歐洲把脈發(fā)展趨勢優(yōu)化部署強化科研

□ 文/本刊記者 張建

當前，全球頁巖油的勘探開發(fā)逐漸升溫，輔以美國為代表的國家已在頁巖油勘探開發(fā)方面取得巨大成功所產(chǎn)生的強大輻射效應，頁巖油的產(chǎn)業(yè)化實踐進程正在加快。開發(fā)頁巖油是順應行業(yè)發(fā)展趨勢的應有之舉。故此，歐洲應準確把脈油氣行業(yè)發(fā)展的最新趨勢，調整優(yōu)化相關戰(zhàn)略部署。

儲量潛力巨大 勘探研究不足

雖幾經(jīng)起落，然至今，油頁巖的開發(fā)利用已有177年的歷史。1835年法國建成世界上第一座油頁巖煉油廠，將頁巖干餾制取頁巖油，再制煤油、石蠟等用于照明。而后英國、德國、西班牙等也發(fā)展了頁巖油的生產(chǎn)。20世紀初，由于汽車工業(yè)的發(fā)展及第一次世界大戰(zhàn)對汽柴油的需求大增，西歐頁巖油生產(chǎn)得到發(fā)展，1921年愛沙尼亞建成單爐日處理油頁巖7噸的直立圓筒內熱式干餾爐，1924年建成日處理33噸的干餾爐，1937年西歐頁巖油年產(chǎn)量達50萬噸。

整個歐洲不同地層的頁巖油儲量潛力巨大。北海沿岸及波羅的海盆地擁有大量的頁巖油儲量。俄羅斯、愛沙尼亞、意大利，是歐洲擁有豐富頁巖油儲量的國家。頁巖油的開采需要付出巨大的經(jīng)濟和環(huán)境代價，因此雖然技術上講從頁巖中開采石油是可能的，但仍需權衡經(jīng)濟和環(huán)境要素。由于掌握頁巖油開采技術的公司不多，加上一些國家對開采的限制，頁巖油的生產(chǎn)受到抑制。歐洲油頁巖資源未被很好地利用。

當前，歐洲大多數(shù)國家的油頁巖地質勘探程度不夠，研究程度頗低，只有瑞典、愛沙尼亞、法國、德國和俄羅斯等國對部分油頁巖礦床做了詳細勘探和評價工作，但是查明的油頁巖資源儲量還只占整個資源量的一小部分?，F(xiàn)在的問題不是儲量，而是可采儲量，并且有多少儲量可以用環(huán)境與經(jīng)濟可接受的方式進行開采。

歐洲石油和天然氣的進口依賴程度很大。由于不選擇冒險來開發(fā)海底石油、瀝青砂巖以及頁巖氣，使得歐盟處于競爭的劣勢地位，提升化石燃料行業(yè)的活力繼而提升競爭力，是歐洲的一個選擇。借勢世界油頁巖產(chǎn)業(yè)迎來重大發(fā)展機遇之機，歐洲各國應積極采取措施，尋求包括發(fā)展頁巖油在內的多元化能源供應。

憂慮環(huán)境污染 各國開發(fā)謹慎

放眼整個歐洲能源大局，如何擺脫能源依賴正是歐洲面臨的最大地緣政治挑戰(zhàn)之一，非常規(guī)油氣資源將給歐洲帶來大量且穩(wěn)定的能源供應。

英國北海的石油和天然氣部門歷史悠久，英國在北海常規(guī)石油和天然氣開采方面處于領先地位，其技術已傳播到全世界，英國同樣也應該在非常規(guī)油氣領域有所作為。英國地質調查局地質學者奈杰爾·史密斯(NigelSmith)表示，英國的海上頁巖油儲量遠超陸上，前者可能是后者的5到10倍。如果英國非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)將重心轉向海上，英國將實現(xiàn)能源自給自足。

2010年巴黎郊外發(fā)現(xiàn)豐富的頁巖油。據(jù)估計，這個盆地的油藏量有650億桶，不過，真正可供開采的只有一小部分，即其中的0.5%至1%。與傳統(tǒng)石油勘探法不同的是，開采頁巖油需要開鑿水平井，有時在2000公尺至3000公尺的地下，鑿開4公里至5公里的巖石。由于成本過高，法國此前不開采頁巖油。

據(jù)2011年4月美國能源信息署公布的數(shù)據(jù)，法國擁有的頁巖氣及頁巖油潛在儲量共計2.43萬億立方米(相當于法國年天然氣消耗量的50倍左右)。而開發(fā)這些儲量驚人的能源，使用的便是水力壓裂法。隨著水力壓裂法的問世，非常規(guī)油氣資源開發(fā)熱潮席卷了整個歐洲，但有關這種開采方式的質疑也接踵而來。

頁巖油開發(fā)需要壓裂施工的進步。

2008年至2010年，巴黎盆地頁巖油的勘探，就已得到許可。而后來由于受到來自環(huán)保部門的強烈抗議，勘探工作全部暫停，并等待環(huán)境問題評估團的調查結果。2010年3月，政府向議會提交了禁止使用水力壓裂法的835號法案，該法案在7月13日獲得通過，法國成為了全球首個立法禁止采用水力壓裂法的國家。不過該法案并未取消那些已經(jīng)獲得通過的天然氣及頁巖氣的勘探許可。

2012年初，保加利亞議會批準了一項永久性禁令，禁止在該國使用高壓水砂破裂法技術開采頁巖石油和天然氣，因為擔心這種勘探方法可能破壞環(huán)境。此項議案是由中右翼政黨GERB提交的，包括禁止在保加利亞及其黑海領海使用高壓水砂破裂法開采頁巖氣、煤層氣和石油。議員們表示，沒有足夠證據(jù)證明這種鉆探技術的環(huán)境安全性。批評人士擔心這種鉆探技術可能污染地下水、引發(fā)地震，并對公共健康形成嚴重威脅。

潮流勢不可擋 跨國公司參與

當前，頁巖油開發(fā)正在歐洲國家擴展，開發(fā)總體生產(chǎn)成本低廉的頁巖油，已勢不可擋。經(jīng)營變化敏銳的跨國石油公司正積極參與頁巖油開發(fā)。

愛沙尼亞是目前世界上油頁巖干鎦生產(chǎn)頁巖油的3個國家(其余為中國和巴西)之一，且有增產(chǎn)計劃。愛沙尼亞能源集團公司是全世界最大的油頁巖燃燒發(fā)電企業(yè)。公司主要有兩座油頁巖電站，愛沙尼亞電站、波羅的海電站。愛沙尼亞電站擁有2臺葛洛特顆粒頁巖干餾爐，每臺日加工0-25mm顆粒油頁巖3000噸，年產(chǎn)16.1×104噸頁巖油。資源利用率高，油收率高，能效高，三廢少，易處理，是環(huán)境友好的爐型。最近，愛沙尼亞改進的新一代Enefit280型Galoter裝置是目前世界上最好的油頁巖干餾工藝，適合大型頁巖油廠。

愛沙尼亞化學集團公司(VKG)擁有30多臺氣燃式塊狀頁巖圓筒形干餾爐，單爐日加工油頁巖300-1000噸。VKG公司引進俄羅斯原子能設計院的葛洛特顆粒頁巖固體熱載體干餾技術并加以改進，建成一臺工業(yè)爐，命名為Petroter干餾工藝，設計日處理油頁巖3000噸，已于2011年底建成試產(chǎn)。當前VKG公司年加工200×104噸愛沙尼亞庫克瑟特油頁巖，年產(chǎn)頁巖油25×104噸。

愛沙尼亞塔林理工大學長期從事多項油頁巖基礎研究和應用研究，目前與愛沙尼亞電廠合作，在鍋爐裝置上安裝脫硫設施和袋濾器，使廢氣中的二氧化硫含量降至400mg/m3(標準)，粉塵含量降至30mg/m3(標準)。

德國的一些公司則在研究開發(fā)油頁巖干餾新工藝。德國奧圖泰公司(Outotec)與愛沙尼亞能源集團合作，開發(fā)了顆粒頁巖回轉爐干餾、半焦循環(huán)流化燃燒的新工藝。奧圖泰公司在德國法蘭克福建立了一套實驗室規(guī)模的裝置，每小時加工4-12kg油頁巖，可生產(chǎn)出2L頁巖油。目前兩家公司合作，正使用愛沙尼亞油頁巖在該裝置上進行實驗工作，并決定在法蘭克福利用該工藝建設一套中試裝置，每小時可處理350kg油頁巖。

殼牌公司自1980年開始研究頁巖油開采技術，2004年初，在10.7m長、6.1m寬的試驗區(qū)內給油頁巖層加熱，2004年底產(chǎn)出輕質油9.43dm3。2006年編制E-ICP試驗計劃，申請獲得科羅拉多州3個油頁巖研發(fā)、試驗和示范區(qū)塊。

成熟的開采技術是油頁巖工業(yè)崛起的有力保障。油頁巖的開采方式經(jīng)過近兩個世紀的發(fā)展，已取得許多成功的經(jīng)驗，并在不斷改進。地下轉化工藝技術(ICP)是殼牌公司投入巨資研發(fā)出的開采油頁巖及其他非常規(guī)資源的專利技術，對開發(fā)深部油頁巖尤其有利。該技術的突出優(yōu)點是:提高了資源開發(fā)利用效率，減少了開采過程中對生態(tài)環(huán)境的破壞，其關鍵的工藝、設備等技術問題都已解決，并在美國科羅拉多州和加拿大阿爾伯特省進行了商業(yè)示范。利用ICP技術得到的頁巖油產(chǎn)品好于其他干餾技術得到的頁巖油產(chǎn)品，再加工成成品油時所需工藝過程比較少。

世界油頁巖開采技術進展

經(jīng)歷了大約兩個世紀，世界油頁巖的開采方式由比較原始的直接開采方式發(fā)展到先進的地下轉化工藝技術(ICP)。

直接開采技術。直接開采包括露天和井下兩種開采方式。露天開采適合于埋藏較淺的礦床開采，成本低，安全系數(shù)高，遼寧撫順和廣東茂名就是典型的例子。井下開采有豎井、水平坑道采礦兩種方式，適合于埋藏較深的礦床。直接開采是較原始的開采方式，局限性比較大，對生態(tài)環(huán)境的破壞也十分嚴重。一是生態(tài)及水質破壞嚴重；二是灰渣污染嚴重；三是直接開采占地較多，一旦開墾就無法完全修復。

地下轉化工藝技術(ICP)。ICP是殼牌公司投入巨資研發(fā)出的開采油頁巖及其他非常規(guī)資源的專利技術，對開發(fā)深部油頁巖尤其有利。ICP開采油頁巖的基本原理是在地下對油頁巖礦層進行加熱和裂解，促使其轉化為高品質的油或氣，再通過相關通道將油、氣分別提取出來；將這些高品質的油(氣)采集到地面進行加工后，可生產(chǎn)出石腦油、煤油等成品油。該技術的突出優(yōu)點是:提高了資源開發(fā)利用效率；減少了開采過程中對生態(tài)環(huán)境的破壞，即少占地、無尾渣廢料、無空氣污染、少地下水污染及最大限度地減少有害副產(chǎn)品的產(chǎn)生。