世界油页岩开发利用进行时
□ 中国石油大学(北京) 李术元 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“榨”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35万t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48万t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6万t;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15万t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65万
t。
表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台 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2008
年8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日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。
2007年9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1万~5万桶页岩油;地下干
馏的规模应更大,可为日产30万桶 (年产1500万t)页岩油。关于投资,预计一座地上干馏10万桶(年产500万t
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500万t/a;至2014年,达到1250万t/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1400万t油页岩(露天开采和地下开采约各占50%),其中1100万t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 170万t,年产页岩油约21万t,2009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1100万t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4万t页岩油;另一
台为工业生产炉(MI炉),日加工6000t油页岩,可年产16万t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30~60m。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。
