中國石油發(fā)展新能源的基礎(chǔ)與進(jìn)展

中國石油發(fā)展新能源的基礎(chǔ)與進(jìn)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求越來越大，傳統(tǒng)的石油和天然氣無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。據(jù)專家預(yù)計(jì),2010年和2020年我國石油對(duì)外依存度分別為47%和60%。據(jù)中國工程院完成的《中國可持續(xù)發(fā)展油氣資源戰(zhàn)略》對(duì)中國油氣供需態(tài)勢(shì)的基本估計(jì):2020年中國將消費(fèi)石油(4～5)×108t,中值為4.5×108t,中國2020年年產(chǎn)石油約1.8×108t,供求矛盾長期存在;2020年中國將消費(fèi)天然氣2000×108m3,而中國2020年年產(chǎn)天然氣約1200×108m3,需進(jìn)口800×108m3。中國迫切需要新的能源來滿足國內(nèi)日益增長的能源需求。新能源包括不可再生能源中的煤層氣(瓦斯)、油砂礦、油頁巖、可燃冰、頁巖氣天然氣水合物等和可再生能源中的地?zé)?、生物燃料、太陽能、風(fēng)能等。中國新能源資源十分豐富,發(fā)展新能源對(duì)國家能源安全、環(huán)境改善、煤炭安全生產(chǎn)、三農(nóng)問題等具有重要的戰(zhàn)略意義。一、國際大油公司的介入是解決新能源發(fā)展中國際合作的重要渠道世界各國重視新能源業(yè)務(wù)的發(fā)展,一些發(fā)達(dá)國家新能源的發(fā)展走在了世界的前列,取得了重要的成果,國際大油公司的介入對(duì)新能源的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用,部分新能源已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模商業(yè)開發(fā)階段。1.國際新能源業(yè)務(wù)發(fā)展迅速(1)煤氣資源分布全世界煤層氣總資源量(100～260)×1012m3,約為常規(guī)天然氣資源量的50%;其中俄、加、中、美、澳5國合計(jì)擁有煤層氣資源量(90～250)×1012m3,占全世界的90%。目前美國、加拿大、澳大利亞3國已形成工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn),2006年產(chǎn)量分別達(dá)到了540×108m3、60×108m3和18×108m3。(2)世界頁巖油頁巖利用現(xiàn)狀全世界油頁巖資源十分豐富,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)其蘊(yùn)藏資源量約有10×1012t。頁巖油是油頁巖中賦存的石油資源,世界頁巖油資源量4110×108t,其中美國、俄羅斯、巴西三國占86%;美國占69%。油頁巖開發(fā)利用速度加快,形式多樣。世界上油頁巖69%用于發(fā)電(含供熱),25%用于提取頁巖油,6%用于化工和其他用途。2000年世界頁巖油產(chǎn)量為50×104t,2006年世界產(chǎn)能已超過100×104t,主要集中于巴西、愛沙尼亞、中國和澳大利亞等國。2006年世界油頁巖作燃料發(fā)電的裝機(jī)容量達(dá)302×104kW,愛沙尼亞為296×104kW。(3)加拿大油砂資源世界油砂資源量巨大,可采資源量約為1035.1×108t,占世界石油資源可采總量的32%,資源豐富的國家有加拿大、前蘇聯(lián)、委內(nèi)瑞拉、尼日利亞和美國。其中加拿大油砂資源最為豐富,由于油砂資源的加入使其石油儲(chǔ)量由50×108桶增至1800×108桶,成為全球第二大儲(chǔ)油國。加拿大是目前世界上惟一實(shí)現(xiàn)油砂商業(yè)開采的國家,2002年從油砂礦中采油4800×104t,產(chǎn)量占Alberta總供給的48%,2005年采油6170×104t,2006年為7280×104t。(4)世界地?zé)嶂苯永迷O(shè)備量地?zé)崾且环N清潔的可再生資源,廣泛用于供暖、洗浴、養(yǎng)殖、種植和發(fā)電。到2005年,世界地?zé)嶂苯永迷O(shè)備容量為2.8×1010W,總產(chǎn)量7.42×1013W·h;地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量8.9×109W,發(fā)電量5.68×1013W·h(見表1)。(5)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)2005年全球燃料乙醇生產(chǎn)能力已達(dá)2950×104t,預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到5000×104t。巴西是最大的燃料乙醇生產(chǎn)國,2005年產(chǎn)量1350×104t,占國內(nèi)汽油消費(fèi)量的比例高達(dá)40%,是惟一不使用純汽油的國家;美國是燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速的國家,產(chǎn)量由2000年的490×104t上升到2005年的1270×104t,并在41個(gè)州推廣乙醇汽油,現(xiàn)有生產(chǎn)廠113家,另有84家在建或擴(kuò)建;印度燃料乙醇發(fā)展也十分迅速,生產(chǎn)能力在2a內(nèi)已達(dá)到80×104t,2006年在全國強(qiáng)制性使用E5乙醇汽油(含乙醇5%)。(6)世界生物柴油生產(chǎn)區(qū)世界生物柴油產(chǎn)量2005年達(dá)400×104t,比上年增長53.8%,歐盟是世界生物柴油主要生產(chǎn)區(qū),2005年產(chǎn)量320×104t,其中德國160×104t。2.發(fā)展生物能源的必要性隨著油氣價(jià)格的上漲,各國更加重視新能源業(yè)務(wù)的發(fā)展,國際大石油公司對(duì)新能源業(yè)務(wù)的投入不斷加大,積極研發(fā)新技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)效益。煤層氣、油砂在美、加、澳等國家快速發(fā)展,主要得益于國家產(chǎn)業(yè)政策的支持、技術(shù)的不斷進(jìn)步以及市場(chǎng)需求的快速增長;各國政府根據(jù)自身資源特點(diǎn)發(fā)展生物能源,因地制宜地選擇原料路線,并制定了稅收優(yōu)惠政策,發(fā)展生物能源成為世界各國的共識(shí);地?zé)豳Y源利用日益廣泛,主要得益于地?zé)崂眉夹g(shù)突破帶來的規(guī)模應(yīng)用和效益。二、加大新能源開發(fā)力度,保障能源安全和諧社會(huì)作出更大的貢獻(xiàn)中國具備新能源開發(fā)的資源基礎(chǔ)和技術(shù)儲(chǔ)備,在國家能源宏觀政策指導(dǎo)下,充分發(fā)揮資源、技術(shù)和資金優(yōu)勢(shì),積極推進(jìn)非常規(guī)油氣資源規(guī)模開發(fā),穩(wěn)步發(fā)展可再生能源,新能源的規(guī)模開發(fā)為保障國家能源安全和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)作出更大的貢獻(xiàn)。1.常規(guī)油氣資源(1)國家政策鼓勵(lì)扶持發(fā)展成礦的開發(fā)全國煤層氣資源量36.8×1012m3(2000m以淺),位居世界第三,相當(dāng)于常規(guī)天然氣資源量的66%。中國石油、中聯(lián)公司、晉煤集團(tuán)及國外公司在沁水盆地南部開始進(jìn)行商業(yè)開發(fā)。煤層氣開采分地面開采和井下抽采兩種方式,2006年已鉆各類井1368口,其中2006年新鉆井770口,地面開采近2×108m3,以管匯車運(yùn)輸銷售為主;井下抽采接近20×108m3,大部分放空,少量民用和坑口發(fā)電。國家出臺(tái)政策,鼓勵(lì)煤層氣開發(fā)利用。國土資源部等5部委下發(fā)《礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審辦法》,將煤層氣列為國家一級(jí)管理的礦種;煤層氣已列入《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》;國務(wù)院發(fā)布加快煤層氣利用意見,對(duì)煤層氣抽采利用實(shí)行稅收優(yōu)惠,2020年前可減免探礦權(quán)和采礦權(quán)使用費(fèi),項(xiàng)目建設(shè)用地予以優(yōu)先安排;國家發(fā)改委2006年頒布《全國煤層氣(煤礦瓦斯)開發(fā)利用“十一五”規(guī)劃》,計(jì)劃2010年全國煤層氣產(chǎn)量100×108m3,其中地面開采50×108m3。(2)川等大盆地油砂礦產(chǎn)資源我國油砂資源豐富,資源量為59.7×108t,主要分布在西部和東部盆地,重點(diǎn)分布在準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、松遼、鄂爾多斯、塔里木、四川等大盆地中。11個(gè)主要盆地占全國地質(zhì)資源量的97.6%,可采資源量的97.5%。中國石油已經(jīng)在準(zhǔn)噶爾、四川和二連等盆地開展了大量的油砂資源勘探工作,獲得大量高品質(zhì)油砂資源。中國石油通過室內(nèi)分析研究和現(xiàn)場(chǎng)放大試驗(yàn)研究,將油砂分為水濕性油砂和干燥油砂,并針對(duì)不同地區(qū)、不同性質(zhì)油砂礦,優(yōu)選了分離方法,摸索出了適合我國油砂特點(diǎn)的有效分離方法——干餾法、水洗法(見表2)。(3)頁巖油的分布、分布我國油頁巖資源豐富,探明資源量315×108t,預(yù)測(cè)資源量4520×108t,其中所含頁巖油資源量476×108t,排第二位(2006年),主要集中在東部區(qū)、青藏區(qū)和中部區(qū),其中東部區(qū)頁巖油資源量占全國的35%。目前,頁巖油探明儲(chǔ)量20×108t,主要分布在吉林省、廣東省、遼寧省。我國頁巖油年產(chǎn)量已超過30×104t。正在進(jìn)行油頁巖開發(fā)利用的礦區(qū)有遼寧省撫順、廣東省茂名、吉林省樺甸、汪清和甘肅省炭山嶺等。遼寧省撫順礦業(yè)集團(tuán),年產(chǎn)頁巖油近30×104t。茂名油頁巖年發(fā)電量9000×104kW·h。(4)頁巖氣資源估算結(jié)果中國有利于形成深盆氣的領(lǐng)域廣闊,對(duì)鄂爾多斯盆地、吐哈盆地等10余個(gè)具備深盆氣形成條件的地域進(jìn)行估算,遠(yuǎn)景資源量約為(90～110)×1012m3,其中鄂爾多斯盆地遠(yuǎn)景資源量約為50×1012m3。我國頁巖氣資源豐富,據(jù)統(tǒng)計(jì)我國頁巖氣的資源量可達(dá)到100×1012m3,與常規(guī)天然氣量2倍相當(dāng)。四川、鄂爾多斯、渤海灣和準(zhǔn)噶爾等盆地的邊緣斜坡部位具有很好的頁巖氣資源勘探前景。(5)景區(qū)內(nèi)bsr分布我國天然氣水合物資源潛力大,前景廣闊,其中以南海海域資源潛力最大,11個(gè)天然氣水合物遠(yuǎn)景分布區(qū)BSR有效分布面積約為125833km2。南海的調(diào)查程度相對(duì)較高,發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物存在的地球物理證據(jù)和一系列地質(zhì)、地球化學(xué)異常標(biāo)志,初步圈定了天然氣水合物的分布范圍及其厚度。2007年4～6月,廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在南海北部神狐海域鉆遇水天然氣合物。2.可萃取能源(1)地?zé)崽锏睦脫?jù)中國地調(diào)局統(tǒng)計(jì),2000m以淺可采熱水量68.5×108m3/a,折合標(biāo)煤3285×104t/a,國土資源部正式審批的地?zé)崽镉?03個(gè)。到2005年,直接利用地?zé)?26×1011W·h,設(shè)備容量3687MW,分別居世界第一和第三位,主要用于供暖、洗浴、養(yǎng)殖、種植等;地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量32MW,最大的地?zé)岚l(fā)電廠西藏羊八井裝機(jī)容量25MW。(2)中國光伏系統(tǒng)的前景展望全國2/3地區(qū)日照小時(shí)數(shù)大于2200h/a,理論儲(chǔ)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)17×1011t/a。豐富區(qū)位于吐哈、柴達(dá)木、二連、銀額盆地;較豐富區(qū)位于塔里木、準(zhǔn)噶爾、鄂爾多斯、松遼及渤海灣盆地。據(jù)國家規(guī)劃,到2020年全國太陽能光電系統(tǒng)裝機(jī)容量達(dá)到1～2GW,但一些國內(nèi)專家對(duì)中國太陽能光伏市場(chǎng)的發(fā)展有著更為樂觀的觀點(diǎn),他們認(rèn)為僅在2020年一年新安裝的光電系統(tǒng)容量就將達(dá)到9.8GW,累積的裝機(jī)容量將達(dá)到30GW;在太陽能直接利用方面,到2010年太陽能熱水器裝機(jī)1.5×108m2,相當(dāng)于2000×104t標(biāo)煤;到2020年太陽能熱水器裝機(jī)3×108m2,相當(dāng)于4000×104t標(biāo)煤。(3)風(fēng)電場(chǎng)及區(qū)域概況我國風(fēng)能資源豐富,全國可開發(fā)利用的風(fēng)能資源總量為10×108kW。其中陸地上離地10m高,可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量有2.53×108kW,海上7.5×108kW。東南沿海、山東、遼寧沿海及其島嶼年平均風(fēng)速達(dá)到6～9m/s;內(nèi)陸地區(qū)如內(nèi)蒙古北部,甘肅、新疆北部以及松花江下游也屬于風(fēng)資源豐富區(qū)。截至2005年底,國內(nèi)共有43個(gè)風(fēng)電場(chǎng),累計(jì)裝機(jī)近1300臺(tái),容量達(dá)到76.4×104kW。2006年中國累計(jì)風(fēng)電機(jī)組3311臺(tái),裝機(jī)容量259.9×104kW,風(fēng)電場(chǎng)91個(gè),分布在16個(gè)省(市、區(qū)、特別行政區(qū))。(4)封閉運(yùn)行目前已建成4座燃料乙醇廠(見表3),2005年總能力達(dá)102×104t/a;推廣使用乙醇汽油,在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省,及湖北、山東、河北、江蘇4省27個(gè)地市封閉運(yùn)行;截至2006年底,中國石油、中國石化兩大公司共建成調(diào)配中心147座(中國石油88座),總投資12.1×108元,累計(jì)銷售乙醇汽油達(dá)到2000×104t以上。(5)生物柴油生產(chǎn)裝置目前我國生物柴油發(fā)展以民營企業(yè)為主,已經(jīng)建成了一些小型生產(chǎn)裝置,總產(chǎn)能11×104t/a,主要以地溝油、植物油腳為原料。大型企業(yè)正積極擴(kuò)大生物柴油產(chǎn)能建設(shè),中糧集團(tuán)“十一五”期間,規(guī)劃利用地溝油、菜籽油等建設(shè)10套生物柴油生產(chǎn)裝置,總產(chǎn)能達(dá)55×104t/a;中國石化在石家莊煉廠已建成2×103t/a中試裝置,規(guī)劃以黃連木為主要原料建設(shè)5×104t/a生物柴油生產(chǎn)裝置;中海油在印尼合作建設(shè)以棕櫚油為原料的生物柴油項(xiàng)目。三、油公司的發(fā)展方向發(fā)展新能源是保障國家能源安全的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略舉措,也是中國石油公司轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式,實(shí)現(xiàn)向綜合性國際能源公司發(fā)展的需要。近年來,中國石油在煤層氣、燃料乙醇、地?zé)?、油砂和油頁巖等方面積極開展工作,為下一步新能源業(yè)務(wù)加快發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。1.礦井水平井系統(tǒng)在全國已登記的礦權(quán)區(qū),中國石油擁有煤層氣資源量14.3×1012m3,其中埋深1000m以淺為2.8×1012m3,分別占全國的60%和38%;截至2006年底,累計(jì)探明儲(chǔ)量352×108m3、控制儲(chǔ)量1254×108m3、預(yù)測(cè)儲(chǔ)量690×108m3。沁水煤層氣田探明儲(chǔ)量352×108m3,樊莊開發(fā)試驗(yàn)區(qū)距離西氣東輸管線52km;2006年完成直井228口,壓裂63口,投產(chǎn)60口;建成了一座1.2MW煤層氣發(fā)電站。沁水煤層氣田樊平1-1多分支水平井鉆井成功、排采順利。2006年8月10日開鉆,9月9日完井,2個(gè)主支,7個(gè)分支,總進(jìn)尺6084m,煤層段進(jìn)尺5158.5m,煤層鉆遇率93.5%。自2006年9月15日開始排采,目前液面已降至煤層以上50m,平均日產(chǎn)水15m3,日產(chǎn)氣1×104m3以上。與相鄰地區(qū)水平井排采對(duì)比,該井現(xiàn)處于產(chǎn)氣上升階段。2.頁巖油儲(chǔ)量2006年開展了油頁巖資源評(píng)價(jià),鉆淺井60口,其中柳樹河盆地鉆井32口,100m以淺油頁巖面積10km2,探明頁巖油儲(chǔ)量296×104t;巴格毛德地區(qū)鉆井6口,控制200m以淺油頁巖面積40km2,初步控制頁巖油儲(chǔ)量1.6×108t。3.中國石油的油砂勘探經(jīng)初步評(píng)價(jià),準(zhǔn)噶爾、塔里木、柴達(dá)木及松遼等盆地油砂油資源量為44.3×108t。中國石油在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣進(jìn)行了大量的油砂勘探工作,獲得大量優(yōu)質(zhì)油砂資源。2005年進(jìn)行了水平式和立式干餾爐提煉工藝試驗(yàn),2006年開展了水洗分離試驗(yàn),18t油砂可水洗分離1t原油,為大規(guī)模商業(yè)開發(fā)提供了參考。4.報(bào)廢井的地?zé)峋袊偷怯浱降V權(quán)內(nèi)地?zé)豳Y源豐富,具有地?zé)衢_發(fā)的資源優(yōu)勢(shì)。2005年總有效井?dāng)?shù)164076口,報(bào)廢井76881口,占32%,按照20%轉(zhuǎn)化為地?zé)峋?預(yù)計(jì)將有1.5×104口地?zé)峋?單井日產(chǎn)熱水按照100m3計(jì)算,年產(chǎn)熱水5.4×108m3。利用5℃的溫差,每年提取熱量3.2×109kW·h。利用熱泵技術(shù),提供能量4.26×109kW·h,相當(dāng)于486.5MW的加熱能力。5.乙醇汽油生產(chǎn)情況建成了亞洲規(guī)模最大的吉林燃料乙醇廠。2003年10月,吉林30×104t/a燃料乙醇項(xiàng)目建成投產(chǎn),投資20.6億元。2006年,通過兩次改造,燃料乙醇生產(chǎn)能力已達(dá)到50×104t/a,現(xiàn)正開展0.3×104t/a玉米秸稈生產(chǎn)燃料乙醇試驗(yàn)。2006年生產(chǎn)燃料乙醇37×104t,副產(chǎn)蛋白飼料31×104t,玉米油1.5×104t。配合國家完成了乙醇汽油推廣工作。作為國家推廣乙醇汽油工作領(lǐng)導(dǎo)小組副組長單位,中國石油組織完成了東北三省等推廣區(qū)的封閉銷售。截至2006年底,在推廣示范區(qū)內(nèi)共建成乙醇汽油調(diào)配中心88座,改造清洗加油站5777座,累計(jì)銷售乙醇汽油1100×104t(占全國的55%)。6.啟動(dòng)生物柴油中試基地建設(shè)中國石油十分重視生物柴油的發(fā)展,目前已簽署了4個(gè)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,啟動(dòng)了南充煉油化工總廠生物柴油中試基地建設(shè)項(xiàng)目和云南4個(gè)膏桐苗圃基地建設(shè)項(xiàng)目。四、資源和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展是新能源安新能源要實(shí)現(xiàn)真正意義上的替代作用道路還很漫長,需要在資源和生產(chǎn)技術(shù)上下大力氣,在國家對(duì)能源需求日益增大的情況下,加大新能源發(fā)展力度,是一項(xiàng)政治責(zé)任、社會(huì)責(zé)任和經(jīng)濟(jì)責(zé)任。1.資源潛力的開發(fā)將成為新能源礦種和海洋資源的主要成分隨著常規(guī)油氣勘探開發(fā)成本的不斷增加,全球?qū)⒏又匾曅履茉?對(duì)新能源的投入不斷加大。隨著理論認(rèn)識(shí)的突破,可供開發(fā)的新能源礦種越來越多,如生物能、氫能將逐步得到重視。非常規(guī)油氣資源的查明程度越來越高,頁巖氣、水合物逐步進(jìn)行規(guī)模開發(fā)。新能源的開發(fā)由大盆地向小盆地?cái)U(kuò)展,由淺層逐漸向深層擴(kuò)展,由易開發(fā)資源向難開發(fā)資源擴(kuò)展。2.關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)非常規(guī)油氣在我國受構(gòu)造破