页岩油的昨天今天与各国应用,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲读书卡】页岩油在2000年至2013年间着实火了一把，当时原油价格突破100美元大关，所有人的目光焦点实际是在观察页岩油能不能部分或者全部替代原油市场。而今的原油价格不但遏制了俄罗斯的经济脚步，而且殃及池鱼，让全球所有的页岩油公司再一次看不到未来。

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页岩油的母体——油页岩

与石油和天然气不同，油页岩是不可流动的石油矿产，迄今为止，油页岩已经有多种不同的命名，但还没有一个广为接受的定义。不同学者曾从不同角度对油页岩给予定义。联合国教科文组织（UNESCO）2003年出版的《新世纪大百科全书》中关于油页岩的定义是：油页岩是一种沉积岩，具无机矿物骨架，并含有机物质，主要为油母质及少量沥青质。油页岩还经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来。

【油页岩的开发利用史】油页岩与煤炭、石油、天然气一样属于化石燃料，是非可再生资源、一次能源。油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源，它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源。在近200年的开发利用中，其资源状况、主要性质、开采技术以及应用研究方面都积累了不少经验。

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了一些诸如煤油、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的开采。

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、德国等国家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。

【为什么说油页岩“全身是宝”】油页岩可谓“全身是宝”。归纳起来，油页岩有三种主要用途：

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。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。

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公升(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。

作为附加品，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。

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。

【油页岩的分布】据不完全统计表明，全球油页岩蕴藏资源量是巨大的，估计有10万亿吨，比煤资源量7万亿吨还多40%。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。

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的多。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：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。

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、较为准确的数据，各种数据差别悬殊。

我国油页岩的储量约居世界第4位，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，内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量大。我国际油气资源日趋紧缺，与不断增长的能源、需求储量丰富的油页岩资源、国际油页岩开发利用水平和规模相比，中国的油页岩产业还远远满足不了国家经济发展的需求，无法达到我们所期望的经济和社会效益，还需要加倍努力，奋力前行。

【油页岩与页岩油】工业上页岩油有两种来源：

一种是当前美国获得成功的从页岩中开采出来的石油，主要是泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的天然石油，通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术；

另一种页岩油是固体矿产领域的一种人造石油，是油页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的黏稠状液体产物。通过裂解化学变化，可将油页岩中的油母质转换为合成原油。加热油页岩至特定温度能分离蒸气，即借由蒸馏产生类似石油的页岩油，以及易燃的油页岩气（“页岩气”亦可指页岩内含的天然气体）。类似天然石油，页岩油富含烷烃和芳烃，但页岩油含有较多的烯烃组分，并且还含有含氧、氮、硫等的非烃类组分。

由于油页岩有机质组成的不同，以及热加工条件的差异，各地所产的页岩油的组成和性质也不一样，比重约在0.9～1.0之间。中国抚顺、茂名、美国格林河（又译绿河）所产的页岩油的氢碳原子比较高，适宜于加工制取轻质油品；但由于其含氮量较高，加工炼制时必须加以脱除，否则会影响油品质量。爱沙尼亚所产的页岩油中酚类等含氧化合物很多，适宜于加工制取化学品。抚顺、茂名页岩油经过适当的加工精制，可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石油焦等化工产品。

页岩油加工的方法与天然石油的炼制过程基本相同，包括蒸馏、热裂化、焦化、加氢精制等。从页岩油制取轻质油品，是目前人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种。

世界油页岩分布如此之广，但目前只有美国实现了商业化开采。这与美国出台政策鼓励页岩油的开发不无关系。

在高油价时代，有关国家对油页岩的开发利用活跃起来。美国国会于2005年通过了发展非常规能源的法案，掀起了油页岩干馏炼油的研发高潮。美国前总统布什于2008年6月18日声明，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。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。美国科罗拉多矿业学院在2006年、2007年、2008年连续召开了第26、27、28届国际油页岩会议。当前，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研发，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。

在当前的石油价格持续走低的态势下，页岩油显然已经没有往日风光，成本的居高不下让页岩油公司地位重新变得岌岌可危。

——王大锐

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