世界油页岩开发利用进行时

2010-05-24

    钱家麟随着常规油气资源的日益紧缺,世界各国对油页岩的开发利用日趋活跃。油页岩又称油母页岩,和石油一样,主要由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用而生成。通过低温干馏等办法,可从油页岩中出页岩油(即人们常说的人造石油)。页岩油经过进一步加工提炼,可以制得汽油、煤油、柴油等液体燃料,可接替部分常规油气,缓解能源供应压力。世界范围内油页岩蕴藏量十分丰富,全球油页岩蕴藏的页岩油资源量约有3662亿t,比传统石油资源量多50%。中国油页岩资源储量预计超过4800亿t,所含页岩油资源量290亿t,居世界第四位。

    中国——不断增产技术引进和自主创新并举

    我国的油页岩开发已进入了工业化阶段,兴起了一批页岩油生产企业。全国页岩油生产最活跃的地区在东北三省。辽宁省抚顺矿务局页岩油厂拥有220台抚顺式炉,可年产35t页岩油;该公司还进口了一台ATP颗粒页岩干馏炉,日加工6000t油页岩。但ATP炉不是很成熟的工艺,因而估计开工时需要一段试运行才能正常生产。吉林省桦甸建设的3台颗粒页岩循环流化床燃烧锅炉(65t/h,容量12MW),年加工48t油页岩,己正常运转多年,东北其他公司情况见表1

    中煤集团于2007年开始从事油页岩勘探开发利用,并支持其所属的龙化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50t油页岩),并己取得了初步成功。日加工2000t油页岩的工业试验装置的可行性研究报告也已完成,这是中国自主创新的一种干馏技术。

    中国石油股份公司于2006年成立新能源处,主要从事油页岩、油砂和煤层气的开发利用。中石油支持大庆油田采用大连理工大学开发的颗粒页岩固体热载体干馏技术,拟建设日加工2000t柳树河油页岩的工业示范装置,目前已通过可行性研究,正在建设中。

    另外,山东龙口矿务局建有20台抚顺炉,年产页岩油6t;广东省遂溪县新建一小规模油页岩电站,利用茂名油页岩循环流化燃烧产汽发电(12MW),页岩灰制水泥;甘肃煤电公司采用陕西神木三江煤化工公司的气燃式方炉(日加工500t),正在建设年产15t页岩油的干馏厂,计划今年6月份开工。

    据全国范围内已有的油页岩企业和即将开工的厂家的统计数据,预计2010年我国页岩油的总产量可超过65t

    1 东北地区部分页岩油生产装置及产量统计万t

企业/地区

装置

产量

吉林省桦甸地区

22台抚顺式炉

5

吉林省汪清地区

40台抚顺式炉

5

辽宁朝阳凌源地区

10台抚顺式炉

1

黑龙江东宁地区

4台抚顺式炉

1

宏晟油页岩能源公司

改良式抚顺式炉12

12.5(预计今年6月投产)

内蒙熬汉旗北票煤炭公司

20台抚顺炉

3

    美国——掀起页岩油开发研究新高潮

    全世界油页岩资源折合成页岩油约2.6万亿桶,而美国拥有世界上最丰富的油页岩资源。根据美国能源部20088月的报告,美国油页岩换算成页岩油约2万亿桶(3000亿t),约占全球资源量的77%,远远超过中东石油的储量,但美国目前还没有实现页岩油的工业生产。

    美国自上世纪20年代便开始了油页岩干馏炉试验;80年代后期由于油价低迷,油页岩的开发工作进入停顿状态;进入21世纪,国际油价高涨,促使美国政府、国会以及一些石油公司重新关注油页岩、油砂、稠油等非常规能源的开发利用。美国国会于2005年通过了发展非常规能源的法案,随即又掀起了油页岩干馏炼油的研究开发新高潮。

    2008年6月18美国前总统布什声明,支持发展油页岩,鼓励国会放开对批准页岩油试验用地的限制。目前美国内政部己批准了6项给予石油公司的土地矿产租赁项目,支持开展油页岩干馏炼油试验。其中在科罗拉多州有3项,犹他州有2项,怀俄明州有1项。科罗拉多州的3项都是进行地下干馏试验,其余均为地上干馏。据统计,目前美国有29家公司正开展油页岩加工利用的研究,其中14家公司开展地下干馏,11家开展地上干馏的研发,2家公司开展页岩油加氢制取轻质油品研究。上述这些公司大多数处于实验室、数学模拟或概念研究阶段,只有壳牌公司正进行地下干馏的现场试验,还有一些公司正筹划开展现场试验,另有几家公司则在致力于干馏新技术的开发。

    20079月美国以能源部为主公布了发展油页岩、油砂、稠油、煤制液体燃料的发展规划的研究报告。报告认为,根据美国国情,当油价达到35美元/桶时,地下干馏生产页岩油已经有利;当油价达到50美元/桶以上时,地上干馏生产页岩油有利。报告认为,在美国建设一座地上干馏工厂的规模应为日产1-5万桶页岩油;地下干馏的规模应更大,可为日产30万桶 (年产1500t)页岩油。关于投资,预计一座地上干馏10万桶(年产500t页岩油)的工厂,约需30亿-100亿美元。报告还提出了今后美国页岩油生产规模的设想:预计2010年建立起页岩油工业,规模为500t/a;至2014年,达到1250t/a。笔者认为,美国能源部的上述发展设想恐怕难以实现。最近美国有学者建议美国减少石油战略储备量,将节省下来的1000亿美元用于建立页岩油工业。

    爱沙尼亚——拥有世界最大的油页岩电站

    爱沙尼亚每年开采1400t油页岩(露天开采和地下开采约各占50%),其中1100t用于燃烧发电,其余的300余万t用于干馏炼油。由于爱沙尼亚页岩油富含二元酚等,故部分页岩油用于生产精细化工产品,提高了产品附加值。

    爱沙尼亚共有2座页岩油厂。爱沙尼亚油页岩化学集团公司(VKG)和基维利页岩油厂(Kivioli)是民营企业,共有51台基维特炉(气燃式块状页岩干馏炉),每台日处理200-1000t油页岩。VKG年加工波罗的海Kukersite油页岩约 170t,年产页岩油约21t2009年底已新建1台葛洛特固体热载体干馏炉(每台每天处理页岩3000t),截至目前已开工3个多月,用于处理小颗粒页岩。

    爱沙尼亚能源集团公司(Eesti Energia)是国营企业,该公司年耗用1100t油页岩用于燃烧发电,提供电力9500GWh,占爱沙尼亚所需电力的90%以上。该公司还与美国嘉科勃公司等合作,开展爰沙尼亚页岩油的加氢中试,以制取石脑油、低硫柴油及低硫瓦斯油。

    爱沙尼亚计划于2008-2011年新建一座利用油页岩和页岩灰的水泥厂,2011-2013年新建一座油页岩电站。

    巴西——Petrosix工艺成熟

    巴西石油公司于上世纪50年代开始研究开发油页岩炼油,1980-1990年间先后建成2台块状页岩干馏炉——佩特罗瑟克斯(Petrosix)炉,用于加工伊拉提油页岩。其中一台日加工1500t油页岩,可年产4t页岩油;另一台为工业生产炉(MI炉),日加工6000t油页岩,可年产16t页岩油,并副产液化气和硫磺。

    约旦——矿藏丰富 广泛合作

    约旦缺乏天然油气资源,但有丰富的油页岩矿藏,目前已探明的油页岩储量达1000亿t,可露天开采,剥采比约为1:1,其中拉琼油页岩层厚3060m。约旦自然资源局自上世纪60年代起即与很多外国公司和研究单位合作,开展油页岩干馏炼油和燃烧发电的试验和预可行性研究,并签订了备忘录。根据约旦的国情,油页岩干馏炼油的费用约每桶30-40 美元。

    影响油页岩发展的主要因素在于世界原油的价格,其他如资源、资金、环保、工艺等因素则对于不同的国家影响有所不同。长期来看,受供需矛盾影响,原油的价格仍将高位运行,这将推动世界页岩油工业的进一步发展。

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