国内油页岩研究历史与现状

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国外油页岩研究历史与现状~

一、国外油页岩勘查
世界上大多数油页岩区地质勘探程度不够,研究程度很低,也没有统一估算资源量的标准,不同国家对油页岩资源量估算所用的工业指标不同,因此不同学者估算的资源量难以对比,故也很难对全球油页岩资源量进行正确估算。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,其他许多矿床的资源潜力有待进一步探明。
油页岩资源在世界许多地区都有分布,但分布并不均匀,主要分布于美国、俄罗斯、加拿大、中国、扎伊尔、巴西、爱沙尼亚、澳大利亚等国家(表2-4),其中,美国、俄罗斯和巴西三个国家的油页岩资源量就占了整个世界页岩油资源的86%。据美国能源部能源信息署最新统计,根据目前全球33个国家油页岩资源统计,若将它折算成页岩油,可以达到4110亿t,超过了常规石油资源量(2710亿t)。但从世界石油资源的评价现状来看,这只是一个很保守的数据,探明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。
(一)美国
2002~2003年美国政府对油页岩的资源评价进行了专项基金研究,其油页岩资源量占世界的69%,资源量约33400亿t,折算成页岩油3035.66亿t。美国的油页岩主要形成于古近纪和新近纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。美国主要有两个油页岩矿床:位于科罗拉多州、怀俄明州、犹他州的始新世绿河矿床和美国东部的泥盆纪密西西比纪黑色页岩矿。此外,美国东部分布有宾夕法尼亚纪煤矿床伴生的油页岩矿床,内华达州、蒙大纳州、阿拉斯加州、堪萨斯州等地方也陆续发现了一些油页岩矿床。但目前人们研究的重点仍是绿河油页岩矿床和晚泥盆纪—早密西西比纪的黑色页岩。
美国绿河油页岩矿是世界上最大的油页岩矿,沉积时代为早始新世—中始新世。主要沉积在皮申斯、尤英塔、绿河、瓦沙基4个盆地内,前两个盆地分别位于科罗拉多州和犹他州,后两个则位于怀俄明州。绿河油页岩矿为湖相沉积,其分布面积大约有65000km2,但最厚和最富的油页岩集中在南部盆地的中央,页岩最深可达1200m。油页岩层一般较厚,含油量平均约11.44%,局部高达38.12%。除绿河油页岩矿外,分布在美国东部的晚泥盆纪—早密西西比纪之间的黑色油页岩的资源储量也相当丰富,仅次于绿河油页岩矿。美国东部的油页岩为内陆海沉积环境,内陆海覆盖了密西西比河以东的美国的中部和东部的大部分地区。泥盆纪—密西西比纪油页岩分布范围为650000km2,从纽约州至得克萨斯州,它们的埋深可达到3000m以上,含油量为9.53%。页岩油地质储量估计高达1500亿t,其中5%的油页岩可以通过露天矿开采(Doncan和Swanson,1968)。
表2-4 世界主要国家油页岩换算成页岩油的储量表


(二)澳大利亚
澳大利亚油页岩沉积跨越时代很广,从寒武纪—第三纪都有分布。根据澳大利亚国家能源咨询委员会的资料(Smith等,1959;Lishmund,1971;Cane,1976),澳大利亚油页岩总资源储量为580亿t,折算为页岩油45.31亿t。推断的次经济价值的页岩油地质储量为4500亿t。澳大利亚油页岩主要分布在东部,东部三分之一的领土(昆士兰州、新南威尔士、南澳大利亚、维多利亚以及塔斯马尼亚州)油页岩都较发育,其中昆士兰州油页岩最有经济开发价值。昆士兰州第三纪油页岩主要包括湖相朗德勒(Rundle)、tuart和康多尔(Condor)油页岩,以及JuliaCreek海相油页岩。JuliaCreek海相油页岩分布很广,而且埋藏很浅,但是品位较低,平均只有 3. 53% (Ozimic andSaxby,1983)。昆士兰东部主要产出二叠纪油页岩,分布在罗克汉普顿附近的朗德勒(Bundle),在沿海地区有油页岩资源 4 亿 t,其中 2 /3 的含油量都大于 3. 81% 。
(三)巴西
巴西页岩油资源量约 117. 34 亿 t。油页岩主要形成于二叠纪和早古近纪。早古近纪油页岩位于圣保罗东北沿帕拉伊巴河的特列门贝—陶巴特盆地。帕拉伊巴河流域主要有两个油页岩矿区,面积约 86km2,页岩油总资源量约 3 亿 t。油页岩为湖相成因,含页岩油3 亿 t,其中50%位于25m 厚的覆盖层下面,可用露天方法开采。二叠纪伊拉蒂组油页岩品级高,是巴西经济效益最好的油页岩矿。
(四)加拿大
加拿大油页岩主要形成于奥陶纪—白垩纪,油页岩类型分为湖相和海相。现已发现 19 个沉积矿床 (Macauley,1981; Davies and Nassichuk,1988)。其中,最有开采价值的是位于 Fundy 盆地的 Moncton 次级盆地,介于 St. Johns 和 Moncton 之间的新不伦瑞克南部的石炭纪 Albert 组的湖相层状油页岩,厚度介于 15 ~360m。下石炭统湖相油页岩主要发育于 Grinnell 半岛的德文郡岛—加拿大北极圈群岛的一个岛屿,油页岩厚度最厚可达 100m。目前,加拿大油页岩资源的探明储量还比较少。发育在加拿大西北部上白垩统的油页岩,主要为安德森平原及 Mackenzie 三角洲沉积。现已部分开采,具有一定的经济价值。
此外,法国、德国、英国、意大利、俄罗斯的油页岩资源也较丰富,约旦、土耳其等国家也有一定的油页岩储量。
因此,从世界石油资源来看,很多国家的油页岩资源并未做过详细的普查,探明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。随着全球能源消耗的快速增长,开展全球油页岩资源量的评估已迫在眉睫。油页岩巨大的储量将对全球的能源战略起到重要的作用。从所统计的油页岩资源量分布看,低含油率的油页岩占了绝大多数。目前,油页岩的综合开发技术普遍较低,根本不能对低含油率的油页岩进行开发,如果不断研制开发先进的科学技术手段及设备,将极大得提高油页岩的综合开发能力,对全球能源资源走可持续发展道路具有举足轻重的地位。
二、国外油页岩开发利用
(一)油页岩开发利用技术
油页岩用途广泛,油页岩开发利用涉及的关键技术比较多,主要体现在油页岩的开采技术、油页岩燃烧发电工艺、页岩油提取技术、油页岩生产过程中的废物利用技术以及油页岩综合开发利用等技术。
1. 油页岩开采技术
油页岩开采方法有采矿法和地下干馏法二类。目前世界上采用的多为采矿法,地下干馏技术还处于试验阶段,尚存在具体技术难题。采矿法又分为露天开采和矿井开采两种方法,世界上适合露天开采的油页岩比例很小。开采出来的油页岩在地面干馏釜中干馏,油收率很高,但在采矿、运输、矿石粉碎、废页岩处理、恢复植被、控制污染和水等的方面投资大,经营费用高。实际上,许多油页岩都是通过地下开采回收的。但各种地下开采法的油回收率低于地面干馏法。运用较成功的是由西方油页岩有限公司 Ralph M. Parsons 公司共同研制的垂向型就地干馏,并由西方公司在科罗拉多州实现了工业和商业规模的生产。目前,荷兰壳牌公司正在研究油页岩地下裂解技术,使油页岩直接在地下液化、气化。这不但提高了油页岩资源开发利用效率,而且减少了开采过程中对环境和生态的破坏。但壳牌公司提供的 ICP 技术也有自身的条件,必须满足油页岩有效厚度与含油率两者乘积满足 274,含油率最低应≥3. 04%。依据目前我国油页岩的分布特征,很难有满足 ICP 技术开发的地区。并且,此技术也有自身的一些弊端。例如,在美国,针对在美国科罗拉多州西部高原上建立的 ICP 实验基地进行了可行性分析,报告证实了科罗拉多州丰富的油页岩储量,但表示 “初期商业运作有可能要等到 10 多年以后”,并且 “有很大的技术、经济以及环保方面的不确定性”。美国丹佛荒野协会的史蒂夫·史密斯认为,壳牌石油公司开采行为是一种 “错误的愿望、夸张的需要和无法实现的承诺”。有数据表明,每生产一桶石油,需要消耗三桶水。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。壳牌石油公司前项目经理罗伯特·卢克斯认为,水将是限制油页岩开发的重要因素。20 世纪 80 年代他所负责的项目以失败告终,已退休 28 年的他目前是一名顾问,并撰写了一本关于油页岩的书。虽然他对于油页岩开采的前景表示乐观,但他认为目前该行业面临的形势紧迫,可靠的科学信息也不够充分,而且现有的技术不够经济,如果不适当放缓开发的步伐,势必重蹈当年的覆辙。
2. 油页岩循环流化床技术
油页岩的第二大使用潜力是燃烧发热发电。世界上工业应用的有三种燃烧工艺,粉末页岩悬浮燃烧 (爱沙尼亚)、颗粒页岩流化燃烧 (德国)及颗粒页岩循环流化燃烧 (以色列及中国)。循环流化床技术是近年来研制的一种新型洁净煤燃烧技术。它显示了其燃料适应性广、负荷调节灵活等明显优点,特别是在燃用低质煤种和煤质多变的场合,和相同容量的链条炉、煤粉炉相比,不仅热效率可有相当大的提高,在燃料制备方面,不需要煤粉炉所要求的庞大而复杂的制粉系统。这种特点比较适合于油页岩的燃烧。德国鲁奇公司和芬兰奥斯龙公司是研究开发循环流化床燃烧技术较早的公司。进入 90 年代,循环流化床燃烧技术得到更大的发展,至今已经形成了鲁奇炉型 (最大容量锅炉为 700t/h 级亚临界压力循环流化床锅炉,1996 年投入商业运行)、奥斯龙炉型、福斯特—惠勒炉型 (最大容量锅炉为 783t/h 级亚临界压力循环流化床锅炉,1997 年投入商业运行)、巴特利炉型 (最大容量为日本三井 300t/h 多固体循环流化床锅炉)、德国巴高克炉型 (最大容量为 350t/h 高压电站锅炉)和美国巴威的内循环炉型 (最大容量为 210t/h 高压循环流化床锅炉)等几个各具特色的主要炉型。与此同时,传统燃烧技术的锅炉设计制造公司纷纷投入大量的资金及人力进行循环流化床燃烧技术的研究开发,其中的代表包括法国通用电气阿尔斯通 Stein 公司采用 Lurgi CFB 技术、美国ABB - CE 公司采用 LuriCFB 技术、德国 LLB 公司采用的 Luri 和 Circofluid CFB 技术、美国 Foster wheeler 公司采用的 F - W 和 Pyroflow CFB 技术。
3. 油页岩干馏技术
油页岩的最大使用潜力是干馏制取页岩油。油页岩干馏技术比较先进的国家有爱沙尼亚、巴西、澳大利亚、中国和俄罗斯等国。迄今世界上较成熟且经长期生产的有:爱沙尼亚的 Kivioli 块页岩干馏炉和 Galoter 颗粒页岩干馏炉; 巴西的 Petrosix 块页岩干馏炉; 中国抚顺式块页岩干馏炉; 澳大利亚的 Taciuk 颗粒页岩干馏炉。
爱沙尼亚的 Galoter 颗粒页岩干馏炉处理量大,油收率高,产高热值气,可处理颗粒页岩,适合有条件的大中型油页岩炼油厂; 巴西的 Petrosix 块页岩干馏炉处理量很大,油收率高,产高热值气,处理块页岩,投资高,适合大中型油页岩炼油厂; 澳大利亚的 Taciuk 颗粒页岩干馏炉处理量很大,油收率高,产高热值气,处理颗粒页岩,油页岩经加氢改质,质量好,投资高,适合于大中型油页岩炼油厂。中国抚顺式块页岩干馏炉处理量较小,目前,桦甸采用的是巴西的干馏炉型。
(二)油页岩综合利用
油页岩由于其自身的特点,开发利用已经渗透到提炼页岩油、发电、取暖、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领域。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、化工以及其他用途(图 2 -1)。

图 2 -1 2000 年世界油页岩利用百分率 (据 Dr. K. Brendow,2003)

世界油页岩工业约始于 1830 年,页岩油作为照明用而发展起来。目前,世界上油页岩工业主要分布在爱沙尼亚、巴西、美国、德国、澳大利亚、俄罗斯和以色列等国。爱沙尼亚的油页岩主要用于发电和提炼页岩油,2002 年油页岩开采量达到3 000 多万 t,用油页岩生产出来的电力除了可以满足本国的需要,还可以向邻国出口; 巴西从 1935年就开始生产页岩油用于运输燃料,并在油页岩中可提取硫和放射性铀; 美国主要是利用露天开采和蒸馏方法提取页岩油,2000年美国和爱沙尼亚签署了两国在油页岩开发利用技术及工艺方面进行了合作的协议;德国的油页岩主要用于水泥和建筑材料,每年利用50万t油页岩作为燃料,其灰分用于生产水泥;澳大利亚除了发电和提取页岩油外,还提取镍化学添加剂;俄罗斯、匈牙利、乌克兰、奥地利、保加利亚和南斯拉夫等国将大量油页岩加工成肥料,或加工成土壤稳定剂,用于酸性土壤的中性化。另外,以色列、约旦、泰国和加拿大等也非常重视油页岩的开发和利用。但是,还有一些国家,如加拿大、瑞士、约旦、摩洛哥、南非等国在油价市场的竞争下被迫停止了油页岩工业生产。
三、实例分析———爱沙尼亚
(一)油页岩资源现状
爱沙尼亚油页岩主要为库克油页岩,从爱沙尼亚北部向东至俄罗斯圣彼得堡,油页岩分布面积约50000km2,页岩油探明储量24.94亿t。爱沙尼亚有21个油页岩矿,主要分布在库克油页岩矿区,一个是爱沙尼亚矿区,另一个是较新的Tapa油页岩矿区。
(二)油页岩开发历史
爱沙尼亚是目前世界上利用油页岩比较多的国家之一。爱沙尼亚81%的油页岩都用来发电供应全国92%的电力,16%用于石油化工,剩余的部分用于水泥制造以及其他一些产品的加工利用(图2-2)。
爱沙尼亚油页岩工业开始于1916年,在Jrve和Pervade两个城镇进行露天开采。每年共开采56万t油页岩。后来因独立战争的爆发而被迫停产。
1918~1945年,爱沙尼亚油页岩工业持续稳定发展。1918年独立战争后,油页岩开采量为1.7万t,并且建设了第一个国有油页岩工厂。同时,私有油页岩工厂也不断出现,有本国人投资的,也有德国、英国、瑞典、丹麦等国外私人投资。随着人们对油页岩的兴趣不断增加,到1933年20项油页岩开发优惠政策出台,鼓励油页岩勘探开发。总勘探开发面积达1250km2。
到1940年,爱沙尼亚共计开采油页岩1100万t,平均年产量达170万t。刚开始油页岩开采是顺着露天油页岩地层开采,后来油页岩的露天开采上覆地层厚度为8m,继而开始油页岩地下开采。
第二次世界大战后,爱沙尼亚在1945~1946年对14个小型露天矿开展了详细的研究,并在一些矿田中实施钻井开采。1947~1965年,逐步在东部开发了50个油页岩矿。1950年,油页岩产量为350万t,到1955年,油页岩产量达到700万t。油页岩主要用于Tallinn、Kohtla-Jrve和Ahtme的发电厂,Kohtla-Jrve和Kivili的化工厂,以及Kunda水泥厂。1946年和1960年先后两次进行了油页岩储量评价,分别为10亿t和33亿t(图2-2)。

图2-2 爱沙尼亚油页岩产产量变化图(据V.Kattai,U.Lokk,1998)

1965年,爱沙尼亚建立了新的发电所(波罗的海热发电所),年输出电1400MW,而后又建立了爱沙尼亚热发电所,年输出电2000MW,因此对油页岩的需求巨增。为了满足对油页岩的不断需求,Viru(1965年);Estonia,三个露天矿(1973年),Sirgala(1963年),Narva(1970年),Oktoobri(现今改名为Aidu)(1974年)等油页岩矿先后建立。油页岩产量从1960年的920万t上升到1970年的1750万t。1976~1987年,爱沙尼亚开始在西部和西北部进行油页岩开采。1981年,由于列宁格勒地区建立了SosnoviBor核电站,相应的对油页岩发电的需求减少。1985年开采量为2570万t,1990年开采量为2120万t,1995年开采量为1210万t,其中一半以上都为露天开采(图2-2)。
近年来,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”,加大对油页岩的利用。在2006年,爱沙尼亚发电厂和炼油厂将分别需要994万t和644万t的油页岩;其他方面的用途可能持平,稳定在74万t左右。因此,爱沙尼亚的油页岩产量将从1230万t增加到1700万t。到2020年,规划新建一座400万t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 2 100 万 t 以上。

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1 1888~2000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。

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。




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