朱 杰，車長波，張道勇

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；2.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100034)

我國石油對外依存度逐年攀高，國際油價高位震蕩，尋找石油替代是支撐我國未來能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。我國油頁巖資源總量大，可利用的潛力大，雖然品質(zhì)低、埋深大，但若進(jìn)一步加強油頁巖開發(fā)利用技術(shù)攻關(guān)，使其生產(chǎn)規(guī)模化、清潔化，將對石油供應(yīng)形成重要的補充。

1 油頁巖勘查現(xiàn)狀

近幾年，我國油頁巖勘查進(jìn)展迅速，特別是吉林和新疆地區(qū)均有重要的勘查發(fā)現(xiàn)[1]。截至2011年底，我國油頁巖查明資源儲量1183億t(表1)，折合成可提煉的頁巖油為13億～15億t。油頁巖查明資源儲量主要分布在吉林、遼寧撫順、山東龍口、甘肅窯街等地。2005～2011年吉林省地質(zhì)調(diào)查院在松遼盆地東部隆起區(qū)探明4處超大型油頁巖床，包括扶余縣長春嶺、前郭-農(nóng)安、三井子-大林子和深井子油頁巖礦床，查明資源儲量約1025億t，平均品位5%左右。比照正在開發(fā)的吉林省王清縣羅子溝油頁巖礦床，當(dāng)前條件下可開發(fā)利用的礦石資源儲量355.65億t，折合油頁巖油資源量19.08億t；如果回采率按75%、油收率按80%計算，可獲得頁巖油可采儲量11.5億t。

表1 全國油頁巖資源儲量數(shù)據(jù)表(2011年)[1]

此外，大慶油田對大慶探區(qū)17個盆地21個油頁巖礦點進(jìn)行了綜合評價，完成探井37口，評價井41口，總進(jìn)尺10345m，還對2100口老井進(jìn)行了復(fù)查，落實1000m以淺油頁巖潛在資源量約6000億t[2]。遼河油田對探區(qū)內(nèi)的建昌盆地開展了油頁巖勘查工作，獲得了含油率3.5%以上的油頁巖資源儲量2185.67萬t，平均厚度4.38m，平均含油率4.91%。

總的來看，我國油頁巖潛在資源量巨大，但探明程度低。就目前獲得的1183億t油頁巖查明資源儲量而言大，絕大多數(shù)為經(jīng)濟性較低的資源量?？晒┥虡I(yè)開采的儲量全國僅有14.52億t，80%在遼寧撫順。已經(jīng)探明的大部分油頁巖礦床為含油率5%左右的低品位油頁巖，適合露天開采、含油率高的優(yōu)質(zhì)儲量少。

2 油頁巖開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 國際上油頁巖開發(fā)利用現(xiàn)狀

世界油頁巖資源豐富，換算成頁巖油約4100億t，主要集中在美國、愛沙尼亞、巴西、中國、約旦等國家[3-4]。2010年，世界油頁巖開采量總計約3000萬t，愛沙尼亞占50%，其次為中國，占40%(表2)。通過煉制油頁巖得到的頁巖油產(chǎn)量全球為130萬t左右，中國的產(chǎn)量最高，接近60萬t；油頁巖燃燒發(fā)電以愛沙尼亞最大，容量達(dá)2300MW，中國和德國等也有規(guī)模較小的油頁巖發(fā)電項目。

表2 世界油頁巖開采量及用途

雖然當(dāng)前世界上油頁巖尚未大規(guī)模開發(fā)利用，但以美國為代表的西方發(fā)達(dá)國家一直開展持續(xù)性的研究。在美國，以殼牌、?？松梨谝约懊绹搸r油公司等開展了一系列的油頁巖地下開采試驗，雷得里夫公司、美囯油頁巖開發(fā)公司等也開展了地面干餾現(xiàn)場試驗，還有二十幾個研究機構(gòu)和大學(xué)在開展油頁巖的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，涵蓋了資源、地質(zhì)、干餾、燃燒、環(huán)保及水供應(yīng)等[5-6]，但至今美國尚未進(jìn)行油頁巖的工業(yè)生產(chǎn)。德國、加拿大、澳大利亞、以色列等發(fā)達(dá)國家的一些公司，開始關(guān)注頁巖油生產(chǎn),或從事開發(fā)油頁巖干餾新工藝，其中以色列的油頁巖開發(fā)企業(yè)宣稱已掌握了低成本地下干餾油頁巖的技術(shù)，但有待進(jìn)一步證實。

2.2 國內(nèi)油頁巖開發(fā)利用現(xiàn)狀

目前，我國對油頁巖的利用主要是通過干餾獲得頁巖油，還有少量用于燃燒發(fā)電。全國煉制油頁巖油的企業(yè)以煤炭企業(yè)為主，遼寧撫順、山東龍口和甘肅窯街均是在采煤過程中兼采或在煤炭資源逐步枯竭礦山需要轉(zhuǎn)型時期綜合利用油頁巖，開采成本較低，煉制頁巖油獲得較高利潤。

近年來，中國頁巖油年產(chǎn)量每年都有所增加，從2000年的10萬t左右，增長到2010年的60萬t(圖1)，位居世界第一[5]，其中撫順礦業(yè)集團頁巖油的年產(chǎn)量又占全國的一半以上(表3)。目前，全國的油頁巖煉油生產(chǎn)廠12個，在建5個，按照各企業(yè)的設(shè)計生產(chǎn)能力，頁巖油產(chǎn)量有望達(dá)到150萬t左右。油頁巖干餾制取頁巖油的爐型，除了窯街應(yīng)用了氣燃式干餾爐外，其他企業(yè)都采用了撫順式爐或改良的撫順式爐。撫順式干餾工藝具有運行穩(wěn)定、運轉(zhuǎn)周期長、設(shè)備故障率低、能處理低品位油頁巖等優(yōu)點，是國內(nèi)唯一比較成熟的煉油技術(shù)。但撫順式干餾工藝也存在一定的不足，如油回收率低、系統(tǒng)自動化程度低，裝置尚未完全解決環(huán)境污染問題等。目前全國共建有撫順爐約350臺，其中撫順礦業(yè)集團最多，建有220臺撫順爐。

圖1 1996～2010年中國頁巖油產(chǎn)量圖

表3 中國主要頁巖油產(chǎn)地及頁巖油年產(chǎn)量

中國當(dāng)前正在引進(jìn)和自主創(chuàng)新ATP、流化干餾以及以固體為熱載體的油頁巖干餾新技術(shù)[5]，這些新工藝如果能在 “十二五”后期投產(chǎn)，則我國頁巖油年產(chǎn)量將會大幅增加，干餾工藝也逐漸由氣體為熱載體向固體為熱載體轉(zhuǎn)變，技術(shù)水平大為提高。

3 面臨的困難

一是低碳經(jīng)濟的開發(fā)利用技術(shù)不成熟，造成產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位不明確。開發(fā)油頁巖的環(huán)境保護問題比較突出，在當(dāng)前全世界積極應(yīng)對氣候變化、保護生態(tài)環(huán)境的時代，如何低碳、更經(jīng)濟的開發(fā)油頁巖，存在技術(shù)瓶頸。由于開發(fā)利用技術(shù)沒有大的突破，國內(nèi)對油頁巖的開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)政策不明朗，既不鼓勵，也不限制，財政科研投入不足，處于走一步、看一步的狀態(tài)，尚未出臺專門支持油頁巖勘探開發(fā)的稅收優(yōu)惠和補貼等相關(guān)政策。

二是資源質(zhì)量較差，限制了油頁巖大規(guī)模的開發(fā)利用。雖然油頁巖預(yù)測資源量在萬億t以上，查明資源儲量超過了1000億t，但與美國、愛沙尼亞和巴西等國的油頁巖礦儲量大、埋藏淺、含油率高相比，我國油頁巖礦埋藏深、品位低，目前開發(fā)處于心有余而力不足的狀態(tài)，資源條件限制了油頁巖大規(guī)模的開發(fā)利用。

三是企業(yè)生產(chǎn)處于各自為戰(zhàn)狀態(tài)，政府與行業(yè)指導(dǎo)缺位。目前全國油頁巖煉制和發(fā)電企業(yè)有20余家，各個企業(yè)的資金投入、技術(shù)水平有較大差異，對資源的爭奪日趨激烈，處于各自為戰(zhàn)的狀態(tài)。油頁巖產(chǎn)業(yè)屬于資金密集型、技術(shù)密集型、環(huán)保要求高的資源開發(fā)產(chǎn)業(yè)，但在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、資源儲量評價、規(guī)模準(zhǔn)入、安全環(huán)保、綜合利用等環(huán)節(jié)缺乏規(guī)范化的指導(dǎo)與監(jiān)管。

四是頁巖氣等新型能源的崛起對油頁巖開發(fā)沖擊很大。頁巖氣、煤層氣等屬于清潔能源，符合未來發(fā)展方向，加之開發(fā)技術(shù)突破并日益完善，頁巖氣等資源開發(fā)已呈燎原之勢，一些大型石油企業(yè)把資金投向頁巖氣、煤層氣的開發(fā)，油頁巖的開發(fā)退到次要地位，油頁巖產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到一定影響。

4 油頁巖開發(fā)利用前景展望

4.1 油頁巖開發(fā)利用的投資熱情高漲

持續(xù)的高油價和開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，逐步解放了大量的非常規(guī)油氣資源，如加拿大的油砂和美國的頁巖氣。近幾年，在國際油價及煤價大幅上升的背景下，油頁巖的利用重新引起廣泛關(guān)注，越來越多的企業(yè)參與到油頁巖的開發(fā)利用。

由廣東粵電集團投資32億元建設(shè)的茂名油頁巖發(fā)電工程至2011年4月底已投資2.1億元。項目首期工程建設(shè)的兩臺21萬kW循環(huán)流化床油頁巖發(fā)電機組和年產(chǎn)油頁巖600萬t礦山計劃于2014年建成投產(chǎn)。使用油頁巖發(fā)電的循環(huán)流化床燃燒技術(shù)具有燃燒效率高、能有效控制污染排放、燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點，設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)化，在技術(shù)上是成熟可行的[7]。

2009年8月，大型民營企業(yè)集團海亮集團在遼寧省北票市北塔鄉(xiāng)建立了北票北塔油頁巖綜合開發(fā)利用有限公司，現(xiàn)有干餾爐40臺，年產(chǎn)頁巖油3.5萬t。2011年8月，海亮集團完成了《銅川油頁巖干餾煉油及綜合利用項目建議書》，擬在銅川市印臺區(qū)投資油頁巖干餾煉油及綜合利用項目，總投資額將達(dá)到61.2億元[8]。

4.2 油頁巖開發(fā)利用的布局

全國來看，進(jìn)行油頁巖開發(fā)利用的地區(qū)主要集中在東北地區(qū)和山東、新疆、廣東等地，今后的發(fā)展重點也位于這些地區(qū)。油頁巖開發(fā)利用的總體布局是：穩(wěn)步提高東北的撫順、樺甸油頁巖產(chǎn)量，加快山東龍口、甘肅窯街油頁巖綜合利用基地建設(shè)，積極促進(jìn)新疆、陜西銅川和廣東茂名油頁巖開發(fā)利用；以煉油為主，發(fā)電為輔，加強綜合利用，在“十二五”末頁巖油達(dá)到產(chǎn)量150萬～200萬t，努力將油頁巖開發(fā)項目建成集采礦、熱解化工、建材、發(fā)電、物流、機械加工、科研、復(fù)墾及生態(tài)農(nóng)牧業(yè)等多學(xué)科多行業(yè)于一體的低碳循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園區(qū)。

做強做大撫順油頁巖開發(fā)利用項目：建設(shè)大型立式干餾爐，研制并應(yīng)用粉末頁巖干餾新工藝；實施頁巖油深加工，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燃料油、化工產(chǎn)品；提高廢渣綜合利用率；實現(xiàn)廢水處理后閉路循環(huán)再利用；利用煙氣和循環(huán)水的余熱供暖和發(fā)電；利用剩余瓦斯發(fā)電；開發(fā)以油頁巖為基礎(chǔ)的油、電、熱、化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，發(fā)展低碳經(jīng)濟；爭取“十二五”末頁巖油產(chǎn)量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上有較大增長，達(dá)到60萬～70萬t。

加快發(fā)展樺甸油頁巖開發(fā)利用項目：樺甸油頁巖礦源集中、品質(zhì)優(yōu)良、埋藏較淺，被列為首批礦產(chǎn)資源綜合利用基地。應(yīng)進(jìn)一步完善油頁巖瓦斯全循環(huán)干餾工藝，以采礦、煉油及半焦綜合利用為產(chǎn)業(yè)鏈，爭取實現(xiàn)年產(chǎn)30萬～40萬t頁巖油的目標(biāo)。

實施吉林汪清油頁巖綜合利用項目：在現(xiàn)有的煉油干餾裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造，優(yōu)化工藝，提高處理能力與收油率，使煉油能力達(dá)到12萬t/a；利用干餾剩余瓦斯氣體及小顆粒廢渣進(jìn)行發(fā)電，總裝機容量達(dá)到17.5MW；利用干餾廢渣生產(chǎn)燒結(jié)磚，生產(chǎn)能力達(dá)到1.8億(標(biāo))塊/年；加強廢渣綜合利用技術(shù)研發(fā)。

建設(shè)山東龍口油頁巖綜合利用項目：在大顆粒油頁巖(40～150mm)煉油項目之后續(xù)建中顆粒油頁巖(8～40mm)煉油項目，達(dá)到年處理120萬t油頁巖，產(chǎn)頁巖油12萬t；致力于實施環(huán)保和綜合利用技術(shù)改進(jìn)，確?！叭龔U”的零排放；以煉油廠產(chǎn)生的油頁巖半焦和梁家煤礦、北皂煤礦所產(chǎn)生的煤矸石為主要燃料，采用循環(huán)流化床鍋爐超臨界機組，建成后年發(fā)電量36億kW；建設(shè)200萬t頁巖灰水泥廠項目，構(gòu)建起完整的油頁巖綜合利用循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈條。

積極推進(jìn)大慶油田柳樹河3萬t頁巖油中試先導(dǎo)基地建設(shè)：《大慶油田柳樹河3萬t頁巖油中試先導(dǎo)基地可行性研究報告》的批復(fù)于2008年5月正式下達(dá)，批準(zhǔn)項目總投資近4.45億元。2012年其加工煉油設(shè)備已開工建設(shè)，預(yù)計年底可實現(xiàn)投產(chǎn)試運行。

5 政策建議

我國常規(guī)石油產(chǎn)量增長空間有限，增強國內(nèi)石油保障能力，充分利用油頁巖資源是重要選擇。為促進(jìn)油頁巖成為切實可行的石油補充，建議加強以下四個方面的工作。

一是持續(xù)科研投入，提高技術(shù)水平。我國已在油頁巖開發(fā)方面走在世界前列，有條件在開發(fā)技術(shù)上占據(jù)世界領(lǐng)先地位，闖出一條中國特色的油頁巖開發(fā)利用道路。加強油頁巖的基礎(chǔ)研究和試點探索，特別是通過綜合利用示范工程的建設(shè)，拉動企業(yè)加大科技投入，改進(jìn)油頁巖開發(fā)利用技術(shù)，加大節(jié)能減排技術(shù)改造，盡快解決制約油頁巖綜合利用的難題。

二是研究產(chǎn)業(yè)政策，明確發(fā)展目標(biāo)。立足于技術(shù)經(jīng)濟可行、生態(tài)環(huán)境許可開發(fā)利用油頁巖。針對現(xiàn)實的資源情況，在相關(guān)能源資源規(guī)劃中明確發(fā)展目標(biāo)，爭取“十二五”末達(dá)到產(chǎn)量200萬t。鼓勵技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)，在科研、示范工程方面作出長期規(guī)劃。對低品位油頁巖的開發(fā)示范工程實行優(yōu)惠的稅收政策，免收增值稅和資源稅費。

三是加強資源管理，試行區(qū)塊招標(biāo)。加強油頁巖礦業(yè)權(quán)管理，在調(diào)查評價全國油頁巖資源的基礎(chǔ)上，優(yōu)選資源招標(biāo)出讓，鼓勵有實力的企業(yè)進(jìn)入油頁巖開發(fā)領(lǐng)域?？紤]到油頁巖開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟成本，允許石油公司可優(yōu)先登記礦權(quán)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的油頁巖，煤炭企業(yè)優(yōu)先登記與煤共伴生的油頁巖。

四是加強潛力評價，制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。開展全國范圍油頁巖資源富集規(guī)律研究，系統(tǒng)評價松遼、鄂爾多斯等重點盆地油頁巖資源潛力，為油頁巖規(guī)模開發(fā)選擇優(yōu)質(zhì)礦床。規(guī)范油頁巖資源科學(xué)術(shù)語，制定油頁巖資源儲量評價分類分級標(biāo)準(zhǔn)，確定勘查開發(fā)技術(shù)規(guī)范和模式。制定油頁巖選礦工藝、安全、能耗及綜合利用標(biāo)準(zhǔn)等。

[1]中華人民共和國國土資源部.中國礦產(chǎn)資源年報(2011)[M].北京：地質(zhì)出版社，2011.

[2]中國石油大慶油田有限責(zé)任公司.松遼盆地大慶礦權(quán)區(qū)油氣資源動態(tài)評價成果報告(2011年度)(內(nèi)部資料)[R].2011.

[3]柳蓉，劉招君.國內(nèi)外油頁巖資源現(xiàn)狀及綜合開發(fā)潛力分析[J].吉林大學(xué)學(xué)報：地球科學(xué)版，2006， 36(6)：892-898.

[4]車長波，楊虎林，劉招君，等.我國油頁巖資源勘探開發(fā)前景[J].中國礦業(yè)，2008，17(9)：1-4.

[5]李術(shù)元，岳長濤，錢家麟.世界油頁巖開發(fā)利用現(xiàn)狀——并記2009年國內(nèi)外三次油頁巖會議[J].中外能源，2010，15(2)：21-27.

[6]Qian Jialin.Chinese oil shale business is still going on[J].Oil Shale，2009，26(2)：97-98.

[7]蔡湛.茂名油頁巖發(fā)電項目提速推進(jìn)[EB/OL].http:∥gd.people.com.cn/GB/123943/123996/14662883.html.

[8]田雨.海亮集團來我區(qū)考察油頁巖資源[EB/OL].http:∥www.yintai.gov.cn/tzyt/html/ article_136.html.