新疆非常規(guī)能源發(fā)展研究

吾滿江·艾力 姚亞明 張俊敏 郭輝 趙斐 趙娟娟

[摘要]近些年，隨著國際上非常規(guī)能源的成功開采和利用，改變了過去世界能源二元結(jié)構(gòu)的格局，形成了三足鼎立的局面。新疆非常規(guī)能源資源十分豐富，且具備這方面的人才與技術(shù)，加之政府政策上的大力支持，很快可以獲得全方位的突破。實現(xiàn)新疆非常規(guī)能源的商業(yè)化開采，建設(shè)大美新疆，為絲綢之路經(jīng)濟帶的發(fā)展添油加氣。

[關(guān)鍵詞]新疆;非常規(guī)能源;絲綢之路;時機;如何發(fā)展;思考

[中圖分類號]F426 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1671-0000（2017）11-22-4

習(xí)近平總書記于2013年9月提出“一帶一路”全球經(jīng)濟宏觀戰(zhàn)略，立刻受到全世界的廣泛關(guān)注，特別是“一帶一路”沿線國家的歡迎。“一帶一路”全球戰(zhàn)略已經(jīng)全面啟動，并且取得了豐碩的成果。作為絲綢之路經(jīng)濟帶上具有重要地理、歷史地位的新疆也迎來一個全新的發(fā)展機遇，已經(jīng)在常規(guī)能源和新能源方面為國家做出貢獻(xiàn)的新疆，由于還蘊藏著更為豐富的非常規(guī)能源，對于其的勘探開發(fā)利用，將會成為新絲綢之路經(jīng)濟帶上一個新的亮點。

這是因為，這些年我國能源面臨著比較突出的問題。首先是油氣供需缺口大。2016年進(jìn)口原油3.56億噸，天然氣733億立方米，進(jìn)口依存度分別達(dá)到64.4%、36.6%，特別是石油，已大大超過50%的心理防線，嚴(yán)重影響到國家能源戰(zhàn)略安全;其次是能源結(jié)構(gòu)不合理，煤炭占比高達(dá)62.4%，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，并危及人們身體健康。

所以，我們亟需要解決這些問題。美國成功開采頁巖氣、煤層氣，發(fā)展清潔化石能源，給我們帶來了啟示。2009年美國煤層氣產(chǎn)量就達(dá)到560億立方米，2016年頁巖氣產(chǎn)量更是達(dá)到3000億立方米，從而成為世界第一大天然氣生產(chǎn)國。

新疆是我國常規(guī)能源生產(chǎn)大區(qū)，新能源資源也非常豐富，同時也是頁巖氣、煤層氣、油頁巖等蘊藏量巨大的地區(qū)。據(jù)專家估算，新疆頁巖氣資源量可達(dá)26萬億立方米，煤層氣資源量為9.5萬億立方米，油頁巖資源量超過1200億噸，在我國都處在靠前的位置。

因此，加快新疆非頁巖氣、煤層氣等勘探、開采、利用，對于提高清潔能源占比，進(jìn)一步提升新疆能源戰(zhàn)略地位，服務(wù)于絲綢之路經(jīng)濟帶具有重要的意義。

1 非常規(guī)能源開發(fā)的必要性

1.1 能源安全和環(huán)境保護(hù)的需要

我國能源存在著兩個比較突出的問題：一是煤炭占比太大，二是油氣短缺嚴(yán)重。人們雖然試著發(fā)展可再生清潔能源，但由于風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)油以及核能都存在諸多的問題，日前改觀不大。從能源結(jié)構(gòu)可以看出煤炭、石油、天然氣仍占90%左右。

國務(wù)院多次提出要減少煤炭產(chǎn)能，而本身油氣又缺，同時經(jīng)濟還要較快發(fā)展，對能源的需求不但不能減少，而且還要增加。日前比較現(xiàn)實和可行的就是發(fā)展清潔的非常規(guī)能源，以頁巖氣、煤層氣、可燃冰為主。

1.2 非常規(guī)能源開始商業(yè)化開采

近些年，隨著非常規(guī)能源的商業(yè)化開采，世界能源格局發(fā)生了顯著的變化，即除了煤、油、氣、電（煤電、水電）常規(guī)能源，和太陽能、風(fēng)能、生物制油、核能新能源外，又出現(xiàn)了以煤層氣、頁巖氣等為代表的一類能源，包括：致密油氣、頁巖油氣、煤層氣、深盆氣、油頁巖、油砂、瀝青、稠油和天然氣水合物。

它們的出現(xiàn)不僅緩解了當(dāng)前常規(guī)能源緊缺（油氣）、污染（煤）這樣的局面，而且能源工藝技術(shù)更為安全、可靠，成本降低、便于推廣，特別是非常規(guī)能源由于其種類多、資源大、分布廣，為人類開拓了新的能源途徑。澳大利亞、加拿大、美國等國已經(jīng)在非常規(guī)能源開采上走到了世界的前列。

1.3 與常規(guī)能源同處沉積盆地之中

之所以被稱作非常規(guī)能源，是相對于常規(guī)能源而言，它們之間有著密不可分的關(guān)系。無論是常規(guī)能源還是非常規(guī)能源，基本上都是形成并富存于沉積盆地之中，或者說與沉積盆地有密不可分的關(guān)系。它們基本上都是有機成因的（除了幔源氣、火山氣），且均發(fā)生在沉積盆地之中，也就是說沒有沉積盆地就沒有常規(guī)和非常規(guī)油氣。

沉積盆地是在某一地質(zhì)時期中沉積物具有較大堆積速率的地區(qū)，其中的沉積厚度比周邊地區(qū)要大得多。由于沉積盆地所處大地構(gòu)造和地理位置的不同，結(jié)果造成沉積盆地的大小、式樣、年齡、沉積物的類型和分布都大不相同，且隨地質(zhì)時期而變化。各盆地之間不僅差別很大，而且各具特色，尤其是在形成能源方面：有的可以形成能源，有的則不能形成能源;有的能源種類單一，有的能源種類多樣;有的較為富集，有的則較為貧乏。

2 開發(fā)的可行性

2.1 國際上有成功開采非常規(guī)能源的先例

2010年美國頁巖氣產(chǎn)量超過1380億立方米，占全國天然氣年總產(chǎn)量的23%，超過俄羅斯成為全球第一大天然氣生產(chǎn)國。2016年，美國頁巖氣產(chǎn)量更是高達(dá)3000億立方米，比我國常規(guī)天然氣產(chǎn)量還多1500億立方米。美國頁巖氣開采量大幅提升，使美國對進(jìn)口石油的依賴不斷降低。

2009年美國煤層氣年產(chǎn)量已達(dá)560億立方米;截至2010年底，美國煤層氣井共30 000余口，其中16 000口井在進(jìn)行生產(chǎn);2011年新增1799口煤層氣井，美國煤層氣產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入穩(wěn)定的發(fā)展階段。日前，美國煤層氣年產(chǎn)量已占天然氣年總產(chǎn)量的8%～10%，對美國天然氣的市場供應(yīng)已形成重要的補充。

2.2 我國頁巖氣、可燃冰取得突破性進(jìn)展

頁巖氣突破是在南方海相地層，以四川盆地為主，涪陵頁巖氣田探明地質(zhì)儲量6 008億立方米，已累計產(chǎn)氣突破150億立方米，是中國最大的頁巖氣田。在近日舉行的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，中國石化勘探分公司等19家單位共同完成的“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項目，榮獲了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。該項日打破了國外技術(shù)壟斷，實現(xiàn)了中國頁巖氣領(lǐng)域的重大突破。2016年全國頁巖氣產(chǎn)量78.82億立方米。

南海海域是我國可燃冰最主要的分布區(qū)，全國可燃冰資源儲存量約相當(dāng)于1 000億噸油當(dāng)量，其中有近800億噸在南海。2017年5月18日，我國南海神狐海域天然氣水合物（又稱“可燃冰”）試采實現(xiàn)連續(xù)187個小時的穩(wěn)定產(chǎn)氣。這是我國首次實現(xiàn)海域可燃冰試采成功，是“中國理論”“中國技術(shù)”“中國裝備”所凝結(jié)而成的突出成就。

2.3 新疆非常規(guī)能源資源豐富，是下一步勘探開發(fā)的重點地區(qū)

2.3.1 頁巖氣開發(fā)潛力巨大，前景最為樂觀。新疆含油氣盆地發(fā)育，常規(guī)油氣資源豐富，相應(yīng)地頁巖氣資源也十分豐富。新疆頁巖氣預(yù)測資源量超過26萬億立方米，占我國頁巖氣資源量的20%以上。主要分布在塔里木盆地的海相頁巖、準(zhǔn)噶爾盆地和塔里木盆地的海陸過渡相頁巖、準(zhǔn)噶爾盆地和吐哈盆地的陸相頁巖層中。

2.3.2 煤層氣資源十分豐富，分布非常廣泛。新疆煤炭資源十分豐富，相應(yīng)地煤層氣資源也十分可觀。據(jù)中國科學(xué)院楊起院士評價結(jié)果，新疆煤層氣資源量達(dá)9.5萬億立方米，占全國煤層埋藏深度2 000米以淺的煤層氣總資源量36.81萬億立方米的21.7%。主要分布在三大盆地和伊犁等中小型盆地。其中準(zhǔn)噶爾盆地3.5萬億立方米，吐哈盆地2.1萬億立方米，塔里木盆地1.0萬億立方米，伊犁盆地1.1萬億立方米，焉耆盆地0.4萬億立方米，三塘湖盆地1.2萬億立方米。

其中，準(zhǔn)噶爾盆地資源豐度最高，平均每平方千米達(dá)3.1億立方米，最大資源豐度值分布于阜康——烏魯木齊一帶。

2.3.3 油頁巖儲量相當(dāng)可觀，開采技術(shù)較為成熟。2004-2006年，我國對油頁巖資源進(jìn)行了首次評價，查明地質(zhì)資源量為7199億噸，折合成頁巖油為476億噸。其中，僅在煤炭開采過程中產(chǎn)生的油頁巖就達(dá)到近千萬噸。新疆油頁巖資源潛力十分巨大，達(dá)1200億噸，其中，作為全國三大含油頁巖盆地之一的準(zhǔn)噶爾盆地，僅其東南緣油頁巖資源就達(dá)548億噸。另外，國外學(xué)者卡洛爾（2007年）認(rèn)為，在準(zhǔn)噶爾盆地西緣、東南緣及吐魯番盆地西部的廣大地區(qū)，可能蘊藏著極其豐富的油頁巖資源，甚至比美國綠河油頁巖儲量還多。

新疆準(zhǔn)噶爾盆地油頁巖礦帶西起烏魯木齊市妖魔山，東至奇臺白楊溝，厚度可達(dá)281米。其含油率最高可達(dá)28%，平均含油率8%。中含油率油頁巖比率可占到一半，低含油率和高含油率比例相當(dāng)，大約各占1/4，高于我國油頁巖總體水平。

3 新疆具有非常規(guī)能源開發(fā)利用的人才和技術(shù)基礎(chǔ)

近年來，煤田地質(zhì)局、科林思德公司、神華集團(tuán)新疆分公司在煤層氣資源評價、勘查選區(qū)、開采實驗等方面進(jìn)行了積極的探索;新疆廣匯能源集團(tuán)已成功在哈薩克斯坦進(jìn)行油氣開發(fā)，并且積極參與國土資源部第二輪頁巖氣開發(fā)招投標(biāo);新疆（成大）寶明能源有限公司在吉木薩爾進(jìn)行油頁巖開采實驗，為非常規(guī)能源開采進(jìn)行了一定的技術(shù)儲備。

新疆工程學(xué)院始建于1958年，是一所以培養(yǎng)能源領(lǐng)域高級工程技術(shù)人才為主的普通本科院校，學(xué)院擁有一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)水平高、科研能力強的師資隊伍。副高以上專業(yè)技術(shù)職稱人員168人;具有博士、碩士學(xué)位的教師230余人;另有海內(nèi)外著名高校、科研院所特聘教授、研究員數(shù)十人。師資隊伍主要涉及采礦、地質(zhì)、測繪、化工、機械、電氣、安全、環(huán)境等多個工 科領(lǐng)域，有6個自治區(qū)重點產(chǎn)業(yè)緊缺人才專業(yè)，3個自治區(qū)特色專業(yè)，2個自治區(qū)教學(xué)團(tuán)隊。學(xué)院建有中央財政支持的實訓(xùn)基地3個，自治區(qū)煤炭煤電煤化工公共實訓(xùn)基地1個，自治區(qū)新能源材料重點實驗室1個，自治區(qū)教學(xué)示范實驗中心1個，并與自治區(qū)16家科研院所簽訂校企合作協(xié)議。2016年獲批自治區(qū)非常規(guī)能源博士后創(chuàng)新實踐基地、非常規(guī)能源協(xié)同創(chuàng)新中心。

新疆工程學(xué)院與華北水利水電大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、西北大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中國石油大學(xué)非常規(guī)能源研究院、國家煤層氣中心等著名高校和科研院所合作，就頁巖氣、煤層氣、頁巖油等非常規(guī)能源勘查、開采、煉制、利用中的理論和實踐問題進(jìn)行了有效的探索，匯聚了一批專業(yè)人才，掌握了一些工藝技術(shù)，申請了多項國家發(fā)明專利。

以上人才和技術(shù)儲備為新疆非常規(guī)能源的開采利用奠定了良好基礎(chǔ)。

4 主要開展工作和經(jīng)濟效益預(yù)測

4.1 開展主要工作 非常規(guī)能源協(xié)同創(chuàng)新中心是自治區(qū)實施“新疆非常規(guī)能源開發(fā)行動計劃”的橋頭堡和智囊?guī)欤源藶榫C合研發(fā)協(xié)作平臺，達(dá)到匯聚國際國內(nèi)非常規(guī)能源的人才和技術(shù)的日的;以重大項日啟動和實施為手段，起到集聚疆內(nèi)外相關(guān)企業(yè)合作開發(fā)的作用;以三大示范實驗區(qū)為載體，實現(xiàn)在關(guān)鍵技術(shù)和工藝上的突破。主要工作是：

第一，以絲綢之路經(jīng)濟帶建設(shè)為契機，切實貫徹落實教育部、科技部、自治區(qū)所提出的匯聚各方面技術(shù)力量，努力搞好協(xié)同創(chuàng)新，不斷提升新疆及新疆工程學(xué)院科技創(chuàng)新能力，促進(jìn)新疆經(jīng)濟快速發(fā)展，為實現(xiàn)新疆夢最終實現(xiàn)中國夢而奮斗。

第二，緊密圍繞當(dāng)前自治區(qū)經(jīng)濟重點工作之一——新疆非常規(guī)能源的勘探、開發(fā)和利用，以新疆工程學(xué)院為橋梁和紐帶，把疆內(nèi)外從事非常規(guī)能源的高校、科研院所、相關(guān)企業(yè)聯(lián)系到一起，在自治區(qū)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，積極開展新疆非常規(guī)能源的理論與實踐。

第三，參與自治區(qū)非常規(guī)能源中、長期科技進(jìn)步發(fā)展計劃的編制、修訂。按照科技部和自治區(qū)科技廳有關(guān)科技項日相關(guān)規(guī)定，組織對新疆維吾爾白治區(qū)非常規(guī)能源項日進(jìn)行立項;積極與國際上在非常規(guī)能源開采領(lǐng)域取得重大成果的相關(guān)研究機構(gòu)和能源公司建立戰(zhàn)略性合作伙伴關(guān)系，加強人員交流和技術(shù)合作。

第四，以科研項目為平臺，積極提升教師隊伍水平;以研究方向為主體，不斷凝練學(xué)科方向;以專業(yè)設(shè)置為導(dǎo)向，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才。負(fù)責(zé)建立自己的裝備制造業(yè)研發(fā)機構(gòu)，打造高水平的研發(fā)團(tuán)隊，積極研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，組織國家專利申報，搞好自主創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化，帶動生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)水平的提升，使新疆成為非常規(guī)能源創(chuàng)新開發(fā)和技術(shù)輸出的重要基地。

第五，參與制定自治區(qū)非常規(guī)能源科研條件保障規(guī)劃和政策措施;組織實施非常規(guī)能源科技基礎(chǔ)條件平臺、科技服務(wù)平臺和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新科技支撐平臺建設(shè)工作;組織全區(qū)非常規(guī)能源資源調(diào)查、評價、論證和選區(qū)，按照資源、豐度、儲集、保存以及開采難易程度等指標(biāo)，劃分出I、Ⅱ、Ⅲ類地區(qū)，并提出實施的方案、步驟。

4.2 經(jīng)濟效益顯著

到2022年頁巖氣形成50億立方米、煤層氣形成50億立方米、頁巖油形成60萬噸的年生產(chǎn)能力，并隨著技術(shù)進(jìn)步和工藝的進(jìn)一步成熟，2022年后產(chǎn)量將會快速增長。分年度產(chǎn)量見表1。

按目前天然氣2.0元/立方米、原油70美元/桶價格計算，110億立方米頁巖氣產(chǎn)值為220億元，125億立方米煤層氣產(chǎn)值為250億元，200萬噸頁巖油產(chǎn)值為60億元，合計420億元。

5 結(jié)論

5.1 建立機構(gòu)，統(tǒng)籌能源開發(fā)

成立非常規(guī)能源開發(fā)工作領(lǐng)導(dǎo)小組，制定科學(xué)可行的非常規(guī)能源專項規(guī)劃，統(tǒng)一部署非常規(guī)能源的勘探、開發(fā)、利用。同時延長石油天然氣開采時間，為煤炭資源清潔利用留出更多的研究開發(fā)空間。

5.2 以新疆工程學(xué)院為主成立非常規(guī)能源開發(fā)利用協(xié)同創(chuàng)新中心

依托新疆工程學(xué)院學(xué)科人才優(yōu)勢，聯(lián)合華北水利水電大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、西北大學(xué)和中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等著名高校和科研院所，成立非常規(guī)能源開發(fā)利用協(xié)同創(chuàng)新中心。

5.3 以項目建設(shè)為依托，解決重大理論和工程問題，加快人才培養(yǎng)

按照有關(guān)科技項目相關(guān)規(guī)定，對新疆維吾爾自治區(qū)非常規(guī)能源綜合配套示范項目按照重大專項類別進(jìn)行立項。通過項目的實施，達(dá)到摸清新疆非常規(guī)能源的資源狀況和分布規(guī)律，解決非常規(guī)能源勘探和開發(fā)的重大理論問題。

5.4 以三大示范實驗區(qū)為載體，攻克關(guān)鍵技術(shù)和工藝難關(guān)

建議自治區(qū)分別在塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、吐-哈盆地建立三個示范實驗區(qū)，攻克新疆非常規(guī)能源開采關(guān)鍵技術(shù)，編制科學(xué)開采工 藝流程，制定水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到規(guī)模化商業(yè)性開采的目標(biāo)。

5.5 加強國際戰(zhàn)略合作。積極與國際上，尤其是中亞地區(qū)在非常規(guī)能源開采領(lǐng)域取得重大成果的相關(guān)研究機構(gòu)和能源公司建立戰(zhàn)略性合作伙伴關(guān)系，加強人員交流和技術(shù)合作。

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