專家預剛,至2015年中國頁岩油年產量達到80萬噸,愛沙尼亞頁岩油產量達到200萬噸,巴西30萬噸,世界頁岩油年產量增至約350萬噸。

近年來,我國加大了在油頁岩利用技術方面的投入,開展了大量的研究和試驗工作。頁岩油是一種替代能源,由於頁岩油中的烯烴等不飽和烴含量很高,所以它的不穩定性遠遠高於其他從原油煉成的油品。也就是說,由於其自身的性質決定,頁岩油只能直接用作燃料油的組分。如果要用於生產輕質油品如汽油、柴油等,則必須將頁岩油進一步加工(如加氫等),這就另需加工的設備,增加投資,費時費力,因而當前在中國,生產出來的頁岩油,不再加工而直接出售了。

目前我國已經掌握油頁岩綜合開發與利用的關健技術與集成技術,油頁岩煉制、低熱值煤發電技術也日趨成熟,技術上的障礙越來越少。針對現有撫順爐單台裝置處理能力小、油收率低、污染環境等缺點,撫礦集團於2006年成立了「遼寧省撫礦集團工程技術研究中心」,將油頁岩綜合利用作為重點,開發大型油頁岩干餾新工藝和相應的生產裝置,研發頁岩油生產過程的廢水、廢渣的處理與循環利用技術。中煤集團支持所屬的龍江哈爾濱煤化工公司開展油頁岩流化干餾煉油的中試(日加工油頁岩50噸),已取得初步成功,日加工油頁岩2000噸的工業試驗裝置的可行性研究報告已初步通過。

我國石油供需缺口逐年加大,石油供不應求的矛盾將長期存在。好在我國還有豐富的油頁岩資源。因此,我國及早做好准備,迎接世界油頁岩大開發的到來。通過油頁岩大開發,接替部分常規油氣,緩解我國能源壓力。

根據我國具體情況,業內建議開展全國新一輪油頁岩資源調查和評你制定油頁岩勘探、開發技術標准及規范;政府牽頭組織有實力的科研院所進行聯合攻關,盡快形成適合我國實際的干餾、燃燒新技術新工藝;政府制定類似煤層氣的油頁岩勘探開發產業扶植政策;積極發展油頁岩綜合開發利用技術,最大限度地保護環境;適度引進國外技術和資金,堅持「以我為主」的勘探開發原則。

油頁岩開采和干餾的各個環節都有可能對環境造成威脅,正是為了解決環保問題,所以提出了綜合利用的思路。

在開采環節,由於油頁岩埋藏在地下,需要不斷抽出地下水,這與開採煤炭等礦產對環境造成的危害一致。由於煤礦行業對於這個環保問題有許多自己的解決辦法,錢家麟認為不是油頁岩開采利用的主要環保問題,主要問題仍然在干餾環節。由於在頁岩油氣的冷卻環節必須直接使用大量的水,所以會使水被污染。國外對於污水的解決辦法一般是採用生物處理,培養細菌分解水中的污染雜質,但成本較高。目前解決辦法是,改進工藝,盡量少用冷卻水,並採取循環供水的辦法,少量水的排放,可用於種樹,或者焚燒掉。

環保問題是油頁岩開發利用中最重要的問題。如果解決得不好,不僅會污染土壤、水源、空氣,還會對周圍的環境造成破壞。所以在油頁岩開發利用項目的前期規劃中,需將總投資的20%投入到環保設施中

『捌』 國內油頁岩研究歷史與現狀

一、國內油頁岩勘查

(一)油頁岩資料成果陳舊

我國油頁岩的勘探研究工作在 20 世紀五六十年代為一高潮期,取得一些基礎資料和成果。由於之後我國油氣田的大量發現,油頁岩中提煉油氣成本相對高,勘探研究進入低谷,因此,目前資料和數據陳舊,基本來自 20 世紀五六十年代的成果。

(二)勘查規范和資源儲量體系不同

以前,我國油頁岩資源評價結果的提交部門很多,有地質、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部門。每個部門採用的勘查規范和資源儲量體系不同,共計勘查規范有 7種,資源儲量體系 4 種,這在資料使用上造成困難。

(三)評價邊界指標不一

不同時期、不同部門對油頁岩資源評價採用的邊界指標不一,僅含油率邊界指標就有 3. 0%、3. 5%、4. 0%和 5. 0%等。其他指標如油頁岩的有效厚度、面積等參數也存在很大的差別。因此,國家現掌握的資源儲量數據存在一定的不可對比性。

(四)資源預測部門多,結果相差懸殊

我國分別在 20 世紀 50 年代末期和 60 年代初期、90 年代進行過油頁岩預測工作,且大部分預測工作未做實際工作: 原煤炭工業部在 1959 年 (中國分省煤田預測圖)預測油頁岩資源量為 20 485 億 t; 撫順石油研究所在 1962 年 (中國油頁岩資源調查報告)估算遠景儲量大於 4 000 億 t; 據王慎余等 1990 年 (礦產資源戰略分析—單礦種分析系列課題成果)預測油頁岩資源量 13 698 億 t。通過統計對比,幾次的數據差別很大。

(五)勘探程度低,主要處於詳查和普查階段

我國油頁岩勘探程度較低,大部分礦區都沒有達到勘探階段。油頁岩查明資源儲量主要分布在吉林省農安、吉林省登婁庫、吉林省長嶺、遼寧省撫順、廣東省高州、海南省儋州、廣東省電白、廣東省茂名、遼寧省朝陽等含礦區。

二、國內油頁岩開發利用現狀

(一)20 世紀 50 年代繁盛時期

中國開發利用油頁岩已有 70 多年的歷史,20 世紀 50 年代,我國對油頁岩資源投入了較多的普查、勘探力量,在歷史中對我國油氣資源發揮了重要的作用,曾占我國整個石油產量的一半。撫順油頁岩礦曾經為當時世界上最大的頁岩油生產基地之一。

遼寧省撫順油頁岩礦是目前國內最大的油頁岩生產基地,於 1928 年開始興建頁岩制油廠 (現撫順石油一廠),年生產頁岩油 7. 5 萬 t。1941 年開始建設東制油廠 (今撫順石油二廠),1948 年撫順解放後,以油母頁岩為原料的石油工廠陸續恢復生產。到1952 年,石油一廠年生產頁岩油 22. 61 萬 t。1955 年石油二廠年產量達到 17. 1 萬 t。到1959 年,撫順石油一、二廠年產頁岩油達到 72 萬 t,成為我國第一個人造石油生產基地,也是世界上最大的頁岩油工業基地之一。

吉林省樺甸油頁岩礦開始於日偽時期,曾有日本人多次到樺甸調查油頁岩礦藏情況,做過少量地質工作。解放後開始小土爐子煉油。產量以 「擔」計。新中國成立後屬省工業廳管轄,建有 6m 高內外並熱式干餾爐。後由石油工業部東北石油管理局接管,改名為東北石油九廠。進行擴建,建 10m 高內外並熱式干餾爐,於 1953 年投產,年產頁岩油 5 萬 t。為進一步對石油九廠進行改擴建,根據資源情況計劃年產頁岩油 20萬 t,並加工為成品油,供應吉林省的需要。為此,國家建設委員會為此成立了樺甸工業區建設總甲方,正在開始建設之際,發現了大慶油田,為集中力量加快大慶油田的開發,樺甸暫緩建設。50 年代後期地方用自己的力量開拓了北檯子礦區及油頁岩干餾廠,並開展建設水泥廠等綜合利用工作,後來因虧損停產。

吉林省羅子溝油頁岩開發利用始於 1958 年,在國家支持下,由延邊州石油公司籌建了汪清縣羅子溝煉油廠,總投資約 300 萬元,生產頁岩油 40t,由於當時設備落後及其他原因,於 1960 年停產。

廣東茂名油頁岩開發歷史也很悠久,新中國成立之前,當地群眾已挖掘淺部頁岩供家庭生活用燃料,新中國成立後,政府組織了多個勘探隊伍,展開了大規模勘探工作,很快就提交了金塘區和羊角區的地質精查報告及低山區尚村層油頁岩和茂名油頁岩精查報告,並經國家儲量委員會批准,中央決定在茂名修建大型頁岩油廠,並被列入蘇聯援建的 156 個重點工程之一。當時設計一號礦年產油頁岩 2 400 萬 t,生產頁岩油 100 萬 t,二期開發低山礦區,年產油頁岩 1 700 萬 t,生產頁岩油 70 萬 t。金塘礦於1958 年 7 月開工建設,1962 年 1 月投產,至 1992 年 「暫時停產」,前後 30 年,共開採油頁岩 1. 6 億 t,生產頁岩油300 萬 t,同時生產銨水55 萬 t,褐煤14 萬 t,油頁岩最大年產量為 600 余萬 t,為社會作出了貢獻。

(二)20 世紀 60 年代至 90 年代停滯時期

進入 20 世紀 60 年代,隨著我國大慶油田的發現和開發,油頁岩的作用開始下降,油頁岩工業逐漸萎縮,投入的勘探力量逐步減少,目前探明的儲量已不能滿足油頁岩工業的需要,勘探工作基本處於停滯狀態。

從20世紀60年代起,大慶油田的發現,原油生產快速發展,頁岩油的產量明顯降低。撫順石油工業逐步從生產頁岩油轉向加工大慶天然原油。1957年開工,1960年投產以開採油母頁岩為主的東露天礦於1965年停產。撫順油頁岩發育的層位位於煤層之上,因此開採煤必須先開採油頁岩。先開采出來的油頁岩必須進行處理,堆積在地面將會對周圍環境及地下水產生污染。因此,60年代後,油頁岩工業一直沒有停止,原因是國家給予扶持政策,每年虧損的處理加工油頁岩。

其他如樺甸、羅子溝、茂名等油頁岩礦或停產或時斷時續的進行油頁岩開發,但主要轉向以油頁岩綜合開發利用為主。

(二)20世紀90年代後復甦至快速發展時期

隨著全球對能源的不斷需求,石油資源的不斷減少,油價飛漲,這給油頁岩工業的發展迎來了新的春天。目前,全國各地都競相開展油頁岩工業。並且,油頁岩開發利用的途徑也多種多樣。不僅作為液體能源,而且在化工、建材、農業、環保方面也具有巨大的潛力。

20世紀五六十年代發展起來的老油頁岩礦,如撫順、茂名、樺甸等油頁岩礦區,又重新迸發出新的活力。

2004年,撫順油頁岩礦在西露天礦坑南新建一座坑口頁岩煉油廠。目前,撫順礦區現有六部120台撫順式干餾爐,在建一部20台干餾爐將於今年下半年投產,年處理油母頁岩700萬t,頁岩油產量達到21萬t。目前,該礦以大力發展油母頁岩綜合利用產業,發展循環經濟,提高頁岩油生產技術水平為未來發展戰略的核心內容之一,規劃擴大現有頁岩煉油的生產規模,引進目前世界上最先進的干餾工藝,即加拿大ATP小顆粒煉油技術,採用德國克虜伯公司製造的煉油設備,規劃建設7部ATP干餾裝置,一期工程建設一部,年產頁岩油10萬t,二期再建四部,ATP生產能力達到50萬t,頁岩油產量達到71萬t,預計在2014年完成。在此之後規劃對現有煉油廠進行技術改造,再建二部ATP干餾裝置。

2005年11月23日,廣東粵電油頁岩礦電聯營有限責任公司在茂名宣告成立,標志著廣東省油頁岩資源開發綜合利用史上一個里程碑的誕生。該公司採取礦電聯營方式,統一投資、統一建設、統一經營的燃油頁岩發電廠,電廠規劃容量120萬千瓦。電廠首一期總投資約37億元(人民幣),建設2台20萬千瓦燃油頁岩循環流化床機組,同步在金塘露天礦配套建設年產600萬t油頁岩礦區。

吉林省是我國油頁岩資源最豐富的省份,油頁岩的發展引起了國內外的注意。最初,吉林省政府和國家計劃投資27億元進行樺甸油頁岩的綜合開發利用,預計最高年處理油頁岩1400萬t。後來於2005年,中國電力投資集團與吉林省政府簽署了吉林樺甸油頁岩綜合開發項目合作框架協議。同時,國外的殼牌公司也看準機會,積極投資吉林省油頁岩的開發。2004年12月8日,中國國務院總理溫家寶、荷蘭首相鮑肯內德出席了在荷蘭海牙議會大廈舉行的殼牌勘探有限公司與吉林省地質礦產勘查開發局簽署一份合作框架協議書的簽字儀式。2005年1月,荷蘭殼牌公司與吉林省簽署了油頁岩合作開發協議,擬採用地下裂解技術通過打井和注入添加劑直接採油。2006年5月16日,吉林殼牌油頁岩開發有限公司第一口井在農安縣柴崗鎮開鑽(據《地質勘查導報》,2006年5月18日刊),吉林省其他地區也不同程度的掀起油頁岩開發熱潮。先後有遼寧省葫蘆島龍騰公司、樺甸熱電廠、吉林樺甸北檯子油頁岩開發有限公司等投資開發油頁岩資源。

遼寧省葫蘆島龍騰公司投資8億元人民幣,在羅子溝建設油頁岩綜合開發利用工程。該工程分三期建設:一期工程投資3億元人民幣,2004年11月形成年產100萬t礦石和5萬t頁岩油的生產規模,年可實現產值1億元、利稅1500萬元;二期工程投資4億元人民幣,2004年年底開工,2006年6月投產,形成年產300萬t礦石、20萬t頁岩油的生產規模,並建成一所5000kW·h余熱發電廠,年產值可達4億元、利稅1.5億元;三期工程投資1億元人民幣,2007年年底前完成油頁岩綜合開發利用研究所、水泥廠、磚廠、稀貴金屬提煉廠等工程,屆時可形成年采礦300萬t、產頁岩油20萬t、稀貴金屬5000kg的生產規模,實現產值4.5億元、利稅1.5億元,並可拉動相關產業實現年產值5000萬元,間接稅金近1000萬元。樺甸熱電廠也在積極招商引資,籌劃項目總經費達42169萬美元的工程。工程預計建設年產250萬t油頁岩的礦區,利用采出的油頁岩建設年產20萬t原油的煉油廠,利用煉油殘渣建設10萬kW的半焦發電廠,利用電廠半焦灰渣建設砌塊、水泥、陶粒等建材產品項目。2003年6月5日,吉林樺甸北檯子油頁岩開發有限公司成立,成為吉林省油頁岩綜合開發項目的示範平台,是樺甸市重點招商引資項目,該項目總投資7100萬元,年產油頁岩21萬t,頁岩油5萬t,稅後利潤可達1000萬元以上。

此外,在其他地區,一些新興的油頁岩工業也像雨後春筍般的發展起來。山東省、黑龍江省等地都競相發展油頁岩工業。

2006年,山東勝龍礦集團計劃投資的20億元左右的「油頁岩綜合利用項目」年內將開工建設,預計2007年底建成投產。「油頁岩綜合利用項目」早在2003年就被正式納入國家重點技術改造「三高一優」項目,建油母頁岩煉油廠,引進國外先進的技術和設備,年處理能力150萬t,提煉原油18萬t;建一座40萬kW配套發電廠,粉煤灰做建築材料或塌陷地回填。根據目前的情況分析,預測煉油年銷售收入3.24億元,利潤5911萬元;年發電量22億kW·h,銷售收入7.04億元,利潤20560萬元。

2002年3月,黑龍江省哈爾濱燃氣化工總公司煤礦伴生廢棄物綜合利用項目由哈爾濱市發展計劃委員會以哈計能源2002131號文件批准立項,本項目擬採用愛沙尼亞技術工藝,加工處理依蘭煤礦的煤炭伴生物油頁岩。愛沙尼亞維魯化工集團現年處理矸石140萬t的工業化裝置正在運行,油品總產量22.5萬t。共有49套矸石干餾裝置,單台裝置最大處理能力已達1000t/d。本項目投產後,年處理57萬t油頁岩,年產各類油品4.4萬t。

『玖』 全國油頁岩開發目標優選

(一)優選方法

根據約束油頁岩開發利用的因素,以含礦區為基本評價單元,通過定性與定量分析相結合,確定評價單元的綜合優度(即綜合優選評價積分值,是評價參數優劣程度的綜合反映),並進行優先排序,提出適合近期、中期、遠期油頁岩開發利用的目標區。具體而言,就是採用德爾菲法和層次分析法確定優選參數及其權重,採用中位值法對參數賦值,採用綜合指數評價法進行積分排序。應用專家系統技術、計算機模擬技術、系統分析及評價等方法,建立智能性決策支持系統;然後按照計算機模擬優選流程(圖5-2),優化選擇油頁岩有利開發目標區。

1.評價單元選取

本次工作把油頁岩有利開發目標區優選的評價單元定為含礦區。含礦區是由一系列在空間、時間、成因上緊密相連的礦床組合而成的含礦地區。油頁岩含礦區與礦田、煤田、油田等概念相對應。

本次工作把勘查程度達到勘探、詳查階段的油頁岩含礦區列為優選單元,共篩選出30個油頁岩含礦區進行目標優選。即吉林樺甸、羅子溝,遼寧撫順、朝陽,黑龍江達連河,內蒙古奈曼、河北圍場清泉、豐寧大閣、豐寧四岔口、盧龍鹿尾山,山東昌樂五圖、兗州、黃縣,河南欒川潭頭,陝西銅川,甘肅華亭、崇信、窯街、炭山嶺、海石灣,廣東電白、高州、茂名,海南儋州、海口,廣西欽州,江蘇金壇土山西,雲南維西,青海小峽,新疆妖魔山。

近期開發目標區為優選的近期有利開發目標區,綜合評價積分值>55分,包括遼寧撫順、廣東茂名、高州、電白、吉林樺甸、甘肅窯街、吉林羅子溝、山東黃縣等8個油頁岩含礦區。

中期開發目標區為優選的中期有利開發目標區,綜合評價積分值為55~50分,包括內蒙古奈曼旗、新疆妖魔山、黑龍江達連河、陝西銅川、河北豐寧大閣、四岔口、山東兗州等7個油頁岩含礦區。

遠期開發目標區為優選的遠期有利開發目標區,綜合評價積分值為<50分,包括河北盧龍鹿尾山、山東昌樂五圖、甘肅炭山嶺、青海小峽、廣西欽州、甘肅崇信、華亭等7個油頁岩含礦區。

優選出的22個油頁岩開發利用目標區(含礦區)的油頁岩資源量總和為175.95×108t,可轉化頁岩油資源量11.55×108t。其中:

探明資源儲量63.05×108t,可轉化頁岩油資源儲量4.01×108t;

控制資源儲量72.66×108t,可轉化頁岩油資源儲量4.86×108t;

推斷資源量15.14×108t,可轉化頁岩油資源量1.19×108t;

預測資源量25.12×108t,可轉化頁岩油資源量1.49×108t。

可以看出(圖5-4,圖5-5):近期開發目標區油頁岩總資源量133.25×108t,佔到75%;查明資源儲量123.15×108t,佔82%。中期開發新增目標區油頁岩總資源量22.00×108t,佔到13%;查明資源儲量16.92×108t,佔11%。遠期開發新增目標區油頁岩資源量20.70×108t,佔到12%;查明資源儲量10.76×108t,佔7%。近期開發目標區後續接續資源不足,會制約油頁岩資源產業的發展。為保證油頁岩作為石油能源的替代產品,維護國家的能源安全,應進一步加大油頁岩資源的勘探力度。

圖5-4 油頁岩開發目標區資源量分布統計圖

圖5-5 油頁岩開發目標區資源儲量分類統計圖

2.定量與定性綜合優選結果

目前已經開發或已經有開發方案和投資規劃的油頁岩含礦區有撫順、樺甸、羅子溝、窯街、黃縣、林口、儋州、巴格毛德。這些油頁岩含礦區大部分與優選的I類目標區一致。黑龍江林口與內蒙巴格毛德油頁岩含礦區沒有參加開發優選,是因為勘查程度低;海南儋州沒有進入I類目標區,是因為其平均含油率小於5%,在目前的經濟技術條件下進行開發存在市場風險,被濾掉了。

以開發優選分類為基準,根據近期是否可以形成生產能力,把已經有開發方案、正在規劃建設的含礦區分配到三類優選目標區中。另外,從動態的角度來分析,即在未來國家加大油頁岩資源勘查力度的情況下,將未來有潛力的含礦區納入規劃。則共有28個油頁岩含礦區進入近期、中期、遠期開發目標區(表5-5,圖5-6)。

表5-5 動態Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類開發目標區油頁岩資源分類表

近期(2009~2010年)目標區有:撫順、樺甸、羅子溝、黃縣、窯街、林口、茂名、電白、高州。這些含礦區已經探明的儲量是近期可以開發利用的資源。

中期(2011~2020年)目標區有:海南儋州、巴格毛德、兗州、奈曼旗、銅川、達連河、妖魔山、四岔口。這些含礦區已經探明、控制的資源儲量是中期可以開發利用的資源。

遠期(2021~2030年)目標區有:炭山嶺、昌樂五圖、華亭、小峽、松南(包括原松南、長嶺、登婁庫、農安),吳城、博格達山北麓、銅川—子長。

從資源情況來看,28個油頁岩含礦區的油頁岩總資源量為4557.49×108t,可轉化為頁岩油資源量271.43×108t。其中(表5-5,圖5-7):

探明資源84.10×108t,可轉化為頁岩油資源5.05×108t;

控制資源865.33×108t,可轉化為頁岩油資源42.90×108t;

推斷資源58.34×108t,可轉化為頁岩油資源2.76×108t;

預測資源3549.58×108t,可轉化為頁岩油資源220.72×108t。

可見,如果加大勘查力度,我國油頁岩資源潛力巨大,分布合理,油頁岩資源開發利用前景樂觀。

『拾』 油頁岩是否為新興產業

算是,新世紀新開發的。油頁岩屬於非常規油氣資源,以資源豐富和開發版利用的可行性而被權列為21世紀非常重要的接替能源,它與石油、天然氣、煤一樣都是不可再生的化石能源,在近200年的開發利用中,其資源狀況、主要性質、開采技術以及應用研究方面都積累了不少經驗。

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