油頁巖又稱油母頁巖,是一種含有機質的沉積巖,為低熱值固體化石燃料,可以用來煉油。油頁巖是一種干餾后可獲得頁巖油的高灰分致密薄層狀可燃有機巖。由于其內部含有固體有機質,可以采用加熱干餾技術煉制出頁巖油,從頁巖油可獲得燃料油,可作為石油制品的代替品,因此被稱為“人造石油”,可作為燃桿油或進一步加工制成汽油、柒油和下游石化產品,也可以直接作為鍋爐燃桿進行發(fā)電。
在能源緊缺、油價高企的時代,頁巖油的開發(fā)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巖干餾煉油“先導基地”項目。“該項目較之傳統(tǒng)工藝技術先進,油頁巖利用率高,油收率高,處理量大,它將是我國頁油巖工業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展的一個轉折點。”有關專家對此高度評價。
我國油頁巖資源儲量豐富
油頁巖是一種潛在的、儲量巨大的能源,油頁巖的開發(fā)和利用是世界石油資源的有益補充和替代。目前對油頁巖采取綜合開發(fā)利用的方式,即將儲存于地下的油頁巖開采出來,在干餾爐中將油頁巖加熱至約5000℃,使其分解產生頁巖油,所剩余的殘渣可以用于燃燒發(fā)電、制造水泥、磚等建筑材料。世界油頁巖資源極其巨大,但油頁巖分布區(qū)地質勘探程度低,所以很難對全球的油頁巖資源量準確預剛。據美國《油氣》公布的統(tǒng)計數字,全世界頁巖油儲量約11萬億-13萬億噸,遠遠超過石油儲量。
我國油頁巖資源儲量很豐富。2004-2006年新一輪全國油氣資源評價結果顯示,全國油頁巖資源為7199.4億噸,可采資源2432.4億噸;頁巖油資源476.4億噸,可采資源159.7億噸;頁巖油可回收資源119.8億噸。2006年國土資源部、國家發(fā)改委委托吉林大學開展的全國油頁巖資源調查認為,中國油頁巖資源估計有7,000億噸,若換算成頁巖油,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,相對于高油價,開發(fā)油頁巖資源等非常規(guī)能源日益變得有利可圖。油頁巖遍布20個省和自治區(qū)、47個盆地和80個含礦區(qū),主要分布在松遼、鄂爾多斯、準噶爾、柴達木、倫坡拉、羌塘、茂名、大楊樹、撫順等9個盆地。與常規(guī)石油資源相比,頁巖油可回收資源量相當于全國石油可采資源量的56.5%,未來開發(fā)利用具有廣闊的前景,將成為常規(guī)油氣資源的重要補充。
我國油頁巖資源品質較好、礦層產狀平緩、儲量分布集中、沉積環(huán)境穩(wěn)定,使得頁巖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巖儲量為174億噸,含油率超過7%,即便以含油率5%計算,也可開采8.7億噸頁巖油。我國每年在煤炭開采過程中產生的油頁巖近千萬噸,僅撫順西露天礦油母頁巖每年排棄量就已達800萬噸。可見沉睡的油頁巖一旦被喚醒,噴發(fā)出來的能量是難以估量的。
開發(fā)利用效益可觀
我國油頁巖資源儲量十分豐富,到2008年底,全國共查明油頁巖資源儲量328億噸,居世界第四位。作為世界油頁巖資源大國,我國油頁巖工業(yè)已走過整整80個春秋,1959年曾達到發(fā)展的歷史頂峰,頁巖油年產達70萬噸,相當于當年天然原油的產量。后來,隨著大慶油田的開發(fā),開采和煉制成本高于原油的頁巖油逐漸淡出我國能源的主舞臺。
2004-2006年,我國開展了全國性油頁巖資源評價工作。評價結果表明,全國油頁巖預測資源為7199.37億噸,折合頁巖油資源為476.44億噸,可回收頁巖油120億噸,是繼美國之后的世界頁巖油資源大國。而目前的查明油頁巖資源儲量僅為預測資源量的4.6%。我國油頁巖資源石油收率大多數在5%-8%,多屬于貧礦,含油率大于10%的儲量僅占總量的1.1%。而且我國油頁巖露天資源量少,地下儲量占總量的60%,這也給油頁巖的地下原位開采提出了一個嚴峻的課題。目前我國的原位開采技術仍處在探索階段。
據悉,國內現在普遍采用的是上世紀30年代的撫順式干餾爐,工藝成熟,但處理能力小,資源利用率低,出油率只有實驗室油收率的65%,而國際上愛沙尼亞和巴西的技術可使油收率高達85%。但是,我國用世界上比較落后的生產工藝煉制出了世界上最多的頁巖油。據了解,現在全世界每年生產頁巖油大約100萬噸,而年產40萬噸左右的中國就占了世界產量的40%。原因就在于,目前油頁巖主要有三種用途:提煉頁巖油、燃燒發(fā)電,綜合利用。不同國家油頁巖主要用途差別很大,愛沙尼亞主要用來發(fā)電和提煉頁巖油,我國和澳大利亞主要用于提煉頁巖油和用作燃料。此外,我國采用“設備密集型“方法煉油,同時使用上百臺撫順式干餾爐進行生產,而國外只使用幾臺大型干餾設備。
我國在油頁巖的開采中,地方企業(yè)和民營企業(yè)比較活躍。對占有豐富油頁巖資源的地方企業(yè)而言,由于生產成本低,經濟效益頗高。據悉,屬于地方企業(yè)的遼寧撫順礦業(yè)集團的頁巖油廠,憑借有利的資源條件和傳統(tǒng)工藝,年產頁巖油30萬噸,而每噸成本不到1000元,利潤空間可達3000元左右。油頁巖儲量居我國首位的吉林省,樺甸市小型民企油頁巖年加工量約為50萬噸,年產頁巖油約5萬噸,利潤也十分可觀。頁巖油價格近幾年來一直呈現上升趨勢,尤其是進入2008年以后,頁巖油價格上升到4000元/噸以上。按照目前的市場行情和對未來石油市場的預測,在較長時期內,油頁巖煉油效益較為可觀。
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%,其后每年都以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。今后還有增長的趨勢。因此發(fā)展頁巖油等非常規(guī)能源以代替部分原油,有明顯的重要戰(zhàn)略意義。
開發(fā)利用的制約因素
我國油頁巖的開發(fā)利用已有80年的歷史,規(guī)模也比較大,在頁巖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(fā)揮了十分重要的作用。但是20世紀60年代以后,大慶、勝利等油田相繼發(fā)現,并投入大規(guī)模開發(fā)。生產成本較高的頁巖油開發(fā)規(guī)模逐漸萎縮,勘察工作基本停滯,油頁巖開發(fā)利用技術也止步不前。
盡管資源豐富、效益可觀,但頁巖油開發(fā)在我國一直步履蹣跚。有關專家認為,在油價低廉的時代,由于頁巖油的開發(fā)和煉制成本都遠遠高于石油,而且之前常規(guī)油氣資源并不存在緊缺問題,所以我國沒有動用太大的精力去開發(fā)它。這是頁巖油開發(fā)長期停滯不前的主要原因。屬于非常規(guī)能源的頁巖油只是被國家列入了鼓勵發(fā)展產業(yè),但既沒有像可再生能源的一系列統(tǒng)籌規(guī)劃和具體的鼓勵政策,更沒有常規(guī)能源的重要地位。國家政策措施的不得力是頁巖油開發(fā)在目前的高油價時代仍然停滯不前的最主要原因。
當然,與外在因素相比,頁巖油發(fā)展緩慢主要還是與其自身的“軟肋”有關。有關專家認為,“油頁巖探明儲量不大”是限制我國頁巖油發(fā)展的主要原因。雖然我國油頁巖預測儲量巨大,但當前探明的油頁巖儲量僅約為330億噸,折合為頁巖油還不到20億噸。所以,勘探程度低、探明儲量少使得我國頁巖油的發(fā)展從源頭上受到了限制。礦權分散所導致的資金和技術投入有限是制約我國油頁巖工業(yè)發(fā)展的又一重要因素。
目前,我國油頁巖資源的礦權大多屬于地方,很多優(yōu)質的油頁巖資源被民營企業(yè)開發(fā)占用,由于資金和技術的限制,我國現有生產工藝的老舊使露天油頁巖資源不能得到充分利用。在探明資源儲量中,我國有60%的油頁巖資源埋藏在300米以下,但目前我國的地下原位開發(fā)技術仍處在起步階段,深部優(yōu)質油頁巖資源開發(fā)面臨巨大挑戰(zhàn)。此外,油頁巖開發(fā)過程中會有地下水處理問題,在油頁巖干餾煉油過程中會有廢氣、廢水和頁巖灰渣等三廢的處理問題,這方面必須妥善處理,否則會影響甚至破壞生態(tài)環(huán)境,為害人體健康。但是,這在技術上應該是不難解決的,國外也有這方面的成功經驗。
油頁巖的開發(fā)利用也存在的較大的環(huán)保風險,油頁巖開采和干餾的各個環(huán)節(jié)都有可能對環(huán)境造成威脅,正是為了解決環(huán)保問題,所以需要提出綜合利用的思路。
在開采環(huán)節(jié),由于油頁巖埋藏在地下,需要不斷抽出地下水,這與開采煤炭等礦產對環(huán)境造成的危害一致。由于煤礦行業(yè)對于這個環(huán)保問題有許多自己的解決辦法,錢家麟認為不是油頁巖開采利用的主要環(huán)保問題,主要問題仍然在干餾環(huán)節(jié)。由于在頁巖油氣的冷卻環(huán)節(jié)必須直接使用大量的水,所以會使水被污染。國外對于污水的解決辦法一般是采用生物處理,培養(yǎng)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,并采取循環(huán)供水的辦法,少量水的排放,可用于種樹,或者焚燒掉。
環(huán)保問題是油頁巖開發(fā)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(huán)境造成破壞。所以在油頁巖開發(fā)利用項目的前期規(guī)劃中,需將總投資的20%投入到環(huán)保設施中。
我國規(guī)模開發(fā)利用的幾點對策
現在我國已經進入了一個油價高企、能源緊張的新時代,政府有關部門必須重新審視油頁巖的開發(fā)利用問題。
目前,各有關方面都在嚴密關注油頁巖的開發(fā),油頁巖開發(fā)也呈現出加速發(fā)展的態(tài)勢。油頁巖正期待著“重出江湖”。
一直受惠于油頁巖工業(yè)發(fā)展的愛沙尼亞數據顯示,當油價高于40美元/桶時,生產頁巖油就可以抵消其開發(fā)和煉制成本,油頁巖開發(fā)就具備經濟上的可行性。有專家估計,只要國家鼓勵油頁巖開發(fā)的政策到位,到2020年國內頁巖油的產量將達到2000萬噸,在常規(guī)石油中所占比例將達到10%。長遠來看,頁巖油的有效開發(fā)、規(guī)模開發(fā)將對我國乃至世界的能源緊張起到一定的緩解作用。
前途是光明的,但面對發(fā)展中的難題,又該如何破解?有關專家認為,“關鍵是國家政策”。雖然國家發(fā)改委已將油頁巖列為鼓勵發(fā)展產業(yè),但一直都沒有具體可行的鼓勵辦法出臺,更缺乏一個相對完善的國家規(guī)劃與引導機制,目前我國油頁巖工業(yè)的發(fā)展基本處于自生自滅的狀態(tài),當原油的價格高企時,頁巖油就成為能源行業(yè)的“寵兒”;而一旦原油價格下跌,頁巖油就立即“人走茶涼”,甚至成為無人眷顧的“棄兒”。
為此,有關專家建議,國家有關部門須在調研的基礎上,制定一個積極可行的頁巖油發(fā)展的中長期規(guī)劃,出臺一系列鼓勵發(fā)展的政策與措施。例如,鼓勵有實力的大企業(yè)投資勘查油頁巖資源,落實更多的探明可采儲量;鼓勵有實力的大企業(yè)通過收購兼并實現資源整合,以有利于使用工藝技術先進的大型干餾設備實現現代化的規(guī)模生產;對頁巖油生產和綜合利用予以投資優(yōu)先和減免稅的優(yōu)惠;鼓勵自主創(chuàng)新,開發(fā)新型干餾技術。此外,也要加強對生產的管理,特別是三廢的排放,以便我國頁巖油工業(yè)能健康快速發(fā)展。
有關專家認為,“頁巖油開采技術自主研發(fā)也是關鍵之一。”現在除了殼牌公司在油頁巖原位開發(fā)技術方面有一些進展外,世界其他國家都處在摸索階段。但因同行業(yè)競爭的關系,引進技術存在種種障礙。“只有在國家的政策鼓勵下,投入大量資金進行自主技術的研發(fā)才是破題之法。”
責任編輯: 中國能源網