全国油页岩开发利用潜力分析
目前，随着我国经济进入快速增长阶段，对能源的需求不断增大，能源的供求之间的差距也越来越大。油页岩资源评价中，页岩油资源（相当于地质资源量）为476×108t，可回收资源（相当于可采资源量）为120×108t。其中，页岩油查明资源27×108t，仅占页岩油资源的5.67%，反映我国油页岩资源潜力大，但勘查程度总体水平较低。因此，若充分利用，用页岩油补充石油，将降低对外依存度，满足国内建设的需要。目前，我国页岩油的成本为1 500元/t，市场价上涨到3 000元/t以上。因此，按这个趋势发展，页岩油工业与常规油气工业相比，已经具有较强的竞争力。
油页岩除干馏提取页岩油、气化制取煤气外，还可用于发电、化工、医药、建筑、农业等方面。因此，油页岩由于其特殊的组成和结构决定了它在能源、矿产、化工、医药、建筑、农业和环保方面具有许多可供综合利用的潜在前途。页岩油是油页岩低温干馏的产物，低温干馏后，对油页岩的热值影响不大。因此，油页岩经低温干馏后剩下的半焦还可用于发电，发电后的灰渣可以进行金属提取或者直接作为建材原料。若含油率不高的油页岩则可直接进行发电，再直接进行其他综合利用，这样既可使资源充分利用又可起到环保的作用。因此，油页岩的开发利用应该走炼油—提取化学物品—发电—多金属—建材一条龙联合生产途径。
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。
油页岩干馏生产页岩油产能规模的上限可以根据28个优选的开发目标区(含矿区)的查明页岩油可回收资源储量和页岩油可回收总资源量进行预测。
查明页岩油可回收资源储量、可回收总资源量的绝大部分数据引用2004～2006年《全国油页岩资源评价成果》，少量新数据是根据该含矿区的油页岩查明资源储量、总资源量、平均含油率、技术可采系数、可回收系数推算出。
图5-6 全国油页岩开发优选目标区
图5－7 油页岩开展目标区油页岩资源类型分布统计图
油页岩开发利用工业指标参照1986年全国矿产储量委员会办公室主编的《矿产工业参考手册》中提出的工业指标参考数值。即炼油用油页岩矿的最低含油率:露天4%，坑采5%;平均含油率:露天＞5%，坑采＞6%。燃烧用油页岩矿的最低发热量:露天1700大卡/kg。最低可采厚度:露天1.0m，坑采1.0m;夹石剔除厚度:露天0.7m，坑采0.5m;剥离比:＜5.0m。
假设新建油页岩矿山生产周期30a，充分利用含油率≥5%的油页岩资源，回收利用率按75%(国际平均值)计算，则可以大致预测优选的28个油页岩开发利用目标区(含矿区)的页岩油产能上限(104)(表5－6)。分4种情况:
第一种情况是基于开发目标区目前探明的剩余页岩油可回收资源储量，预测未来某一时期内能达到的最大产能。开发目标区页岩油产能规模的上限计算结果:近期(2010年)约为620×104t/a，中期(2020年)约为810×104t/a，远期(2030年)约为810×104t/a。
第二种情况是基于开发目标区目前探明+控制的剩余页岩油可回收资源储量，预测未来某一时期内能达到的最大产能。开发目标区页岩油产能规模上限计算结果:近期(2010年)约为1170×104t/a，中期(2020年)约为1460×104t/a，远期(2030年)约为2640×104t/a。前提条件是要加强含矿区地质勘探工作，把控制资源储量变为探明资源储量，提高地质可靠程度。
第三种情况是基于开发目标区目前查明(探明+控制+推断)的页岩油剩余可回收资源储量，预测未来某一时期内能达到的最大产能。开发目标区页岩油产能规模上限计算结果:近期(2010年)约为1240×104t/a，中期(2020年)约为1610×104t/a，远期(2030年)约为2800×104t/a。前提条件是要加强含矿区地质详查、勘探工作，把控制、控制资源储量变为探明资源储量，提高地质可靠程度。
表5－6 全国油页岩开发目标区页岩油产能上限预测
注:窑街资料用2008年《窑街煤电有限责任公司循环经济发展规划》，其数据要比表4－3中数据要大。
第四种情况是基于开发目标区未来加强油页岩地质勘查，把页岩油可回收总资源量全部转化为探明的可回收资源储量，预测未来某一时期内能达到的最大产能。开发目标区页岩油产能规模上限计算结果:近期为1320×104t/a，中期约为1720×104t/a，远期为13400×104t/a。前提条件是要加强开发目标区(含矿区)的普查、详查、勘探等地质勘查工作，把预测资源量、推断和控制资源储量变为探明资源储量，全面提高地质可靠程度。
(一)低速发展情景下全国油页岩开发利用生产规模预测
低速发展情景是假设:基于目前的探明及控制油页岩资源储量;油页岩加工工艺基于原有水平;无经济优惠政策;油页岩资源管理滞后;世界原油价格较目前水平偏低(低于50美元/桶);提高油页岩生产的环保门槛。企业对油页岩资源的勘查开发积极性不高。在低速发展情景下，预测全国油页岩开发利用生产规模(表5－7):
表5－7 低速发展情景下全国页岩油产能规模预测
2010年页岩油产能至少可以达到50×104t/a，这些产能均为正在生产或正在建设有保证的页岩油产能;2020年页岩油产能可以达到300×104t/a，其中有矿山建设规划或设想的产能有278×104t，另外22×104t产能也有控制资源储量保障，但需要做一些勘探工作;2030年页岩油产能可以达到800×104t/a，其中有矿山建设规划或设想的产能有481×104t，另外319×104t产能也有控制资源储量保障，但需要做一些勘探工作。
(二)基准发展情景下全国油页岩开发利用生产规模预测
基准发展情景是假设:查明的油页岩资源储量以一定速度增长(＞100×108t/a)，油页岩资源管理得力;世界原油价格维持现有水平(50～80美元/桶左右);油页岩加工工艺、环境保护要求基于目前;有关政策恰当。企业对油页岩资源的勘查开发积极性较高。在基准发展情景下，预测全国油页岩开发利用生产规模(表5－8):
表5－8 基准发展情景下全国页岩油产能规模预测
2010年页岩油产能可以达到约80×104t/a，这些产能为目前在生产和正在建设并可能实现的页岩油产能;2020年页岩油产能可以达到500×104t/a，其中有资源储量保障的产能有371×104t，另外129×104t产能需要依赖未来的油页岩勘查工作来保障;2030年页岩油产能可以达到1500×104t/a，其中有资源储量保障的产能有928×104t，另外572×104t产能需要依赖未来的油页岩勘查工作来保障。
(三)高速发展情景下全国油页岩开发利用生产规模预测
高速发展情景是假设:探明及控制的油页岩资源储量以较快速度增长;世界原油价格进一步高涨(维持在80美元/桶以上);2015年前实现油页岩加工工艺重大进展(单炉处理能力达到500～2000t/d);有保障油页岩产业可持续发展的经济激励政策，油页岩资源管理得力;环境保护要求基于目前。企业对油页岩资源的勘查开发积极性高涨。在高速发展情景下，预测全国油页岩开发利用生产规模(表5－9):
表5－9 高速发展情景下全国页岩油产能规模预测
2010年页岩油产能可以达到约110×104t/a，这些产能包括正在生产和正在建设、即将建设的页岩油产能;2020年页岩油产能可以达到800×104t/a，其中有资源储量保障的产能有405×104t，另外395×104t产能需要依赖未来的油页岩勘查工作来保障;2030年页岩油产能可以达到2000×104t/a，其中有资源储量保障的产能有1041×104t，另外959×104t产能需要依赖未来的油页岩勘查工作来保障。
全国油页岩开发利用潜力分析视频
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