『壹』 对全国油页岩勘查工作的建议
(一)问题
目前全国已经勘探、详查取得的探明油页岩资源储量只能保证发展到800×104t/a的页岩油产能,不足以支持我国大规模发展油页岩炼油产业,资源制约严重。如要实现2020年、2030年页岩油产能分别达到800×104t和2000×104t,需要今后新增探明油页岩地质储量分别为150×108t和380×108t以上,新增查明油页岩资源储量分别为1200×108t和3000×108t以上。
全国油页岩地质勘查工作缺乏行业规划引导,即给政府的资源管理带来被动,也使企业的油页岩地质勘查工作具有一定的盲目性。
全国油页岩资源家底依然不清。2004~2006年完成的全国油页岩资源评价工作主要是依靠对前人数据的整理和核算,缺少必要的实物工作量投入,缺乏全国油页岩成矿规律研究和成矿预测,得出的结果在很大程度上值得推敲。
我国缺乏统一的油页岩地质勘查规范和评价标准。过去,我国油页岩勘查报告提交部门很多,有地质、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部门,而且资料时间跨度大。每个部门采用的地质勘查规范和资源评价标准、储量体系不同;不同时期、不同部门对油页岩资源评价采用的边界指标不一,仅含油率边界品位有3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、4.7%、5.0%、5.5%、6.0%、6.3%等不同标准,其他指标如油页岩的有效厚度、面积等参数界定和选取、热值的要求也存在很大的差别。实验室含油率的计算标准也不统一,同一个矿区的油页岩含油率过去与现在的测试值差别普遍较大,一般过去测试值偏低,其原因即有现在实验技术水平提高所致(密封条件好,对干馏油气的收集较好),也有标准不统一所致。
另外,我国不同矿区油页岩含水差别较大,仅用湿法(不扣除水分)计算的含油率评价油页岩的优劣似乎不科学。对于那些含水较高的油页岩,如海南儋州油页岩,低温干馏求得的平均含水为12.58%、平均含油率5.10%(整个含矿区平均含油率4.87%),如按干基方法(扣除水分)计算,则平均含油率上升到5.83%(整个含矿区平均含油率上升到5.57%),可以多计算可采资源储量。在油页岩干馏过程中,含水高的油页岩多消耗热能,但对油页岩的出油影响不大。如含油率按干基方法计算,似乎更合理,各矿区之间更好对比。
(二)建议
1.加强全国油页岩资源勘查工作
编制全国油页岩地质勘查规划,将油页岩勘查纳入《地质矿产保障工程》。加强全国油页岩资源勘查工作,为我国油页岩产业高速发展提供基础保障。根据油页岩成矿条件、分布规律和已有勘查工作基础,研究、预测全国油页岩资源远景区,提出全国油页岩勘查规划区,包括重点勘查区、远景调查区和一般勘查区;在此基础上,由国土资源部组织编制全国油页岩地质勘查规划(作为对现有《全国地质勘查规划的补充》),提出全国近期、中长期油页岩地质勘查目标和重点任务。
实施全国油页岩资源调查评价。由中央财政出资,由中国地质调查局统一部署和组织实施全国油页岩资源调查评价,完成全国油页岩成矿预测、新一轮全国油页岩资源评价,进一步掌握全国油页岩资源潜力。重点开展鄂尔多斯盆地铜川—子长、铜川—彬县、松辽盆地松北(黑龙江省)和松南(吉林省)、新疆博格达山北麓、河南桐柏吴城、青藏高原地区伦坡拉盆地、羌塘盆地比洛错、柴达木盆地北缘鱼卡、四川盆地宜宾内江、辽宁建昌盆地凌源、甘肃省炭山岭、茂名盆地深部油页岩远景区等10余个油页岩含矿区(图7-1)的油页岩远景调查和潜力评价。力争在2015年前、2025年前分别新增查明油页岩资源储量1200×108t和3000×108t以上。
加强条件好的含矿区的油页岩地质勘查工作。首先选择油页岩资源量大(包括预查、普查、详查资源量)、开发外部条件优越的油页岩含矿区,进一步选择含油率相对较高的勘查区(图7-1),加强地质勘查工作,落实更多的探明储量,为大规模发展页岩油产业奠定原料基础,这是最重要的、也是急需要做的事项。近期鼓励企业重点开展广东省茂名盆地、河南省桐柏盆地吴城、黑龙江省大杨树盆地阿荣旗和老黑山、内蒙古巴格毛德和杨树沟盆地奈曼、辽宁省黑山盆地野马套海和建昌盆地凌源、鄂尔多斯盆地彬县和淳化及铜川、甘肃省民和盆地海石湾和碳山岭、山东省渤海湾盆地昌乐五图和胶莱盆地黄县、新疆准噶尔盆地妖魔山等含矿区的详查、勘探或补充勘探工作。力争在2015年前、2025年前分别新增探明油页岩地质储量150×108t和380×108t以上。
开展油页岩成矿规律研究和成矿预测。针对我国油页岩成因类型、赋存类型多样以及成矿条件复杂等特点,从油页岩特征和油页岩成矿条件出发,建立我国陆相、海相等不同成因环境中坳陷、断陷等不同盆地类型的油页岩成矿理论和模式;在此基础上,进一步开展我国油页岩的富集规律研究。建立油页岩成矿理论,指导我国油页岩资源的科学预测与评价工作。
2.制定出全国统一的油页岩地质勘查技术规范和评价标准
中国地质调查局部署不同地貌景观环境、不同构造复杂程度的油页岩勘查试点工作,确定不同勘查阶段的合理勘探网度。在此基础上,吸收过去不同行业部门旧规范的合理部分,研究并制定出全国统一的油页岩地质勘查技术规范。
中国地质调查局在油页岩勘查试点工作基础上,针对油页岩资源的不同利用方式(如页岩炼油、燃烧发电)、不同工艺要求(如地面干馏、地下原位干馏),研究并制定出全国统一的油页岩资源评价标准、资源储量计算标准,包括评价技术方法,以及含油率、发热量、矿层厚度、灰分、全硫、稀有金属含量等参数指标体系。
3.统一含油率计算标准
建议统一采用实验室铝甑含油率;统一采用干基含油率(扣除水分)。
『贰』 国内外油页岩开发利用前景及对策
张家强王德杰
(中国地质调查局发展研究中心,北京,100037)
一、油页岩特征
油页岩(oil shale)是一种富含有机质、具有微细层理、可以燃烧的细粒沉积岩。油页岩中有机质的绝大部分是不溶于普通有机溶剂的成油物质,俗称“油母”。因此,油页岩又称“油母页岩”。
油页岩是一种能源矿产,属于低热值固态化石燃料。一般地,国际上常以每吨能产出0.25桶(即0.034吨)以上页岩油的油页岩称为“油页岩矿”,或者将产油率高于4%的油页岩称为矿。过去,我国将含油率在5%以上的油页岩定为富矿,并计算储量;含油率在5%以下的油页岩定为贫矿,不计算储量;也有将油页岩产油率低于6%者定为贫矿,高于10%者定为富矿。
(一)油页岩地质特征
油页岩外观呈浅灰至深褐色,多呈褐色;具微细层理;相对密度为1.4~2.7吨/立方米。
油页岩主要成分是有机质、矿物质和水分。油页岩中油母含量约10%~50%。油母是由复杂的高分子有机化合物组成,富含脂肪烃结构,而较少芳烃结构。有机化合物主要由碳、氢及少量的氧、氮、硫元素组成;其氢碳原子比(H:C)为1.25~1.75,要高于煤炭的有机物质H:C比。油母含量高,氢碳原子比大,则油页岩产油率高。油页岩中矿物质有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等,但主要是粘土矿物。油页岩中矿物质常与有机质均匀细密地混合,而且矿物质含量通常高于有机质。当油页岩含有大量粘土矿物时,往往形成明显的片理。水分含量与矿物质颗粒间的微孔结构有关,油页岩中含有4%~25%不等的水分。
用于商业开采的油页岩其有机质:矿物质之比约为0.75:5~1.5:5,低于煤炭中的有机质:矿物质比值。煤炭中该比值常大于4.75:5。
(二)油页岩成因类型
根据沉积环境,油页岩可分成陆相、湖相和海相3种基本成因类型。陆相油页岩中的有机质是由富含脂质的有机物组成,主要有树脂、孢子、蜡质表皮和那些常见于成煤湿地或沼泽的陆源植物根茎的软组织,它们埋藏后经过煤化作用,形成油页岩中的有机质,因此,这种油页岩也是一种含有较高矿物质的腐泥煤。湖相油页岩中的有机质母质主要是指生活于淡水、咸水和盐湖的低等浮游生物藻类,藻类埋藏后经腐化和煤化作用后形成油页岩中的有机质。海相油页岩中的有机质母质主要是海藻、未知单细胞微生物和海生鞭毛虫。油页岩的沉积环境范围很广,因此,油页岩具有多种有机质和矿物质。
二、油页岩用途
油页岩不但可提炼出各种燃料油类,而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料,副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。归纳起来,油页岩有3种主要用途。
1.干馏制取页岩油及相关产品
若将油页岩打碎并加热至500℃左右,就可以得到页岩油。我国常称页岩油为人造石油。一般来说,1吨油页岩可提炼出38~378升(相当于0.3~3.2桶)页岩油。页岩油加氢裂解精制后,可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。
2.作为燃料用来发电、取暖和运输
首先是用来发电。利用油页岩发电的形式有两种,一是直接把油页岩用作锅炉燃料,产生蒸汽发电;另一种是把油页岩低温干馏,产生气体燃料,然后输送到内燃机燃烧发电。目前普遍采用前一种形式。其次,可以利用油页岩燃烧供暖。在2001~2002年度,爱沙尼亚利用油页岩发电和向居民、工业供暖所创造的效益分别占国家税收的76%和14%,对其国民经济具有重要意义。再次,可以利用油页岩燃烧带动发动机,用于长途运输。
3.生产建筑材料、水泥和化肥
作为副产品,油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。在德国,每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。在我国,油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。
此外,油页岩还可以直接用于有机肥料的生产。如我国陕西铜川市汇源实业开发总公司就拟投资1000万元,利用印台地区现有的油页岩资源,在原有5万吨磷肥生产线的基础上进行技术改造,建设年产5万吨油页岩有机复合肥的生产线。
不同国家对油页岩的用途不同。在爱沙尼亚,油页岩主要用来发电和提炼页岩油;在巴西,油页岩主要用作运输燃料;在德国,油页岩主要用于制造水泥和建筑材料;在中国和澳大利亚,油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料;在俄罗斯和以色列,油页岩主要用于发电。
三、全球油页岩分布及开发利用现状
(一)全球油页岩分布
不完全统计表明,全球油页岩蕴藏资源量巨大,估计有10万亿吨,比煤资源量7万亿吨还多40%。表1统计了世界各国主要油页岩矿床所蕴藏的页岩油资源量。从中可以看出,全球油页岩产于寒武系至第三系,主要分布于美国、扎伊尔、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国家。目前,只有美国、澳洲、瑞典、爱沙尼亚、约旦、法国、德国、巴西和俄罗斯等国的部分油页岩矿床做了详细勘探和评价工作。其他很多矿床的资源潜力有待进一步探明。如果考虑到有些国家的数据没有收集全,有些矿床的资源量没有做充分的调查和评价,那么全世界油页岩蕴藏的页岩油资源总量大体有2.6万亿桶或3662亿吨。也有估计为4110亿吨或4225亿吨。无论如何,全球油页岩含油量约比传统石油资源量2710亿吨(IEA,2002年《世界能源展望》)多50%以上。
表1世界油页岩中的页岩油资源(Matthews 1983)
续表
注:表中中国的数据是探明储量,探明和预测储量有205800百万桶。
需要指出的是,全球油页岩可采资源量中页岩油总量可能要比估计小得多。有人估计只有282亿吨。这是因为,实际可以获得的资源量要受一些因素影响。例如,一些矿床埋藏太深以至于不能经济开采;地面上的土地利用也在很大程度上限制了有些油页岩矿床的开发,尤其是那些工业化程度高的城市。
(二)全球油页岩开发利用现状
油页岩的开发利用可以追溯到17世纪。到19世纪时,油页岩的年产规模达百万吨,已经可以从油页岩中生产一些诸如煤油、灯油、石蜡、燃料油、润滑油、油脂、石脑油、照明气和化学肥料、硫酸氨等产品。到20世纪早期,由于汽车、卡车的出现,油页岩作为运输燃料被大量开采。直到1966年,由于原油的大量开采利用,油页岩作为主要矿物能源才退出历史舞台。但是,现在油页岩的利用更加广泛,爱沙尼亚、巴西、中国、以色列、澳大利亚、德国等国对油页岩的利用已经扩展到发电、取暖、提炼页岩油、制造水泥、生产化学药品、合成建筑材料以及研制土壤增肥剂等各个方面。
油页岩产量高的国家主要有爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、中国和德国。有数据表明,世界油页岩的产量经历了两个高峰期(见图1)。第二个高峰期是在1980年,产量达到4540万吨的历史高峰。此后产量基本上一路下滑,到2000年,产量只有1600万吨。
目前,全球油页岩主要用于发电和供暖。据统计,2000年全球开采的油页岩中有69%用于发电和供暖,25%用于提炼高收益的页岩油及相关产品,6%用于生产水泥以及其他用途。
爱沙尼亚是世界油页岩开发利用程度最高的国家。2002年,爱沙尼亚油页岩的产量达1230万吨,约占世界产量的75%。2000年,全球页岩油年产量约50万吨,爱沙尼亚就生产了23.8万吨,约占世界产量的47%。爱沙尼亚有4个装机容量为2967MW的油页岩发电厂,它们也是世界上装机容量最大的油页岩发电厂。
图11888~2000年爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、中国和德国的油页岩产量(百万吨)
利用油页岩生产页岩油的国家还有巴西、中国和澳大利亚。巴西1999年生产了19.5万吨页岩油;中国2001年生产了8万吨页岩油;澳大利亚2001年生产了2.8万吨页岩油,2002年上升到6万吨。
利用油页岩发电的国家还有中国、以色列和德国。中国的油页岩发电厂装机总容量为24百万瓦;以色列的油页岩发电厂规模为12.5MW;德国的油页岩发电厂规模为9.9MW。
随着开发利用技术的进步和环保意识的增强,全球趋向于充分利用油页岩资源。目前,油页岩的利用已经更趋复合化、多元化。例如,在德国一个名叫DRZ的工厂中,油页岩既用来发电作为工厂的动力,又用作炼渣砖的燃料和原材料,生产水泥、土壤或岩石的稳固剂、填充剂和密封材料。多余的电能还可以卖给公众电网。
四、我国油页岩分布及开发利用现状
(一)我国油页岩分布
我国油页岩资源较丰富,石炭系—第三系都有产出,但主要产于第三系。我国油页岩资源未进行全面调查,还没有能反映资源全貌的较为准确的数据,各种数据差别悬殊。从表2的数据看,地质部1980年公布的截至1979年底含油率大于5%的表内油页岩储量311.7亿吨是可信的,抚顺石油研究所的预测油页岩储量4520亿吨的依据较充分,两项合计为4831.7亿吨,居世界第4位。
表2中国油页岩资源预测总表
我国油页岩矿的含油率一般大于5%,多在6%左右。若按含油率6%折算,我国页岩油的远景地质储量达289.9亿吨。已探明的储量折算成页岩油,至少有18.7亿吨。若按抚顺石油一厂、二厂的经验数据,每33~35吨油页岩生产1吨页岩油折算,探明的油页岩储量311.7亿吨,可生产9.17亿吨油;预测储量4520亿吨,可生产132.9亿吨油,两项合计为142亿吨。我国油页岩的分布比较广泛,但分布不均匀,主要分布于内蒙古、山东、山西、吉林、黑龙江、陕西、辽宁、广东、新疆等9省。由于勘探程度较低,目前仅在14个省(区)计算了探明储量,其中吉林、辽宁和广东的储量较多,合计约占全国探明储量的90%以上。有21个省(区)做了储量预测,内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量大(见表3)。
表3我国部分省油页岩资源量单位:亿吨
1.吉林省
吉林省油页岩资源量丰富,相当于100亿吨石油,分布于二叠系—第三系。其中第三系、白垩系油页岩远景资源量就达209.05亿吨。
吉林省油页岩总地质储量有499亿吨。已列入储量表的有7处矿床,总保有储量174.5亿吨,占全国油页岩储量的55%,居第一位。油页岩产地比较集中,主要分布在农安、桦甸、罗子沟3个地区。
农安油页岩资源十分丰富。从农安至登娄库7000余平方公里范围的普查获知,5个矿床的保有储量就有168.9亿吨,占全省储量的97%,占全国探明储量的一半以上,具有较大的资源优势。桦甸市油页岩保有储量30.6亿吨。汪清县罗子沟油页岩储量范围为60平方公里,远景储量4.5亿吨;已经探明储量面积为19平方公里,储量1.5亿吨,平均含油品位大于或等于8%。
2.广东省
广东省的油页岩资源也相当丰富,总地质储量约132亿吨。探明储量75.7亿吨,位居全国第二。油页岩主要集中在茂名,探明储量51亿吨。
3.辽宁省
辽宁省油页岩分布较广,主要分布于抚顺、锦州、阜新、葫芦岛、秦皇岛等市,总地质储量有109亿吨。探明储量有37亿吨。锦州凌源市五家子矿区按含油率4%以上或4%~25%计算,油页岩储量为1098万吨。
4.山西省
山西省有工业价值的油页岩,主要形成于石炭纪和二叠纪,分布于蒲县东河至洪洞三交河、保德县腰庄一带的古生代煤系地层中。山西省油页岩推测储量有430亿吨,探明储量有1.47亿吨。蒲县东河矿区D级油页岩储量为270.1万吨,含油率6%~8%;底部伴有0.4~0.6米固体石油的腐泥煤,含油率为18%~24%。洪洞县三交河矿区油页岩和含油煤的储量共有8462万吨,含油率在6%左右。此外,大同、浑源等地,也探明有腐煤泥的储藏。
5.陕西省
陕西省油页岩分布较广,铜川市宜君县、咸阳市永寿县、延河流域都有分布。其中以铜川居多,位居全省首位。
(二)我国油页岩开发利用现状
我国油页岩综合开发利用时间比较早,主要有吉林省、辽宁省和广东省。早在20世纪50年代初,我国就在广东茂名建造了油页岩制油厂,我国石油主要以人造页岩油为主。由于石油短缺,当时还出现了“是发展人造油还是发展石油”的争论,后来“发展石油”,发现了大庆油田,“人造油”才渐渐退出主要地位。
广东省茂名市石油公司油页岩矿业公司经历了半个世纪后,目前已经具备750立方米/年的采掘能力,有着丰富的干馏技术,并在油页岩综合利用方面取得可喜成果。例如,利用页岩灰渣制砖和生产水泥;从排弃沙土中回收生产优质高岭土,形成了年产高岭土精粉3万吨能力;利用页岩灰渣做陶粒、陶织、塑胶制品掺和料、填充料。1996年,广东省进行了油页岩开发利用科技攻关,对油页岩发电燃烧技术进行了应用研究,对茂名地区的油页岩开发利用做了总体规划。2001年,广东省开始重视茂名地区油页岩开发与环境保护,由环保局资助了项目《油页岩废渣场退化生态系统的生态恢复研究》。
吉林省油页岩开发利用始于1958年,在国家支持下,由延边州石油公司筹建了汪清县罗子沟炼油厂,总投资约300万元,生产页岩油40吨,由于当时设备落后及其他原因,于1960年停产。1993年,辽宁省葫芦岛龙腾投资咨询有限公司计划投资8亿元人民币,在罗子沟建设油页岩综合开发利用工程。该项工程分三期建设完成,时间跨度为2004~2007年,工程完成后可形成年产300万吨矿石、20万吨页岩油、5000公斤稀贵金属的生产规模,并建成一个5000千瓦/时余热发电厂、油页岩综合开发利用研究所、水泥厂、砖厂和稀贵金属提炼厂等相关工程。
1993~1996年,在国家、省和地方政府的共同努力下,吉林省桦甸市建立了油页岩示范电厂。1999年实现了年发电量9500万千瓦/时,供热面积达到53万平方米。目前又在筹建二期工程,总体目标是:生产能力达到年耗油页岩36万吨,年发电量18000千瓦/时,年供电14400千瓦/时,年供热310万吉焦,年产建材30万立方米。到2005年,总装机达到4.3万千瓦,年发电2.75亿千瓦/时,年供热310万吉焦,总供热面积达到150万平方米,灰渣砖达到30万立方米(据吉林政府网)。
此外,桦甸热电厂也在积极招商引资,筹划项目总经费达42169万美元的工程。工程预计建设年产250万吨油页岩的矿区;利用采出的油页岩建设年产20万吨原油的炼油厂;利用炼油残渣建设10万千瓦的半焦发电厂;利用电厂半焦灰渣建设砌块、水泥、陶粒等建材产品项目。
辽宁省油页岩综合开发利用也较早。目前,抚顺是我国以油页岩为原料的大型石油加工基地之一。2003年,辽宁省科技基金资助了《油页岩高效合理利用研究》项目,目的是针对油页岩制油新方法、页岩油性质与深加工、油页岩与废旧高分子材料共炼等进行研究。
五、全球油页岩开发利用前景
(一)目前油页岩开发利用的局限性
全球油页岩资源丰富,用途广,开发利用时间也较早,但并不被大多数国家所重视。这主要有两个方面的原因。
1.生产页岩油和油页岩发电成本高
油页岩的最大使用潜力是提炼页岩油。在传统石油供给不足时,页岩油可望成为石油的替代品;或者是在那些缺少石油资源或石油资源量不足的国家,为了降低对外依存度,可以用页岩油替代石油,满足本国建设的需要。然而,就目前技术看,油页岩提炼页岩油的成本要比生产或购买石油和其他燃料产品要高。爱沙尼亚2000年的经验显示,只有当原油的进口价高于25美元/桶、重油的进口价高于95美元/吨时,生产页岩油才有经济意义,页岩油才有可能替代传统的石油,满足世界对化石能源的需求。
油页岩的第二大使用潜力是发电。爱沙尼亚2000年的经验显示,只有当煤的进口价高于40美元/吨、天然气的进口价高于3.5美元/兆英国热单位(MBTU)时,用油页岩发电才是经济的。
2.对环境的污染较大
油页岩的开采方式分地下开采和露天开采两种。无论是地下采矿还是露天采矿,都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下,这样做会危害到矿山附近的耕地和森林。根据粗略估算,为了得到1立方米油页岩,一般需要抽出25立方米的地下水。抽出的地下水在沉淀水中的固体颗粒后才能排到河里。系统监测显示,采矿水在很大程度上增加了地面、地下水和湖泊中硫酸盐的含量。在巴西,地下水水位和质量就长期被油页岩采矿所扰乱。
用油页岩发电,除了采用燃烧较充分的沸腾炉外(德国、以色列掌握这种技术),还有一些采用研磨后燃烧的传统方式。研磨燃烧具有利用率低、高污染和高健康危害等不利特点,排除的气体中还有细的、可吸入的扬尘。这些扬尘中含有有毒物质,它们不仅危及电厂附近的环境,而且也影响到远离电厂的地区。另外,页岩油生产过程中放出的热、废水和半焦炭物质也可能引起环境问题。
总而言之,在目前技术条件下,对油页岩的利用存在很大的阻力。在未来若干年内,页岩油还不能代替原油、煤炭在化石燃料市场上的地位。
(二)全球油页岩开发利用前景
虽然目前油页岩的开发利用还有局限性,但是,倘若今后技术能跟上环境的要求,能满足经济条件,那么油页岩开发利用前景将是十分光明。澳大利亚、爱沙尼亚对油页岩开发利用前景十分看好,都制定出了宏伟计划。德国、以色列对充分利用油页岩资源和保护环境非常重视,开展了大量有关油页岩综合利用的研究,并掌握了先进技术。
在2002年11月爱沙尼亚首都塔林召开的《全球油页岩的利用与展望》会议上,来自13个国家的230位专家讨论认为,自1980年油页岩的产量开始减少以后,油页岩的开发利用前景在目前看来一片大好。当传统油资源变得紧缺时,当污染小和效率更高的技术得到广泛应用后,短期(2006年)、中期(2020年)及2020年以后,油页岩的产量会逐渐增大。
1.2006年
在爱沙尼亚,由于社会对电的需求量有所增大,政府决定启动“重建油页岩地区计划”。在2006年,爱沙尼亚发电厂和炼油厂将分别需要994万吨和644万吨的油页岩,其他方面的用途可能持平,稳定在74万吨左右。因此,爱沙尼亚的油页岩产量将从1230万吨增加到1700万吨。在澳大利亚,2002年页岩油的产量快速上升至6万吨,耗油页岩79万吨;预计在2006年,这两个数字将分别为55.6万吨和700万吨。受两国产量增长影响,世界油页岩的产量将由2000年的1600万吨增加到2006年的2300万吨。
2.2020年
各国政府出台的政策和相关条例是影响油页岩竞争力的关键因素。在爱沙尼亚,规划新建一座400万吨规模的油页岩工厂。倘若爱沙尼亚发电能采用沸腾炉技术,这些项目将能够实施。届时,油页岩产量将达到2100万吨以上。在澳大利亚,先进的ATP流程(Alberta Taciuk Processor)将成功商业化,可以使页岩油的产量由2006年的55.6万吨增加到2010~2013年的717万吨/年,届时需要年开采约1.14亿吨油页岩。因此,估计到2020年,世界油页岩的消费量会有1.3亿吨。
3.2020年以后
国际能源机构在“2002年世界能源展望”中预言,2020年以后,非传统来源的石油供应量会有很大的增加,约占世界石油需求总量的8%。这部分增量很可能由部分页岩油来满足。
六、建议
我国石油供需缺口逐年加大,石油供不应求的矛盾将长期存在。幸运的是,我国还有丰富的油页岩资源。建议我国及早做好准备,迎接世界油页岩大开发的到来。通过油页岩大开发,接替部分常规油气,缓解我国能源压力。根据我国具体情况,提出以下建议。
1.开展全国新一轮油页岩资源调查和评价
自1962年抚顺石油研究所完成《中国油母页岩资源调查报告》以来,我国已多年没有对全国油页岩资源进行调查评价。现有的评价资料都比较陈旧,而且零星,计算标准也不统一。至今,我国油页岩资源家底不清,这将严重制约我国油页岩资源的开发和宏观管理。2003年启动的第三轮全国油气资源评价中,包括了油页岩评价。但是,这次评价并不投入调查工作,评价结果很难有说服力。因此,建议结合全国油气普查工作,开展我国新一轮油页岩资源调查和评价。
2.为东北危机矿山资源接替服务
油页岩矿多与煤矿共生。我国东北地区的多数煤矿及其附近存在丰富的油页岩资源。由于几十年甚至上百年的开采,东北地区的一些重要煤矿,如辽宁抚顺煤矿和阜新煤矿已经成为危机矿山和矿城;黑龙江的鹤岗、双鸭山、鸡西、七台河都存在“四矿”问题,其中鹤岗煤矿已经成为可供性危机矿山。建议加强东北危机矿山和准危机矿山及其外围油页岩资源勘查,促进油页岩资源开发利用,为东北危机矿山资源接替和转型服务。
3.在能源短缺的边缘地区开展油页岩资源勘查
在能源短缺的边缘地区,例如西藏地区,在开展油气勘查的同时,应兼顾油页岩资源勘查和开发。西藏地区多年来能源严重缺乏,已经成为阻碍社会发展的重要因素之一。西藏地区常规油气资源取得战略突破尚需10年甚至20年,在此期间能源短缺矛盾仍将存在。西藏地区有丰富的油页岩资源,在双湖东南比洛错一带、老双湖(热觉查卡)北边一带有10米厚的油页岩,丁青盆地、伦坡拉盆地有第三系油页岩。加强西藏地区油页岩资源勘查和开发,利用油页岩发电和生产页岩油,对缓解西藏能源压力和促进西藏经济、社会发展具有重要意义。
4.国家支持和护持油页岩开发利用技术研究
油页岩开发利用能否走向大规模生产,关键取决于降低成本技术和环保技术。目前,我国油页岩开发利用技术研究多是由公司、地方政府支持,研究周期和规模不大。建议国家加大油页岩综合利用技术研究的支持和扶持力度,使技术不断更新。例如,研发新的燃烧炉,让油页岩的燃烧更充分、更环保;研发更先进的页岩油提炼系统,让油页岩得到更全面、更充分的利用;研究如何做到在得到优质主产品的同时,得到附加值更大的副产品。支持和鼓励我国科学家积极参与国际合作与交流,尽快掌握先进的油页岩开发利用技术。
5.做好油页岩开发后环境修复工作
严格执行国家有关矿山开采污染及环境修复费收取制度,力争在矿山开采过程中和关闭时,破坏的生态环境能够及时修复。建立相应的监督管理体系,做到在促生产的同时,保护好环境。
6.制定油页岩勘探、开发国家标准及规范
我国各省油页岩资源勘查缺乏规范,资源评价的标准和计算方法不统一;油页岩开发的经济指标、环保指标和管理有待规范。建议参考国外经验,组织制定出油页岩勘探、开发国家标准及规范。
作者简介
[1]张家强,中国地质调查局发展研究中心,研究员。
[2]王德杰,中国地质调查局发展研究中心,实习研究员。
『叁』 美国油页岩产业发展战略线路图
在2004年3月“美国油页岩的战略意义”研究报告发表后,美国能源部负责石油储备的副部长助理以及能源部海军石油及油页岩储备办公室正式提出了“美国油页岩:联邦决策线路图———美国油页岩资源的可持续开发”报告,提出了美国油页岩开发的目标任务与战略取向,分析了联邦政府行动的主要驱动力以及美国油页岩开发的主要制约因素。这份报告的出台,标志着美国油页岩的大规模开发利用已正式进入联邦政府视野。
(一)美国油页岩开发的战略目标
美国油页岩开发的战略目标包括7个方面:
(1)增加国内石油产量;
(2)提供安全有保障的军事燃料;
(3)降低美国石油及石油产品的进口量、进口依赖程度及进口的经济成本;
(4)减少燃料供应中断的脆弱性;
(5)促进国家安全及国土防卫;
(6)创造大量就业机会;
(7)繁荣国家经济活动。
(二)美国油页岩产业的战略远景任务
在尊重和保护环境的同时,到2020年美国页岩油产量达到200万桶/d(约合年产1×108t);到2040年页岩油产量达到300万桶/d(约合年产1.5×108t)。
为实现上述目标任务,要求美国联邦与州政府在政策上支持,在技术上支持,在经济上支持,要求联邦各部门间密切协调,要求政府与企业加强合作。
美国能源部还提出,现行的石油安全保障方案没有一个优于油页岩计划的。如果不执行油页岩计划,国家安全将受到威胁,经济将要受到影响,石油与石油产品的供应将会有中断的危险。
(三)美国联邦政府行动的关键驱动力
美国能源部提出,以下八条因素决定了美国联邦政府必须采取行动,推进油页岩大规模开发利用。
(1)世界石油需求不断上升。全球原油消费量每年超过新发现的石油储量;富国石油消费未减,中国、印度石油消费量大幅增长。预计中国、印度石油进口量将分别以每年7%和6%的速度递增。全球对OPEC的依赖进一步加剧,这不是一件好事情,更何况OPEC剩余(闲置)石油产能已从1985年的1500万桶/d降到2004年的不到100万桶/d,通过增产调节原油价格的能力已成问题。
(2)世界常规石油产量很快在达到高峰后将趋于下降。除OPEC国家外,大多数产油区已趋于成熟,产量趋于下降。政府方案必须尽快设计。
(3)美国能源和经济安全状况每况愈下,石油进口依赖程度逐年增加。
(4)军事应急及国土防卫要求安全的燃料来源。
(5)当前能源政策高度依赖中东石油。
(6)国内备选能源方案有限。发展核电、太阳能及其他可再生能源,提供的是电力和热,而不是产生液体的运输燃料。替代进口石油的方案只有两个,一是煤液化,二是页岩炼油。这两个方案需要高油价来支持。
(7)非常规石油资源非常丰富。油页岩、油砂及超重油等非常规石油资源超过世界常规石油资源。
(8)美国油页岩资源可以弥补石油的部分缺口。可以相信,在具备一定条件的前提下,油页岩产业到2020年可生产200万桶/d的页岩油。
(四)制约美国油页岩开发利用的因素
美国能源部强调指出,为满足国家需求和战略目标,必须在20a内开发利用油页岩资源,但其中存在的公共政策、技术、经济、环境及社会等方面的制约因素必须克服,联邦政府必须提供政策支持,包括:油页岩土地租赁(矿业权管理)、技术开发与论证、经济与税收优惠、环境评价、管理简化及基础设施支持,如此方能使美国油页岩产业具有技术可行性、经济可行性及环境可接受性。
美国能源部提出了影响油页岩产业发展9个方面的障碍因素:
(1)技术障碍。以商业规模回采及处理美国西部油页岩的各种技术方案的可行性尚不明朗(尤其是地下原位干馏技术)。这样,建立美国油页岩产业就存在投资风险。
(2)经济合理性。按历史上原油价格计算,油页岩的生产是不经济的(即害怕回到低油价时代)。
(3)美国多数油页岩资源(约80%)位于联邦土地,由此受1920年矿产租赁法管辖,为促进油页岩产业发展,需要对这部法律进行相应调整。
(4)潜在的环境影响。
(5)水的可供性及其用量。从目前情况看,科罗拉多河盆系供水充分,可以支持油页岩产业健康发展,但若油页岩产业发展到200~400万桶/d页岩油,则水的供应也是一个障碍。
(6)其他工艺输入与基础设施障碍。
(7)可持续发展与基础设施影响。
(8)投资风险。
(9)对油页岩产业的公共和私人投资承诺仍不明朗。
美国能源部认为,在这种情况下,为了克服这些障碍,联邦政府必须提供相应政策支持。所需要的政策支持见表2-1。
表2-1 促进美国油页岩产业发展的可能途径
续表
(五)联邦决策过程初步建议方案
美国能源部的报告提议实施国家油页岩计划。执行国家油页岩计划的联邦行动建议包括4个环节。
1.组织机构
(1)授权与预算要求。能源部副部长助理已于2005年1月提出计划授权申请并正在通过能源部与国会OMB渠道审批。
(2)联邦油页岩工作组。能源、内政部、国防部及财政部有关人员共同组建联邦油页岩工作组。相关部门已就此签署谅解备忘录。2005年1月已成立。
(3)技术评价。对1970年代及1980年代的技术进行系统的分析评价。由能源部国家能源技术实验室进行这项工作。
(4)油页岩技术的环境评价。能源部已有大量数据。内政部于1973年开展过“油页岩租赁原型计划的环境评价”。将这些数据/资料进行系统分析,提出相关战略。能源部国家能源技术实验室于2005年1月已完成这项工作。
(5)利益集团扩大计划。国家油页岩计划的成败在于众多的利益集团达成共识。能源部将准备一份“利益集团扩大计划草案”,由油页岩工作队审批。并将于近期召开技术交流会议。
2.联邦油页岩战略
联邦油页岩工作组的主要任务是制定国家油页岩战略,包括联邦目标和任务、战略文本草案。
3.项目规划评价(可行性研究方案)
(1)高油价的经济影响与全球及美国石油供需变化;
(2)石油供应中断对美国国家安全的影响;
(3)影响油页岩产业发展的主要因素分析:①基础设施差距。②美国油页岩表征。对美国油页岩资源开展新的评价和调查,确定哪里的油页岩最适于开采。内政部土地管理局与地质调查局已有大量数据可供分析。③审查油页岩租赁问题与要求。审查内政部土地管理局1973年制定的油页岩租赁政策,制定新的战略,以灵活的方式改进油页岩矿业权的管理。④加拿大阿伯特油砂及国际油页岩项目的经验教训分析。⑤油页岩技术现状与差距。⑥油页岩“厂”的假设模型。⑦评价与其他方案(油砂、煤液化等)相比油页岩开发的经济可行性。⑧了解潜在的研发与论证工艺要求。⑨油页岩开发的社会经济影响,风险和成本分析。⑩环境影响评价。
(4)评价油页岩对美国的潜在经济价值。包括:油页岩产量及原油进口量的减少程度,对全球石油价格的影响,增加的GDP分析,就业影响,联邦及州政府的财政收入增加情况。
4.联邦油页岩计划
由油页岩工作组制定综合的联邦油页岩计划。主要包括如下内容:
(1)资源可得性及租赁(矿业权出让)计划;
(2)经济限制及优惠计划;
(3)技术限制及研发要求;
(4)环境限制及减缓措施;
(5)基础设施限制及开发;
(6)社会经济限制及解决方案;
(7)油页岩开发综合成本效益分析;
(8)项目环境要求;
(9)效益评估与评价准则。
美国能源部副部长助理提出的时间安排是:2005年5月向国会报告并提出联邦油页岩计划,2005年10月开始实施。
『肆』 油页岩地下干馏工艺
目前,包括壳牌公司在内,有几家公司在进行油页岩地下原位开采试验,其开采的原理基本相似,最大的区别就是对油页岩的加热方式。不同的公司油页岩地下加热的方式各不一样,各有优点也有其弊端。大多地下原位干馏工艺仍处于实验室模拟,仅壳牌公司正在美国进行现场中试,但均未进行商业性开发。油页岩地下原位干馏工业化尚待时日。
(一)壳牌公司ICP工艺
1.工艺原理及发展
壳牌公司ICP工艺是一种电热法地下干馏油页岩工艺,也称为壳牌地下转化过程(Shell's In-situ Conversion Process)。ICP工艺主要原理是:在选定的油页岩地下干馏区内打采油井,采油井周围打加热井,向加热井注入热量,使油页岩发生裂解生成页岩油,在高温高压下,页岩油流入采油井,然后从油井中直接抽提页岩油。
20年前,壳牌公司开始了油页岩地下转化方法(ICP)实验室和试验基地研究;1996年开始ICP工艺小试,并从美国科罗拉多州北西部的PICEANCE盆地地下油页岩中成功地采出轻质页岩油和有机气体。目前在美国科罗拉多州里奥勃兰克(Rio Blanco County)的马霍甘尼(Mahogany)试验基地对绿河油页岩进行现场地下干馏中试(图3-1)。
图3-1 壳牌公司地下干馏油页岩工艺
ICP技术是在试验区的四周周围每隔3m钻孔插入钢管,通入液氨冷冻液,对四周周围进行冷冻,防止地下水渗入及页岩油气漏走。在地下干馏区内,布设加热井和采油井,采用多组相邻的7点或13点井,即每一采油井周边均匀布设12个加热井。井孔基本上平行穿过开采矿段,加热井眼等距离分开,间距至少6m,加热井与采油井的适宜间距为9~30m,采油井与加热矿层相通,便于采油。在加热井内插入电热管,对页岩缓慢加热,至温度340~370℃,热解产生页岩油气。油页岩随温度的升高不断膨胀,当温度达到干酪根热解温度(约275~325℃)时,干酪根转化为液态,产生更大的膨胀,占据更大的空间。随温度升高,压力增大,页岩层内形成水平方向的油体裂缝,在压力作用下,页岩油流入采油井,经泵抽至地表。
研究表明,ICP页岩油与常规地面干馏所得的页岩油性质不同,ICP页岩油比重小,轻质馏分多,没有渣油,含氮高,含硫低,页岩油主要是石蜡基,环烷多,可以用一般炼油的工艺来加工,制取合格的汽油柴油。ICP页岩干馏气含有二氧化碳、烯烃等。热解水含有氨。
目前,壳牌已经在美国科罗拉多州里奥勃兰克(RioBlanco County)、皮斯河(Peace River)、休斯敦开展了ICP技术试验。已经在一块面积为10m×13m的地下干馏试验区内,已产出1300桶轻质页岩油及干馏气,证明ICP技术是可行的(Wolfgang,2007;Beer等,2008;Nair,2008)。壳牌公司希望在下一个10年内能做出工业化生产的决定。据报道,由于电热加热能耗大,在工业应用阶段,拟改用气体加热。
2.ICP工艺适用范围
ICP工艺的适用技术范围比较苛刻:地下油页岩沉积层不渗透,孔隙率<5%,开采矿段基本不含流动水;油页岩矿体厚度大于30m;开采矿段平均品位(干馏油+干馏气)≥3.04%;品位与厚度的乘积越大,收益越高。
依相对资金收益率推荐的优选范围和最佳范围如下:
推荐优选范围:
中国发展油页岩产业的可行性
推荐最佳范围:
中国发展油页岩产业的可行性
对照该技术要求,我国绝大部分油页岩矿不适合ICP工艺。
3.壳牌技术的优势
ICP工艺的优点是无需开采矿石;提高了单位面积的油气产出量,回收率大于90%;采油井收集的气态产物可用于现场发电或作其他用途;可以进行深部油页岩资源的开发;地下实行“柱状”油页岩资源开发,不仅仅只针对富矿开采;产出的油较好,直接适用作运输燃料。
4.尚存技术难题
目前壳牌技术有三大难题:
A.油页岩地下加热技术难题。壳牌公司采用通过加热器加热地下地层,加热带周围采用冷冻墙阻止水的进入和产物的污染。怎样控制加热地带与冰冻墙之间的热传导平衡,是其要解决的难题。
B.用水量过大。丹佛荒野协会的史蒂夫·史密斯(Steve Smith)警告壳牌石油公司的地下原位开采行为是一种“错误的愿望、夸张的需要和无法实现的承诺”。有数据表明,每生产1桶石油,需要消耗3桶水。史密斯表示,新技术有可能消耗大量的地下水资源,从而影响数十万居民的生活用水。壳牌公司外务部副经理欧康纳(Terry Connor)承认,水量消耗过大的确是公司目前面临的最为棘手的问题。
C.开发后的环境及植被难恢复。地下裂解期间,油页岩矿将切断与其周围的地下水源,破坏地下水系统,地面植被也相应受到影响。开发结束后,地下岩石的物理、化学特征已经发生了根本性的改变,要想进行地下水系统及地表植被的恢复,非常困难。
(二)埃克森美孚公司Electrofrac工艺
埃克逊森美孚公司(ExxonMobil)的Electrofrac工艺采用水力破裂地下油页岩矿,并加入一种导电的物质,用电缓慢加热,干馏油页岩热解生成页岩油气。该技术已进行了实验室试验和数学模拟,正准备在科罗拉多州里奥勃兰克进行现场试验(Meurer等,2008;Thomas等,2009)。
(三)雪佛龙公司地下干馏工艺
雪佛龙公司(Chevron)也计划在科罗拉多州开发油页岩地下干馏工艺,包括地下页岩层的破碎,由注入井加入热气体对油页岩进行加热干馏,再由生产井导出页岩油气(Dammer,2008)。
(四)美国页岩油公司地下干馏工艺
美国页岩油公司(American Shale Oil)也计划在科罗拉多州里奥勃兰克对绿河页岩进行地下干馏。其工艺为:在地面上利用干馏所产生的热解气燃烧产生热烟气,通入位于地下油页岩层的管子,缓慢加热油页岩,热解所得的油气另有管子导出地面。已进行了模拟研究,计划在2010年开展现场中试,将深入地下600m,进行油页岩地下干馏(Wallman等,2008;Burnham,2008)。
『伍』 发展页岩油产业的必要性
1.发展页岩油产业可以形成对我国石油资源的重要补充
1993年我国再次成为石油净进口国,此后我国石油消费快速增长,而同期国内原油产量增长缓慢,供需缺口逐年加大。2007年我国石油对外依存度已经达到50%,2008年达到51%。根据国家能源局有关材料,在2020年之前,我国石油消费量每年仍将以3.5%的速度增长,预测到2015年左右达到5.2×108t,到2020年左右达到6.2×108t;之后,石油消费年增长速度将放慢到1.8%左右,预测到2030年左右达到7.4×108t。而同期我国原油产量每年大约增长300×104t,到2015年左右产量达到2.05×108t,到2020年左右产量达到峰值2.2×108t,并稳定到2030年左右。由此推测,到2015年、2020年、2030年,我国石油供需缺口将分别为3.15×108t、4.00×108t和5.20×108t,如果没有其他替代资源补充,届时我国石油对外依存度将分别达到61%、65%和70%。国际上公认,如果一个大国的石油对外依存度达到70%临界点,那么这个国家的能源将不安全。因此,到2030年我国的能源安全形势将非常严峻。
庆幸的是我国有非常丰富的油页岩资源尚待开发。如果今后能加强全国油页岩资源勘查,我国大规模发展页岩油产业将有资源基础。按第四章预测,在高速发展情景下,到2020年全国页岩油产能可以达到800×104t,相当于再造两个华北油田(2008年油产量434×104t);到2030年全国页岩油产能可以达到2000×104t,相当于再造半个大庆油田(2008年原油产量4020×104t)。因此,2020年、2030年预测页岩油产能是相当可观的,如替代石油,可以降低我国石油对外依存度分别为1.29%和2.71%,当年可以节约外汇(按原油价格80美元/桶计算)分别为44.80亿美元、112.00亿美元(表6-1)。因此,发展页岩油产业,可以对我国紧缺的石油资源形成重要补充。
表6-1 未来20余年全国页岩炼油效益预测
2.发展页岩油产业有明显的经济和社会效益
发展页岩油产业,对发展地方经济、增加就业机会具有重要意义。按目前我国页岩油产业情况,从业人均产能为181.82×104t,税前利润为1500~2000元/t页岩油。据此推测,到2020年和2030年全国页岩油产业当年可以实现税前利润分别为120~160亿元和300~400亿元人民币,累计税前利润分别为600~800亿元和2700~3600亿元人民币;实现就业人数分别为4.4万和11万(表6-1),很显然,经济和社会效益十分明显。
发展页岩油产业,是煤矿综合利用的重要方向,符合国家“综合利用、变废为宝”的产业鼓励政策。我国少部分油页岩矿是煤炭资源的伴生矿产资源,在煤炭开采过程中,这些油页岩资源以副产品形式也被开采出来,如不利用就堆放在矿山附近,不仅浪费资源,而且影响当地生态环境,甚至自燃带来安全隐患。除抚顺矿业集团很好地利用了煤炭的副产品油页岩资源外,甘肃窑街煤矿、山东龙口煤矿、兖州煤矿、黑龙江达连河煤矿在生产过程中都开采出来大量的油页岩资源,没能很好地利用。这些矿山近年来都作出了综合利用油页岩资源的发展规划,有的矿山已经着手建设页岩炼油厂。
3.发展页岩油产业是解决大量石油替代资源的最佳出路
石油不仅是能源,而且是重要的化工原材料。我国石油消费主要用于交通运输、化纤、化工行业,没有石油的支持,整个经济社会的发展是不可想象的,特别是国防离不开石油。然而,自1993年我国石油出现短缺以来,石油对外依存度越来越高,近两年达到50%,预测到2030年达到70%左右。国际原油价格大幅波动,严重影响石油进口国家的社会经济平稳发展。例如,美国纽约原油期货价格从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个月时间实现翻一番;从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年时间又实现翻一番;此后原油价格一路下滑,到2008年12月19日降到33.87美元/桶,在短短5个月内就已被打回原形。2008年我国进口石油因价格上升多付出了3600亿元人民币。长期大量进口石油,不但耗用高昂外汇,增加了企业成本,而且也大大增加了外交成本和国防开支,国际油价波动将严重影响国内经济的正常运行,更关系到国家安全。
为了保障国家能源安全,我国大力组织发展各种新能源、可再生能源,以解决能源短缺的“瓶颈”,并取得了可喜的成绩。但可再生能源如太阳能、风能、水能都不能直接变成液体燃料,更不能成为化工原材料。有些可以代替汽油、柴油的生物燃料,却因我国人多地少的客观条件而暂时无法大量推广。2008年我国100×104t燃料酒精的生产能力已造成全国玉米涨价,引发猪肉供应风波,政府不得不叫停以粮食为原料的在建燃料酒精项目。事实说明,由于我国人均耕地少,所以不能学美国、巴西用大片土地来种植生物燃料。
要解决大量石油替代能源,路在何方?应走多元化道路。我们认为,在众多可替代能源中,页岩油是一种可选用的、现实的石油替代能源。与其他替代能源相比,页岩油有它自己的优点:油页岩加热就可出油,页岩油改质后其性质和天然原油相近,可以利用现有的炼油厂加工,不必另外建炼油厂;油页岩资源丰富,矿产集中,可以大规模机械化、自动化开发生产,即使有些小矿,也可以将页岩油运在一起集中加工,可以替代大量石油产品;页岩油改质后的产品和现有石油产品相似,不需要另行制定新的产品标准,不需要改造现有使用石油产品的机械设备;可以使用现有的使有储运设施和销售分配系统。
我国油页岩资源极其丰富,制约油页岩产业发展的资源、技术、环境、经济等几方面的因素,经过几十年的研发,各方面都有了新的突破。目前,我国油页岩查明资源储量增长了一倍,页岩炼油工艺成熟,环境保护问题通过加大科技投入、政策调控是可以解决的,页岩炼油成本已低于国际原油价格之下许多,发展油页岩产业是解决大量石油替代能源的最佳出路之一。
页岩油是一种比较现实的石油替代能源,我国可以吸取世界先进技术,进一步研究开发出更适合我国国情、更适合我国油页岩特性的加工技术和成套综合利用工艺,建设有中国特色的油页岩产业。
『陆』 对油页岩产业发展战略研究的建议
1.问题
国家层面对油页岩产业的重要性认识不足,缺乏油页岩产业发展战略,缺乏油页岩产业发展的可行性研究。
近年国际油价大幅波动,对主要石油消费国家的经济发展和正常生活带来较大冲击,能源安全形势严峻,各国积极采取措施,寻求包括发展页岩油在内的多元化能源供应。近年来美国再次开始考虑发展油页岩产业,加强了油页岩资源战略研究,并把油页岩作为战略资源,在油页岩资源开发利用前,各级政府就制定了一系列有关法案和政策,企业也掀起了页岩油开发研究的新高潮。现有生产国家还作出了增产页岩油、油页岩发电的发展规划。
国际上油页岩产业发展迎来重大历史机遇,我国不能坐失良机。
2.建议
开展我国油页岩产业发展战略研究。借鉴美国做法,由政府支持、多部门联合开展我国油页岩产业大规模发展的可行性研究,充分论证我国油页岩产业发展的必要性和可行性,提出我国油页岩产业发展战略和路线图,提出我国油页岩产业发展的战略目标、战略任务。研究制约我国油页岩产业发展的主要因素,并提出对策建议。
编制全国油页岩产业发展规划。建议国土资源部、国家发展与改革委员会组织有关研究机构,根据全国油页岩资源潜力、开发利用潜力和油页岩加工工艺技术进步,考虑到油页岩产业可持续发展、区域性油页岩资源特点及可利用性,研究并编制出《全国油页岩产业发展规划》,提出全国近期、中长期页岩油产能发展目标和重点规划矿区,以及油页岩地质勘查目标和重点任务,引导全国油页岩勘查与开发。
根据《全国油页岩产业发展规划》,规范全国油页岩开发秩序,因地制宜开发利用油页岩,包括页岩油的生产、油页岩发电、副产品的综合利用、伴生矿产资源的综合开发利用。加强油页岩资源管理和行业政策性引导工作,对平均含油率较高的油页岩矿(如ω>5%),以生产页岩油为主;对平均含油率较低的油页岩矿(ω≤5%),以油页岩发电为主。做到因地制宜开发利用油页岩资源,实现油页岩开发利用最大效益化。
『柒』 我想知道油页岩的发展前景如何。
中国石化新闻网2010年2月25日讯(郑言)
油页岩又称油母页岩,是一种含有机质的沉积岩,为低热值固体化石燃料,可以用来炼油。油页岩是一种干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩。由于其内部含有固体有机质,可以采用加热干馏技术炼制出页岩油,从页岩油可获得燃料油,可作为石油制品的代替品,因此被称为“人造石油”,可作为燃杆油或进一步加工制成汽油、柒油和下游石化产品,也可以直接作为锅炉燃杆进行发电。
在能源紧缺、油价高企的时代,页岩油的开发与利用再次成为国内外关注的焦点。2008年8月,中国石油天然气集团公司投资4亿元,在黑龙江省牡丹江市启动了我国第一个颗粒油页岩干馏炼油“先导基地”项目。“该项目较之传统工艺技术先进,油页岩利用率高,油收率高,处理量大,它将是我国页油岩工业自主创新发展的一个转折点。”有关专家对此高度评价。
油页岩是一种潜在的、储量巨大的能源,油页岩的开发和利用是世界石油资源的有益补充和替代。目前对油页岩采取综合开发利用的方式,即将储存于地下的油页岩开采出来,在干馏炉中将油页岩加热至约5000℃,使其分解产生页岩油,所剩余的残渣可以用于燃烧发电、制造水泥、砖等建筑材料。世界油页岩资源极其巨大,但油页岩分布区地质勘探程度低,所以很难对全球的油页岩资源量准确预刚。据美国《油气》公布的统计数字,全世界页岩油储量约11万亿-13万亿吨,远远超过石油储量。
我国油页岩资源储量很丰富。2004-2006年新一轮全国油气资源评价结果显示,全国油页岩资源为7199.4亿吨,可采资源2432.4亿吨;页岩油资源476.4亿吨,可采资源159.7亿吨;页岩油可回收资源119.8亿吨。2006年国土资源部、国家发改委委托吉林大学开展的全国油页岩资源调查认为,中国油页岩资源估计有7,000亿吨,若换算成页岩油,至少有300亿吨,是中国原油可采储量的20几倍。未来油价高涨、资源趋紧的状况很难改变,相对于高油价,开发油页岩资源等非常规能源日益变得有利可图。油页岩遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区,主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。与常规石油资源相比,页岩油可回收资源量相当于全国石油可采资源量的56.5%,未来开发利用具有广阔的前景,将成为常规油气资源的重要补充。
根据能源局公布的数据,中国2009年生产原油1.89亿吨,净进口原油达到1.99亿吨,这也就是说,中国使用的石油有一多半需要从国外进口。原油对外依存度高达51.3%,自从1993年首度成为石油净进口国以来,中国的原油对外依存度由当年的6%一路攀升,到2006年突破45%,其后每年都以2个百分点左右的速度向上攀升,2007年为47%,2008年为49%,到2009年突破50%警戒线。今后还有增长的趋势。因此发展页岩油等非常规能源以代替部分原油,有明显的重要战略意义。
我国油页岩资源品质较好、矿层产状平缓、储量分布集中、沉积环境稳定,使得页岩油具有作为替代能源的巨大潜力。以吉林省为例,目前该省已探明油页岩储量为174亿吨,含油率超过7%,即便以含油率5%计算,也可开采8.7亿吨页岩油。我国每年在煤炭开采过程中产生的油页岩近千万吨,仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就已达800万吨。可见沉睡的油页岩一旦被唤醒,喷发出来的能量是难以估量的。我国油页岩的开发利用已有80年的历史,规模也比较大,在页岩油的提炼方面积累了较丰富的技术经验,曾经对国民经济建设发挥了十分重要的作用。但是20世纪60年代以后,大庆、胜利等油田相继发现,并投入大规模开发。生产成本较高的页岩油开发规模逐渐萎缩,勘察工作基本停滞,油页岩开发利用技术也止步不前。
近年来,随着国际原油价格走高和油页岩开发利用技术的进步,中国油页岩行业的发展又迎来转机。 20世纪五六十年代发展起来的抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿,又纷纷加大投资力度,大力开发油页岩资源。同时,一些新兴的油页岩项目也像雨后春笋一样发展起来。2008年国内年产页岩油约40万吨,其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的最大的油页岩提炼厂,产量达到35万吨。据中国石油大学钱家麟教授等专家预刚,至2015年中国页岩油年产量达到80万吨,爱沙尼亚页岩油产量达到200万吨,巴西30万吨,世界页岩油年产量增至约350万吨。
近年来,我国加大了在油页岩利用技术方面的投入,开展了大量的研究和试验工作。页岩油是一种替代能源,由于页岩油中的烯烃等不饱和烃含量很高,所以它的不稳定性远远高于其他从原油炼成的油品。也就是说,由于其自身的性质决定,页岩油只能直接用作燃料油的组分。如果要用于生产轻质油品如汽油、柴油等,则必须将页岩油进一步加工(如加氢等),这就另需加工的设备,增加投资,费时费力,因而当前在中国,生产出来的页岩油,不再加工而直接出售了。
目前我国已经掌握油页岩综合开发与利用的关健技术与集成技术,油页岩炼制、低热值煤发电技术也日趋成熟,技术上的障碍越来越少。针对现有抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点,抚矿集团于2006年成立了“辽宁省抚矿集团工程技术研究中心”,将油页岩综合利用作为重点,开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生产装置,研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。中煤集团支持所属的龙江哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏炼油的中试(日加工油页岩50吨),已取得初步成功,日加工油页岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。
我国石油供需缺口逐年加大,石油供不应求的矛盾将长期存在。好在我国还有丰富的油页岩资源。因此,我国及早做好准备,迎接世界油页岩大开发的到来。通过油页岩大开发,接替部分常规油气,缓解我国能源压力。
根据我国具体情况,业内建议开展全国新一轮油页岩资源调查和评你制定油页岩勘探、开发技术标准及规范;政府牵头组织有实力的科研院所进行联合攻关,尽快形成适合我国实际的干馏、燃烧新技术新工艺;政府制定类似煤层气的油页岩勘探开发产业扶植政策;积极发展油页岩综合开发利用技术,最大限度地保护环境;适度引进国外技术和资金,坚持“以我为主”的勘探开发原则。
油页岩开采和干馏的各个环节都有可能对环境造成威胁,正是为了解决环保问题,所以提出了综合利用的思路。
在开采环节,由于油页岩埋藏在地下,需要不断抽出地下水,这与开采煤炭等矿产对环境造成的危害一致。由于煤矿行业对于这个环保问题有许多自己的解决办法,钱家麟认为不是油页岩开采利用的主要环保问题,主要问题仍然在干馏环节。由于在页岩油气的冷却环节必须直接使用大量的水,所以会使水被污染。国外对于污水的解决办法一般是采用生物处理,培养细菌分解水中的污染杂质,但成本较高。目前解决办法是,改进工艺,尽量少用冷却水,并采取循环供水的办法,少量水的排放,可用于种树,或者焚烧掉。
环保问题是油页岩开发利用中最重要的问题。如果解决得不好,不仅会污染土壤、水源、空气,还会对周围的环境造成破坏。所以在油页岩开发利用项目的前期规划中,需将总投资的20%投入到环保设施中
『捌』 国内油页岩研究历史与现状
一、国内油页岩勘查
(一)油页岩资料成果陈旧
我国油页岩的勘探研究工作在 20 世纪五六十年代为一高潮期,取得一些基础资料和成果。由于之后我国油气田的大量发现,油页岩中提炼油气成本相对高,勘探研究进入低谷,因此,目前资料和数据陈旧,基本来自 20 世纪五六十年代的成果。
(二)勘查规范和资源储量体系不同
以前,我国油页岩资源评价结果的提交部门很多,有地质、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部门。每个部门采用的勘查规范和资源储量体系不同,共计勘查规范有 7种,资源储量体系 4 种,这在资料使用上造成困难。
(三)评价边界指标不一
不同时期、不同部门对油页岩资源评价采用的边界指标不一,仅含油率边界指标就有 3. 0%、3. 5%、4. 0%和 5. 0%等。其他指标如油页岩的有效厚度、面积等参数也存在很大的差别。因此,国家现掌握的资源储量数据存在一定的不可对比性。
(四)资源预测部门多,结果相差悬殊
我国分别在 20 世纪 50 年代末期和 60 年代初期、90 年代进行过油页岩预测工作,且大部分预测工作未做实际工作: 原煤炭工业部在 1959 年 (中国分省煤田预测图)预测油页岩资源量为 20 485 亿 t; 抚顺石油研究所在 1962 年 (中国油页岩资源调查报告)估算远景储量大于 4 000 亿 t; 据王慎余等 1990 年 (矿产资源战略分析—单矿种分析系列课题成果)预测油页岩资源量 13 698 亿 t。通过统计对比,几次的数据差别很大。
(五)勘探程度低,主要处于详查和普查阶段
我国油页岩勘探程度较低,大部分矿区都没有达到勘探阶段。油页岩查明资源储量主要分布在吉林省农安、吉林省登娄库、吉林省长岭、辽宁省抚顺、广东省高州、海南省儋州、广东省电白、广东省茂名、辽宁省朝阳等含矿区。
二、国内油页岩开发利用现状
(一)20 世纪 50 年代繁盛时期
中国开发利用油页岩已有 70 多年的历史,20 世纪 50 年代,我国对油页岩资源投入了较多的普查、勘探力量,在历史中对我国油气资源发挥了重要的作用,曾占我国整个石油产量的一半。抚顺油页岩矿曾经为当时世界上最大的页岩油生产基地之一。
辽宁省抚顺油页岩矿是目前国内最大的油页岩生产基地,于 1928 年开始兴建页岩制油厂 (现抚顺石油一厂),年生产页岩油 7. 5 万 t。1941 年开始建设东制油厂 (今抚顺石油二厂),1948 年抚顺解放后,以油母页岩为原料的石油工厂陆续恢复生产。到1952 年,石油一厂年生产页岩油 22. 61 万 t。1955 年石油二厂年产量达到 17. 1 万 t。到1959 年,抚顺石油一、二厂年产页岩油达到 72 万 t,成为我国第一个人造石油生产基地,也是世界上最大的页岩油工业基地之一。
吉林省桦甸油页岩矿开始于日伪时期,曾有日本人多次到桦甸调查油页岩矿藏情况,做过少量地质工作。解放后开始小土炉子炼油。产量以 “担”计。新中国成立后属省工业厅管辖,建有 6m 高内外并热式干馏炉。后由石油工业部东北石油管理局接管,改名为东北石油九厂。进行扩建,建 10m 高内外并热式干馏炉,于 1953 年投产,年产页岩油 5 万 t。为进一步对石油九厂进行改扩建,根据资源情况计划年产页岩油 20万 t,并加工为成品油,供应吉林省的需要。为此,国家建设委员会为此成立了桦甸工业区建设总甲方,正在开始建设之际,发现了大庆油田,为集中力量加快大庆油田的开发,桦甸暂缓建设。50 年代后期地方用自己的力量开拓了北台子矿区及油页岩干馏厂,并开展建设水泥厂等综合利用工作,后来因亏损停产。
吉林省罗子沟油页岩开发利用始于 1958 年,在国家支持下,由延边州石油公司筹建了汪清县罗子沟炼油厂,总投资约 300 万元,生产页岩油 40t,由于当时设备落后及其他原因,于 1960 年停产。
广东茂名油页岩开发历史也很悠久,新中国成立之前,当地群众已挖掘浅部页岩供家庭生活用燃料,新中国成立后,政府组织了多个勘探队伍,展开了大规模勘探工作,很快就提交了金塘区和羊角区的地质精查报告及低山区尚村层油页岩和茂名油页岩精查报告,并经国家储量委员会批准,中央决定在茂名修建大型页岩油厂,并被列入苏联援建的 156 个重点工程之一。当时设计一号矿年产油页岩 2 400 万 t,生产页岩油 100 万 t,二期开发低山矿区,年产油页岩 1 700 万 t,生产页岩油 70 万 t。金塘矿于1958 年 7 月开工建设,1962 年 1 月投产,至 1992 年 “暂时停产”,前后 30 年,共开采油页岩 1. 6 亿 t,生产页岩油300 万 t,同时生产铵水55 万 t,褐煤14 万 t,油页岩最大年产量为 600 余万 t,为社会作出了贡献。
(二)20 世纪 60 年代至 90 年代停滞时期
进入 20 世纪 60 年代,随着我国大庆油田的发现和开发,油页岩的作用开始下降,油页岩工业逐渐萎缩,投入的勘探力量逐步减少,目前探明的储量已不能满足油页岩工业的需要,勘探工作基本处于停滞状态。
从20世纪60年代起,大庆油田的发现,原油生产快速发展,页岩油的产量明显降低。抚顺石油工业逐步从生产页岩油转向加工大庆天然原油。1957年开工,1960年投产以开采油母页岩为主的东露天矿于1965年停产。抚顺油页岩发育的层位位于煤层之上,因此开采煤必须先开采油页岩。先开采出来的油页岩必须进行处理,堆积在地面将会对周围环境及地下水产生污染。因此,60年代后,油页岩工业一直没有停止,原因是国家给予扶持政策,每年亏损的处理加工油页岩。
其他如桦甸、罗子沟、茂名等油页岩矿或停产或时断时续的进行油页岩开发,但主要转向以油页岩综合开发利用为主。
(二)20世纪90年代后复苏至快速发展时期
随着全球对能源的不断需求,石油资源的不断减少,油价飞涨,这给油页岩工业的发展迎来了新的春天。目前,全国各地都竞相开展油页岩工业。并且,油页岩开发利用的途径也多种多样。不仅作为液体能源,而且在化工、建材、农业、环保方面也具有巨大的潜力。
20世纪五六十年代发展起来的老油页岩矿,如抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿区,又重新迸发出新的活力。
2004年,抚顺油页岩矿在西露天矿坑南新建一座坑口页岩炼油厂。目前,抚顺矿区现有六部120台抚顺式干馏炉,在建一部20台干馏炉将于今年下半年投产,年处理油母页岩700万t,页岩油产量达到21万t。目前,该矿以大力发展油母页岩综合利用产业,发展循环经济,提高页岩油生产技术水平为未来发展战略的核心内容之一,规划扩大现有页岩炼油的生产规模,引进目前世界上最先进的干馏工艺,即加拿大ATP小颗粒炼油技术,采用德国克虏伯公司制造的炼油设备,规划建设7部ATP干馏装置,一期工程建设一部,年产页岩油10万t,二期再建四部,ATP生产能力达到50万t,页岩油产量达到71万t,预计在2014年完成。在此之后规划对现有炼油厂进行技术改造,再建二部ATP干馏装置。
2005年11月23日,广东粤电油页岩矿电联营有限责任公司在茂名宣告成立,标志着广东省油页岩资源开发综合利用史上一个里程碑的诞生。该公司采取矿电联营方式,统一投资、统一建设、统一经营的燃油页岩发电厂,电厂规划容量120万千瓦。电厂首一期总投资约37亿元(人民币),建设2台20万千瓦燃油页岩循环流化床机组,同步在金塘露天矿配套建设年产600万t油页岩矿区。
吉林省是我国油页岩资源最丰富的省份,油页岩的发展引起了国内外的注意。最初,吉林省政府和国家计划投资27亿元进行桦甸油页岩的综合开发利用,预计最高年处理油页岩1400万t。后来于2005年,中国电力投资集团与吉林省政府签署了吉林桦甸油页岩综合开发项目合作框架协议。同时,国外的壳牌公司也看准机会,积极投资吉林省油页岩的开发。2004年12月8日,中国国务院总理温家宝、荷兰首相鲍肯内德出席了在荷兰海牙议会大厦举行的壳牌勘探有限公司与吉林省地质矿产勘查开发局签署一份合作框架协议书的签字仪式。2005年1月,荷兰壳牌公司与吉林省签署了油页岩合作开发协议,拟采用地下裂解技术通过打井和注入添加剂直接采油。2006年5月16日,吉林壳牌油页岩开发有限公司第一口井在农安县柴岗镇开钻(据《地质勘查导报》,2006年5月18日刊),吉林省其他地区也不同程度的掀起油页岩开发热潮。先后有辽宁省葫芦岛龙腾公司、桦甸热电厂、吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司等投资开发油页岩资源。
辽宁省葫芦岛龙腾公司投资8亿元人民币,在罗子沟建设油页岩综合开发利用工程。该工程分三期建设:一期工程投资3亿元人民币,2004年11月形成年产100万t矿石和5万t页岩油的生产规模,年可实现产值1亿元、利税1500万元;二期工程投资4亿元人民币,2004年年底开工,2006年6月投产,形成年产300万t矿石、20万t页岩油的生产规模,并建成一所5000kW·h余热发电厂,年产值可达4亿元、利税1.5亿元;三期工程投资1亿元人民币,2007年年底前完成油页岩综合开发利用研究所、水泥厂、砖厂、稀贵金属提炼厂等工程,届时可形成年采矿300万t、产页岩油20万t、稀贵金属5000kg的生产规模,实现产值4.5亿元、利税1.5亿元,并可拉动相关产业实现年产值5000万元,间接税金近1000万元。桦甸热电厂也在积极招商引资,筹划项目总经费达42169万美元的工程。工程预计建设年产250万t油页岩的矿区,利用采出的油页岩建设年产20万t原油的炼油厂,利用炼油残渣建设10万kW的半焦发电厂,利用电厂半焦灰渣建设砌块、水泥、陶粒等建材产品项目。2003年6月5日,吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司成立,成为吉林省油页岩综合开发项目的示范平台,是桦甸市重点招商引资项目,该项目总投资7100万元,年产油页岩21万t,页岩油5万t,税后利润可达1000万元以上。
此外,在其他地区,一些新兴的油页岩工业也像雨后春笋般的发展起来。山东省、黑龙江省等地都竞相发展油页岩工业。
2006年,山东胜龙矿集团计划投资的20亿元左右的“油页岩综合利用项目”年内将开工建设,预计2007年底建成投产。“油页岩综合利用项目”早在2003年就被正式纳入国家重点技术改造“三高一优”项目,建油母页岩炼油厂,引进国外先进的技术和设备,年处理能力150万t,提炼原油18万t;建一座40万kW配套发电厂,粉煤灰做建筑材料或塌陷地回填。根据目前的情况分析,预测炼油年销售收入3.24亿元,利润5911万元;年发电量22亿kW·h,销售收入7.04亿元,利润20560万元。
2002年3月,黑龙江省哈尔滨燃气化工总公司煤矿伴生废弃物综合利用项目由哈尔滨市发展计划委员会以哈计能源2002131号文件批准立项,本项目拟采用爱沙尼亚技术工艺,加工处理依兰煤矿的煤炭伴生物油页岩。爱沙尼亚维鲁化工集团现年处理矸石140万t的工业化装置正在运行,油品总产量22.5万t。共有49套矸石干馏装置,单台装置最大处理能力已达1000t/d。本项目投产后,年处理57万t油页岩,年产各类油品4.4万t。
『玖』 全国油页岩开发目标优选
(一)优选方法
根据约束油页岩开发利用的因素,以含矿区为基本评价单元,通过定性与定量分析相结合,确定评价单元的综合优度(即综合优选评价积分值,是评价参数优劣程度的综合反映),并进行优先排序,提出适合近期、中期、远期油页岩开发利用的目标区。具体而言,就是采用德尔菲法和层次分析法确定优选参数及其权重,采用中位值法对参数赋值,采用综合指数评价法进行积分排序。应用专家系统技术、计算机模拟技术、系统分析及评价等方法,建立智能性决策支持系统;然后按照计算机模拟优选流程(图5-2),优化选择油页岩有利开发目标区。
1.评价单元选取
本次工作把油页岩有利开发目标区优选的评价单元定为含矿区。含矿区是由一系列在空间、时间、成因上紧密相连的矿床组合而成的含矿地区。油页岩含矿区与矿田、煤田、油田等概念相对应。
本次工作把勘查程度达到勘探、详查阶段的油页岩含矿区列为优选单元,共筛选出30个油页岩含矿区进行目标优选。即吉林桦甸、罗子沟,辽宁抚顺、朝阳,黑龙江达连河,内蒙古奈曼、河北围场清泉、丰宁大阁、丰宁四岔口、卢龙鹿尾山,山东昌乐五图、兖州、黄县,河南栾川潭头,陕西铜川,甘肃华亭、崇信、窑街、炭山岭、海石湾,广东电白、高州、茂名,海南儋州、海口,广西钦州,江苏金坛土山西,云南维西,青海小峡,新疆妖魔山。
近期开发目标区为优选的近期有利开发目标区,综合评价积分值>55分,包括辽宁抚顺、广东茂名、高州、电白、吉林桦甸、甘肃窑街、吉林罗子沟、山东黄县等8个油页岩含矿区。
中期开发目标区为优选的中期有利开发目标区,综合评价积分值为55~50分,包括内蒙古奈曼旗、新疆妖魔山、黑龙江达连河、陕西铜川、河北丰宁大阁、四岔口、山东兖州等7个油页岩含矿区。
远期开发目标区为优选的远期有利开发目标区,综合评价积分值为<50分,包括河北卢龙鹿尾山、山东昌乐五图、甘肃炭山岭、青海小峡、广西钦州、甘肃崇信、华亭等7个油页岩含矿区。
优选出的22个油页岩开发利用目标区(含矿区)的油页岩资源量总和为175.95×108t,可转化页岩油资源量11.55×108t。其中:
探明资源储量63.05×108t,可转化页岩油资源储量4.01×108t;
控制资源储量72.66×108t,可转化页岩油资源储量4.86×108t;
推断资源量15.14×108t,可转化页岩油资源量1.19×108t;
预测资源量25.12×108t,可转化页岩油资源量1.49×108t。
可以看出(图5-4,图5-5):近期开发目标区油页岩总资源量133.25×108t,占到75%;查明资源储量123.15×108t,占82%。中期开发新增目标区油页岩总资源量22.00×108t,占到13%;查明资源储量16.92×108t,占11%。远期开发新增目标区油页岩资源量20.70×108t,占到12%;查明资源储量10.76×108t,占7%。近期开发目标区后续接续资源不足,会制约油页岩资源产业的发展。为保证油页岩作为石油能源的替代产品,维护国家的能源安全,应进一步加大油页岩资源的勘探力度。
图5-4 油页岩开发目标区资源量分布统计图
图5-5 油页岩开发目标区资源储量分类统计图
2.定量与定性综合优选结果
目前已经开发或已经有开发方案和投资规划的油页岩含矿区有抚顺、桦甸、罗子沟、窑街、黄县、林口、儋州、巴格毛德。这些油页岩含矿区大部分与优选的I类目标区一致。黑龙江林口与内蒙巴格毛德油页岩含矿区没有参加开发优选,是因为勘查程度低;海南儋州没有进入I类目标区,是因为其平均含油率小于5%,在目前的经济技术条件下进行开发存在市场风险,被滤掉了。
以开发优选分类为基准,根据近期是否可以形成生产能力,把已经有开发方案、正在规划建设的含矿区分配到三类优选目标区中。另外,从动态的角度来分析,即在未来国家加大油页岩资源勘查力度的情况下,将未来有潜力的含矿区纳入规划。则共有28个油页岩含矿区进入近期、中期、远期开发目标区(表5-5,图5-6)。
表5-5 动态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类开发目标区油页岩资源分类表
近期(2009~2010年)目标区有:抚顺、桦甸、罗子沟、黄县、窑街、林口、茂名、电白、高州。这些含矿区已经探明的储量是近期可以开发利用的资源。
中期(2011~2020年)目标区有:海南儋州、巴格毛德、兖州、奈曼旗、铜川、达连河、妖魔山、四岔口。这些含矿区已经探明、控制的资源储量是中期可以开发利用的资源。
远期(2021~2030年)目标区有:炭山岭、昌乐五图、华亭、小峡、松南(包括原松南、长岭、登娄库、农安),吴城、博格达山北麓、铜川—子长。
从资源情况来看,28个油页岩含矿区的油页岩总资源量为4557.49×108t,可转化为页岩油资源量271.43×108t。其中(表5-5,图5-7):
探明资源84.10×108t,可转化为页岩油资源5.05×108t;
控制资源865.33×108t,可转化为页岩油资源42.90×108t;
推断资源58.34×108t,可转化为页岩油资源2.76×108t;
预测资源3549.58×108t,可转化为页岩油资源220.72×108t。
可见,如果加大勘查力度,我国油页岩资源潜力巨大,分布合理,油页岩资源开发利用前景乐观。
『拾』 油页岩是否为新兴产业
算是,新世纪新开发的。油页岩属于非常规油气资源,以资源丰富和开发版利用的可行性而被权列为21世纪非常重要的接替能源,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,在近200年的开发利用中,其资源状况、主要性质、开采技术以及应用研究方面都积累了不少经验。