Perspectivas y contramedidas para el desarrollo y utilización del esquisto bituminoso en el país y en el extranjero

Zhang Jiaqiang y Wang Dejie

(Centro de Investigación para el Desarrollo del Servicio Geológico de China, Beijing, 100037)

Características del esquisto bituminoso

El esquisto bituminoso (esquisto bituminoso) es una roca sedimentaria de grano fino, rica en materia orgánica, con lecho fino y que puede quemarse. La mayor parte de la materia orgánica del esquisto bituminoso son sustancias formadoras de petróleo que son insolubles en disolventes orgánicos comunes, comúnmente conocidos como "kerógeno". Por lo tanto, el esquisto bituminoso también se denomina "esquisto bituminoso".

El esquisto bituminoso es un mineral energético y un combustible fósil sólido de bajo poder calorífico. En términos generales, el esquisto bituminoso que puede producir más de 0,25 barriles (es decir, 0,034 toneladas) de petróleo de esquisto por tonelada a menudo se denomina "mina de esquisto bituminoso", o el esquisto bituminoso con una tasa de producción de petróleo superior al 4% se denomina "mina de esquisto bituminoso". Para la minería. En el pasado, nuestro país clasificaba el esquisto bituminoso con un contenido de petróleo superior al 5% como mineral rico, y se calculaban sus reservas. El esquisto bituminoso con un contenido de petróleo inferior al 5% se clasificaba como mineral pobre, pero sus reservas no; calculado; algunos también clasifican el esquisto bituminoso con una baja tasa de producción de petróleo. Las que superan el 6% se clasifican como minas pobres y las que superan el 10% se clasifican como minas ricas.

(1) Características geológicas de la pizarra bituminosa

La apariencia de la pizarra bituminosa es de color gris claro a marrón oscuro, principalmente marrón; tiene un lecho fino y la densidad relativa es de 1,4 a 2,7 toneladas; / metro cúbico.

Los principales componentes del esquisto bituminoso son la materia orgánica, los minerales y el agua. El contenido de querógeno en la pizarra bituminosa es aproximadamente del 10% al 50%. El núcleo está compuesto por compuestos orgánicos complejos de alto peso molecular, ricos en estructuras de hidrocarburos alifáticos y menos en estructuras de hidrocarburos aromáticos. Los compuestos orgánicos están compuestos principalmente de carbono, hidrógeno y pequeñas cantidades de oxígeno, nitrógeno y elementos de azufre. Su relación atómica de hidrógeno a carbono (H:C) es de 1,25 a 1,75, que es mayor que la relación H:C de la materia orgánica del carbón. . Si el contenido de querógeno es alto y la proporción atómica de hidrógeno a carbono es grande, la tasa de producción de petróleo de esquisto bituminoso será alta. Los minerales del esquisto bituminoso incluyen cuarzo, caolín, arcilla, mica, roca carbonatada y pirita, pero son principalmente minerales arcillosos. Los minerales del esquisto bituminoso suelen estar mezclados uniforme y finamente con materia orgánica, y el contenido mineral suele ser mayor que el de materia orgánica. Cuando la pizarra bituminosa contiene una gran cantidad de minerales arcillosos, a menudo se forma una esquistosidad evidente. El contenido de humedad está relacionado con la estructura de microporos entre las partículas minerales. La pizarra bituminosa contiene una humedad que oscila entre el 4% y el 25%.

La proporción de materia orgánica:mineral del esquisto bituminoso utilizado para la minería comercial es de aproximadamente 0,75:5 a 1,5:5, que es menor que la proporción de materia orgánica:mineral en el carbón. La proporción en el carbón suele ser superior a 4,75:5.

(2) Tipos genéticos de esquisto bituminoso

Según el entorno de depósito, el esquisto bituminoso se puede dividir en tres tipos genéticos básicos: continental, lacustre y marino. La materia orgánica en el esquisto bituminoso continental está compuesta de materia orgánica rica en lípidos, que incluye principalmente resina, esporas, epidermis cerosa y tejidos blandos de raíces de plantas terrestres que se encuentran comúnmente en humedales o pantanos que forman carbón. Se forma materia en el esquisto bituminoso. Por lo tanto, este esquisto bituminoso también es un carbón de saprolita con un alto contenido mineral. El material parental de materia orgánica en el esquisto bituminoso lacustre se refiere principalmente a algas de plancton inferior que viven en agua dulce, agua salada y lagos salados. Una vez enterradas, las algas se descomponen y carbonizan para formar la materia orgánica en el esquisto bituminoso. El material parental orgánico del esquisto bituminoso marino son principalmente algas, microorganismos unicelulares desconocidos y flagelados marinos. La pizarra bituminosa tiene una amplia gama de entornos de depósito y, por lo tanto, contiene una variedad de materia orgánica y minerales.

2. Usos del esquisto bituminoso

El esquisto bituminoso no solo puede extraer diversos aceites combustibles, sino también diversos gases combustibles sintéticos y materias primas químicas, y los subproductos también. utilizarse para fabricar ladrillos, cemento y otros materiales de construcción. En resumen, la pizarra bituminosa tiene tres usos principales.

1. Preparación de aceite de esquisto y productos relacionados mediante carbonización.

Si el esquisto bituminoso se tritura y se calienta a unos 500 °C, se puede obtener aceite de esquisto. Nuestro país a menudo llama petróleo de esquisto artificial. En términos generales, de 1 tonelada de esquisto bituminoso se pueden extraer de 38 a 378 litros (equivalentes a 0,3 a 3,2 barriles) de petróleo de esquisto bituminoso. Una vez hidrocraqueado y refinado el petróleo de esquisto, se pueden obtener diversos productos químicos como gasolina, queroseno, diésel, parafina y alquitrán de petróleo.

2. Utilizado como combustible para generación de energía, calefacción y transporte

En primer lugar, se utiliza para generar electricidad. Hay dos formas de utilizar esquisto bituminoso para generar electricidad: una es utilizar directamente el esquisto bituminoso como combustible de caldera para generar vapor y generar electricidad; la otra es utilizar el esquisto bituminoso a baja temperatura para generar combustible gaseoso, que luego se envía a un motor de combustión interna para que la combustión genere electricidad. La primera forma se usa comúnmente actualmente. En segundo lugar, la combustión de esquisto bituminoso se puede utilizar para calefacción.

En 2001-2002, los beneficios creados por el uso de esquisto bituminoso por parte de Estonia para la generación de energía y calefacción para residentes e industrias representaron el 76% y el 14% de los ingresos fiscales nacionales, respectivamente, lo que es de gran importancia para su economía nacional. En tercer lugar, la combustión de esquisto bituminoso puede utilizarse para impulsar motores destinados al transporte a larga distancia.

3. Producción de materiales de construcción, cemento y fertilizantes

Como subproducto, las cenizas de esquisto después de la retorta y la combustión de esquisto bituminoso se utilizan principalmente para producir cemento, ladrillos y otros. materiales de construcción. En Alemania se utilizan cada año 300.000 toneladas de esquisto bituminoso para la producción de cemento. En mi país, los residuos de cenizas semicarbonizadas resultantes de la retorta y combustión de esquisto bituminoso se utilizan para fabricar materiales de construcción como bloques, ladrillos, cemento y ceramsita.

Además, la pizarra bituminosa también se puede utilizar directamente en la producción de fertilizantes orgánicos. Por ejemplo, la Corporación de Desarrollo Industrial Huiyuan de la ciudad de Tongchuan, provincia de Shaanxi, planea invertir 10 millones de yuanes para utilizar los recursos de esquisto bituminoso existentes en la región de Indo-Taiwán para llevar a cabo una transformación tecnológica sobre la base de la producción original de fertilizantes de fosfato de 50.000 toneladas. línea para construir una producción anual de 50.000 toneladas de esquisto bituminoso línea de producción de fertilizantes compuestos orgánicos.

Los diferentes países tienen diferentes usos para el esquisto bituminoso. En Estonia, el esquisto bituminoso se utiliza principalmente para generar electricidad y refinar petróleo de esquisto; en Brasil, el esquisto bituminoso se utiliza principalmente como combustible para el transporte; en China y Australia, el esquisto bituminoso se utiliza principalmente para fabricar cemento y materiales de construcción; La roca se utiliza principalmente para refinar el petróleo de esquisto bituminoso y como combustible en Rusia e Israel, el esquisto bituminoso se utiliza principalmente para la generación de energía;

3. Distribución global y estado de desarrollo y utilización del esquisto bituminoso

(1) Distribución global del esquisto bituminoso

Estadísticas incompletas muestran que las reservas mundiales de esquisto bituminoso Los recursos son enorme, estimada en 10 billones de toneladas, un 40% más que los 7 billones de toneladas de recursos de carbón. La Tabla 1 resume los recursos de petróleo de esquisto bituminoso contenidos en los principales depósitos de esquisto bituminoso en varios países del mundo. De esto se puede ver que el esquisto bituminoso global se produce en los sistemas del Cámbrico al Terciario y se distribuye principalmente en 9 países, incluidos Estados Unidos, Zaire, Brasil, Italia, Marruecos, Jordania, Australia, China y Canadá. En la actualidad, sólo algunos depósitos de esquisto bituminoso en Estados Unidos, Australia, Suecia, Estonia, Jordania, Francia, Alemania, Brasil y Rusia han realizado trabajos detallados de exploración y evaluación. Es necesario explorar más a fondo el potencial de recursos de muchos otros depósitos. Si tenemos en cuenta que algunos países no han recopilado datos completos y los recursos de algunos depósitos no han sido investigados y evaluados completamente, entonces la cantidad total de recursos de petróleo de esquisto en el mundo es de aproximadamente 2,6 billones de barriles o 366,2 mil millones de toneladas. También hay estimaciones de 411 mil millones de toneladas o 422,5 mil millones de toneladas. En cualquier caso, el contenido mundial de petróleo de esquisto bituminoso es aproximadamente un 50% mayor que los recursos petroleros tradicionales de 271 mil millones de toneladas (AIE, 2002 World Energy Outlook).

Tabla 1 Recursos de petróleo de esquisto bituminoso en el mundo (Matthews 1983)

Continúa tabla

Nota: Los datos de China en la tabla son reservas probadas, probadas y previstas. reservas de 205.800 millones de barriles.

Cabe señalar que la cantidad total de petróleo de esquisto bituminoso en los recursos mundiales recuperables de esquisto bituminoso puede ser mucho menor de lo estimado. Algunos estiman que son sólo 28,2 mil millones de toneladas. Esto se debe a que la cantidad real de recursos disponibles se ve afectada por una serie de factores. Por ejemplo, algunos depósitos son demasiado profundos para ser explotados económicamente; el uso de la tierra en la superficie también limita en gran medida el desarrollo de algunos depósitos de esquisto bituminoso, especialmente en ciudades con un alto grado de industrialización.

(2) Estado actual del desarrollo y utilización del esquisto bituminoso a nivel mundial

El desarrollo y la utilización del esquisto bituminoso se remontan al siglo XVII. En el siglo XIX, la producción anual de esquisto bituminoso alcanzó el millón de toneladas, y a partir del esquisto bituminoso se podían producir algunos productos como queroseno, aceite para lámparas, parafina, fueloil, aceite lubricante, grasa, nafta, gas para iluminación y fertilizantes químicos. , sulfato de amoniaco y otros productos. A principios del siglo XX, con la llegada de los automóviles y camiones, el esquisto bituminoso se explotaba en grandes cantidades como combustible para el transporte. No fue hasta 1966 que el esquisto bituminoso como importante mineral energético dejó de existir debido a la explotación y utilización masiva del petróleo crudo. Sin embargo, el uso de esquisto bituminoso es ahora más extenso en Estonia, Brasil, China, Israel, Australia, Alemania y otros países se ha expandido a la generación de energía, calefacción, refinación de petróleo de esquisto, fabricación de cemento, producción de productos químicos. y síntesis de materiales de construcción y desarrollo de fertilizantes para el suelo y otros aspectos.

Los países con una alta producción de esquisto bituminoso incluyen principalmente Estonia, Rusia, Brasil, China y Alemania. Los datos muestran que la producción mundial de esquisto bituminoso ha experimentado dos períodos máximos (ver Figura 1). El segundo período pico fue en 1980, cuando la producción alcanzó un máximo histórico de 45,4 millones de toneladas.

Desde entonces, la producción básicamente ha ido disminuyendo. En el año 2000, la producción era sólo de 16 millones de toneladas.

Actualmente, el esquisto bituminoso mundial se utiliza principalmente para la generación de energía y calefacción. Según las estadísticas, en 2000, el 69% del esquisto bituminoso extraído a nivel mundial se utilizó para generar energía y calefacción, el 25% se utilizó para refinar aceite de esquisto de alto rendimiento y productos relacionados, y el 6% se utilizó para la producción de cemento y otros fines.

Estonia es el país con el mayor grado de desarrollo y utilización de esquisto bituminoso del mundo. En 2002, la producción de esquisto bituminoso de Estonia alcanzó los 12,3 millones de toneladas, lo que representa aproximadamente el 75 por ciento de la producción mundial. En 2000, la producción mundial anual de petróleo de esquisto fue de unas 500.000 toneladas, y Estonia produjo 238.000 toneladas, lo que representa aproximadamente el 47% de la producción mundial. Estonia tiene cuatro centrales eléctricas de esquisto bituminoso con una capacidad instalada de 2967 MW, que también son las centrales eléctricas de esquisto bituminoso más grandes del mundo.

Figura 1 Producción de esquisto bituminoso en Estonia, Rusia, Brasil, China y Alemania de 1888 a 2000 (millones de toneladas)

Países que utilizan esquisto bituminoso para producir petróleo de esquisto también está Brasil, China y Australia. Brasil produjo 195.000 toneladas de petróleo de esquisto en 1999; China produjo 80.000 toneladas de petróleo de esquisto en 2001; Australia produjo 28.000 toneladas de petróleo de esquisto en 2001, aumentando a 60.000 toneladas en 2002.

Los países que utilizan esquisto bituminoso para generar electricidad incluyen China, Israel y Alemania. La capacidad instalada total de las centrales eléctricas de esquisto bituminoso de China es de 24 MW; la escala de las centrales eléctricas de esquisto bituminoso de Israel es de 12,5 MW y la escala de las centrales eléctricas de esquisto bituminoso de Alemania es de 9,9 MW.

Con el avance de la tecnología de desarrollo y utilización y la mejora de la conciencia ambiental, el mundo tiende a aprovechar al máximo los recursos de esquisto bituminoso. En la actualidad, la utilización del esquisto bituminoso se ha vuelto más compleja y diversificada. Por ejemplo, en una fábrica llamada DRZ en Alemania, el esquisto bituminoso se utiliza no sólo para generar electricidad como energía de la fábrica, sino también como combustible y materia prima para ladrillos de escoria para producir cemento, estabilizadores de suelo o roca, rellenos y materiales de sellado. . El exceso de electricidad también puede venderse a la red pública.

IV. Estado actual de la distribución, el desarrollo y la utilización del esquisto bituminoso en mi país

(1) Distribución del esquisto bituminoso en mi país

mi país es rico en recursos de esquisto bituminoso y el Carbonífero. La tercera línea tiene producción, pero se produce principalmente en la tercera línea. Los recursos de esquisto bituminoso de mi país no se han investigado exhaustivamente y no hay datos más precisos que puedan reflejar la imagen completa de los recursos. Varios datos varían ampliamente. A partir de los datos del Cuadro 2, las 31.170 millones de toneladas de reservas disponibles de esquisto bituminoso con un contenido de petróleo superior al 5% a finales de 1979 anunciadas por el Ministerio de Geología en 1980 son creíbles. Las reservas previstas de esquisto bituminoso son 452. Mil millones de toneladas del Instituto de Investigación del Petróleo de Fushun son La base es relativamente suficiente. El total de los dos elementos es 483,17 mil millones de toneladas, ocupando el cuarto lugar en el mundo.

Tabla 2: Resumen de la previsión de recursos de esquisto bituminoso de China

El contenido de petróleo de las minas de esquisto bituminoso de mi país es generalmente superior al 5 %, en su mayoría alrededor del 6 %. Si se convierte sobre la base de un contenido de petróleo del 6%, las reservas geológicas potenciales de petróleo de esquisto de mi país ascienden a 28,99 mil millones de toneladas. Las reservas probadas, convertidas en petróleo de esquisto, ascienden al menos a 1,870 millones de toneladas. Según los datos empíricos de las plantas de petróleo de Fushun No. 1 y No. 2, si de 33 a 35 toneladas de esquisto bituminoso producen 1 tonelada de petróleo de esquisto, las reservas probadas de esquisto bituminoso son 31,17 mil millones de toneladas y pueden producir 917 millones de toneladas de petróleo; las reservas previstas son 4.520 mil millones de toneladas, que pueden producir 13,29 mil millones de toneladas de petróleo. El total de los dos artículos es 14,2 mil millones de toneladas. La distribución del esquisto bituminoso en mi país es relativamente amplia, pero está distribuida de manera desigual. Se distribuye principalmente en 9 provincias, incluidas Mongolia Interior, Shandong, Shanxi, Jilin, Heilongjiang, Shaanxi, Liaoning, Guangdong y Xinjiang. Debido al bajo nivel de exploración, se han calculado reservas probadas en sólo 14 provincias (regiones). Entre ellas, Jilin, Liaoning y Guangdong tienen reservas más grandes, que en conjunto representan más del 90% de las reservas probadas del país. 21 provincias (regiones) han hecho predicciones de reservas, y provincias como Mongolia Interior, Shandong, Shanxi, Jilin y Heilongjiang tienen grandes reservas previstas (ver Tabla 3).

Tabla 3 Recursos de esquisto bituminoso en algunas provincias de mi país Unidad: mil millones de toneladas

1 Provincia de Jilin

La provincia de Jilin es rica en recursos de esquisto bituminoso, equivalente. a 10 mil millones de toneladas de petróleo, distribuidas en el sistema Pérmico-Terciario. Entre ellos, los recursos potenciales de esquisto bituminoso del Terciario y del Cretácico ascienden a 20,905 millones de toneladas.

Las reservas geológicas totales de esquisto bituminoso en la provincia de Jilin son 49,9 mil millones de toneladas. Hay 7 depósitos minerales que figuran en la tabla de reservas, con reservas totales de 17,45 mil millones de toneladas, lo que representa el 55% de las reservas de esquisto bituminoso del país, ocupando el primer lugar. Las áreas de producción de esquisto bituminoso están relativamente concentradas y distribuidas principalmente en tres áreas: Nong'an, Huadian y Luozigou.

Los recursos de esquisto bituminoso de Nongan son muy ricos.

Un censo que cubre un área de más de 7.000 kilómetros cuadrados desde Nongan hasta Dengluuku reveló que los cinco depósitos minerales tienen reservas de 16.890 millones de toneladas, lo que representa el 97% de las reservas de la provincia y más de la mitad de las reservas probadas del país. grandes ventajas de recursos. Las reservas de esquisto bituminoso en la ciudad de Huadian son de 3.060 millones de toneladas. Las reservas de esquisto bituminoso de Luozigou en el condado de Wangqing cubren un área de 60 kilómetros cuadrados, con reservas prospectivas de 450 millones de toneladas, el área de reservas probadas es de 19 kilómetros cuadrados, con reservas de 150 millones de toneladas, y la ley promedio del petróleo es superior a; o igual al 8%.

2. Provincia de Guangdong

La provincia de Guangdong también es rica en recursos de esquisto bituminoso, con reservas geológicas totales de aproximadamente 13,2 mil millones de toneladas. Las reservas probadas son de 7,57 mil millones de toneladas, ocupando el segundo lugar en el país. El esquisto bituminoso se concentra principalmente en Maoming, con reservas probadas de 5,1 mil millones de toneladas.

3. Provincia de Liaoning

El esquisto bituminoso en la provincia de Liaoning está ampliamente distribuido, principalmente en Fushun, Jinzhou, Fuxin, Huludao, Qinhuangdao y otras ciudades, con reservas geológicas totales de 10,9 mil millones de toneladas. . Las reservas probadas son de 3,7 mil millones de toneladas. El área minera de Wujiazi en la ciudad de Lingyuan, Jinzhou, tiene reservas de esquisto bituminoso de 10,98 millones de toneladas basadas en un contenido de petróleo de más del 4% o del 4% al 25%.

4. Provincia de Shanxi

La pizarra bituminosa con valor industrial en la provincia de Shanxi se formó principalmente en los períodos Carbonífero y Pérmico, y se distribuye desde el río Donghe en el condado de Pu hasta Sanjiao. Río en Hongdong, en los estratos paleozoicos de medida de carbón en el área de Yaozhuang del condado de Baode. Las reservas inferidas de esquisto bituminoso en la provincia de Shanxi son de 43 mil millones de toneladas y las reservas probadas son de 147 millones de toneladas. Las reservas de esquisto bituminoso de grado D en la zona minera de Donghe en el condado de Pu son de 2.701 millones de toneladas, con un contenido de petróleo del 6% al 8%; el carbón de saprolita tiene de 0,4 a 0,6 metros de petróleo sólido en el fondo; contenido del 18% al 24%. Las reservas de esquisto bituminoso y carbón petrolífero en la zona minera de Sanjiaohe en el condado de Hongdong suman un total de 84,62 millones de toneladas, con un contenido de petróleo de alrededor del 6%. Además, también se han encontrado depósitos de limo de saprolita en Datong, Hunyuan y otros lugares.

5. Provincia de Shaanxi

El esquisto bituminoso se distribuye ampliamente en la provincia de Shaanxi, incluido el condado de Yijun en la ciudad de Tongchuan, el condado de Yongshou en la ciudad de Xianyang y la cuenca del río Yanhe. Entre ellos, Tongchuan es el más popular y ocupa el primer lugar en la provincia.

(2) Estado actual del desarrollo y utilización del esquisto bituminoso en mi país

El desarrollo y la utilización integrales del esquisto bituminoso en mi país fueron relativamente tempranos, principalmente en la provincia de Jilin, provincia de Liaoning. y la provincia de Guangdong. Ya a principios de la década de 1950, mi país construyó una planta de producción de petróleo de esquisto bituminoso en Maoming, Guangdong. El petróleo de mi país es principalmente petróleo de esquisto artificial. Debido a la escasez de petróleo, hubo un debate en ese momento sobre "si desarrollar petróleo artificial o petróleo". Más tarde, el "desarrollo de petróleo" y el descubrimiento del campo petrolero de Daqing, el "petróleo artificial" se retiró gradualmente de su posición principal.

Después de medio siglo de experiencia, la Oil Shale Mining Company de Maoming Petroleum Company de la provincia de Guangdong ahora tiene una capacidad minera de 750 metros cúbicos por año, una rica tecnología de retorta y una utilización integral del esquisto bituminoso. se han logrado resultados. Por ejemplo, la ceniza de esquisto se utiliza para fabricar ladrillos y cemento; el caolín de alta calidad se recupera de la arena desechada, lo que genera una producción anual de 30.000 toneladas de polvo de caolín; la ceniza de esquisto se utiliza para fabricar ceramsita, telas de cerámica y materiales plásticos. y rellenos. En 1996, la provincia de Guangdong llevó a cabo una investigación tecnológica sobre el desarrollo y la utilización del esquisto bituminoso, realizó investigaciones aplicadas sobre la tecnología de combustión para la generación de energía del esquisto bituminoso y elaboró ​​un plan general para el desarrollo y la utilización del esquisto bituminoso en el área de Maoming. En 2001, la provincia de Guangdong comenzó a conceder importancia al desarrollo del esquisto bituminoso y a la protección ambiental en el área de Maoming, y la Oficina de Protección Ambiental financió el proyecto "Investigación sobre la restauración ecológica de ecosistemas degradados en sitios de residuos de residuos de esquisto bituminoso".

El desarrollo y utilización del esquisto bituminoso en la provincia de Jilin comenzó en 1958. Con el apoyo del Estado, la Compañía de Petróleo de la Prefectura de Yanbian construyó la refinería Luozigou del condado de Wangqing con una inversión total de aproximadamente 3 millones de yuanes y produjo 40% de las toneladas de petróleo de esquisto. Debido a equipos atrasados ​​y otras razones en ese momento, la producción se interrumpió en 1960. En 1993, Huludao Longteng Investment Consulting Co., Ltd. de la provincia de Liaoning planeó invertir 800 millones de yuanes para construir un proyecto integral de desarrollo y utilización de esquisto bituminoso en Luozigou. El proyecto se completará en tres fases, que abarcarán desde 2004 hasta 2007. Una vez finalizado, el proyecto podrá formar una escala de producción anual de 3 millones de toneladas de mineral, 200.000 toneladas de petróleo de esquisto y 5.000 kilogramos de metales raros y preciosos. y construir una planta de energía de calor residual de 5.000 kilovatios, un instituto de investigación integral de desarrollo y utilización de esquisto bituminoso, una fábrica de cemento, una fábrica de ladrillos y una refinería de metales raros y preciosos y otros proyectos relacionados.

De 1993 a 1996, con los esfuerzos conjuntos de los gobiernos nacional, provincial y local, se estableció una central eléctrica de demostración de esquisto bituminoso en la ciudad de Huadian, provincia de Jilin. En 1999, la capacidad anual de generación de energía alcanzó los 95 millones de kilovatios/hora y la superficie de calefacción alcanzó los 530.000 metros cuadrados.

La segunda fase del proyecto está actualmente en preparación. Los objetivos generales son: capacidad de producción anual de 360.000 toneladas de esquisto bituminoso, generación de energía anual de 18.000 kilovatios/hora, suministro de energía anual de 14.400 kilovatios/hora, suministro de calor anual de 3,1 millones. GJ, y la producción anual de materiales de construcción de 30 Miles de metros cúbicos. En 2005, la capacidad instalada total alcanzó los 43.000 kilovatios, la generación de energía anual fue de 275 millones de kilovatios/hora, el suministro de calor anual fue de 3,1 millones de GJ, el área total de calefacción alcanzó los 1,5 millones de metros cuadrados y los ladrillos de ceniza alcanzaron los 300.000 metros cúbicos ( según el sitio web del gobierno de Jilin).

Además, la central térmica de Huadian también está atrayendo activamente inversiones y planifica un proyecto con un coste total de 421,69 millones de dólares estadounidenses. Se espera que el proyecto construya una zona minera con una producción anual de 2,5 millones de toneladas de esquisto bituminoso; utilice el esquisto bituminoso extraído para construir una refinería con una producción anual de 200.000 toneladas de petróleo crudo y utilice residuos de refinación para construir una planta de 100.000 kilovatios; planta de energía de semicoque; utiliza la ceniza de semicoque de la planta de energía. Bloques de construcción de escoria, cemento, ceramsita y otros materiales de construcción.

La provincia de Liaoning también inició anteriormente el desarrollo integral y la utilización de esquisto bituminoso. En la actualidad, Fushun es una de las bases de procesamiento de petróleo a gran escala de mi país que utiliza esquisto bituminoso como materia prima. En 2003, el Fondo Provincial de Ciencia y Tecnología de Liaoning financió el proyecto "Investigación sobre la utilización eficiente y racional del esquisto bituminoso", cuyo objetivo era centrarse en nuevos métodos de producción de petróleo de esquisto bituminoso, sus propiedades y su procesamiento profundo, así como en el refinado del petróleo. esquisto y materiales poliméricos de desecho. Espere la investigación.

V. Perspectivas mundiales de desarrollo y utilización del esquisto bituminoso

(1) Limitaciones actuales del desarrollo y utilización del esquisto bituminoso

Los recursos mundiales de esquisto bituminoso son abundantes y sus usos Se desarrolló y utilizó ampliamente antes, pero la mayoría de los países no lo toman en serio. Hay dos razones principales para esto.

1. El coste de producción de petróleo de esquisto bituminoso y de la generación de energía mediante esquisto bituminoso es alto.

El mayor potencial de uso del esquisto bituminoso es para refinar el petróleo de esquisto bituminoso. Cuando el suministro de petróleo tradicional es insuficiente, se espera que el petróleo de esquisto se convierta en un sustituto del petróleo o, en países que carecen de recursos petroleros o que tienen recursos petroleros insuficientes, para reducir su dependencia de países extranjeros, se puede utilizar el petróleo de esquisto para reemplazarlo; petróleo para satisfacer las necesidades de la construcción nacional. Sin embargo, con la tecnología actual, el costo de refinar el petróleo de esquisto es mayor que el de producir o comprar petróleo y otros productos combustibles. La experiencia de Estonia en 2000 muestra que sólo cuando el precio de importación del petróleo crudo sea superior a 25 dólares estadounidenses por barril y el precio de importación del petróleo pesado sea superior a 95 dólares estadounidenses por tonelada, la producción de petróleo de esquisto tendrá sentido económico, y el petróleo de esquisto El petróleo podrá sustituir al petróleo tradicional. El petróleo satisface la demanda mundial de energía fósil.

El segundo mayor uso potencial del esquisto bituminoso es la generación de energía. La experiencia de Estonia en 2000 muestra que es económico utilizar esquisto bituminoso para generar electricidad sólo cuando el precio de importación del carbón es superior a 40 dólares estadounidenses por tonelada y el precio de importación del gas natural es superior a 3,5 dólares estadounidenses por megaunidad térmica británica ( MBTU).

2. Provoca mayor contaminación ambiental

Los métodos de extracción del esquisto bituminoso se dividen en dos tipos: minería subterránea y minería a cielo abierto. Tanto la minería subterránea como la a cielo abierto requieren bajar el nivel freático por debajo de la capa de esquisto bituminoso, lo que puede dañar las tierras de cultivo y los bosques cercanos a la mina. Según estimaciones aproximadas, para obtener 1 metro cúbico de esquisto bituminoso, generalmente es necesario bombear 25 metros cúbicos de agua subterránea. El agua subterránea bombeada sólo puede descargarse al río después de que se hayan sedimentado las partículas sólidas del agua. El monitoreo del sistema muestra que el agua de extracción aumenta significativamente los niveles de sulfato en el suelo, las aguas subterráneas y los lagos. En Brasil, los niveles y la calidad del agua subterránea se han visto alterados desde hace mucho tiempo por la minería de esquisto bituminoso.

Para generar electricidad a partir del esquisto bituminoso, además de utilizar hornos de ebullición con combustión relativamente completa (Alemania e Israel dominan esta tecnología), también existen algunos métodos tradicionales que utilizan la molienda y la combustión. La combustión por molienda tiene las características desfavorables de baja tasa de utilización, alta contaminación y altos riesgos para la salud, y el gas descargado también contiene polvo fino inhalable. Este polvo contiene sustancias tóxicas que no sólo ponen en peligro el medio ambiente cercano a la central, sino que también afectan a zonas alejadas de la central. Además, el calor, las aguas residuales y los materiales de semicoque liberados durante la producción de petróleo de esquisto también pueden causar problemas medioambientales.

En definitiva, en las condiciones técnicas actuales, existe una gran resistencia al aprovechamiento del esquisto bituminoso. En los próximos años, el petróleo de esquisto no podrá sustituir al petróleo crudo y al carbón en el mercado de los combustibles fósiles.

(2) Perspectivas mundiales de desarrollo y utilización del esquisto bituminoso

Aunque todavía existen limitaciones en el desarrollo y la utilización del esquisto bituminoso, si la tecnología puede mantenerse al día con los requisitos ambientales en el futuro, puede Si se cumplen las condiciones económicas, las perspectivas para el desarrollo y utilización del esquisto bituminoso serán muy brillantes. Australia y Estonia son muy optimistas sobre las perspectivas de desarrollo y utilización del esquisto bituminoso y han formulado planes ambiciosos.

Alemania e Israel conceden gran importancia al aprovechamiento completo de los recursos de esquisto bituminoso y a la protección del medio ambiente. Han realizado una gran cantidad de estudios sobre la utilización integral del esquisto bituminoso y dominan tecnologías avanzadas.

En la conferencia "Global Oil Shale Utilization and Prospects" celebrada en Tallin, capital de Estonia, en noviembre de 2002, 230 expertos de 13 países discutieron que desde que comenzó la producción de esquisto bituminoso en 1980 Después de la reducción , las perspectivas para el desarrollo y utilización del esquisto bituminoso parecen prometedoras en la actualidad. Cuando los recursos petroleros tradicionales escaseen y cuando se utilicen ampliamente tecnologías menos contaminantes y más eficientes, la producción de esquisto bituminoso aumentará gradualmente en el corto plazo (2006), el mediano plazo (2020) y después de 2020.

1.2006

En Estonia, debido al aumento de la demanda social de electricidad, el gobierno decidió poner en marcha el "Plan de reconstrucción del área de esquisto bituminoso". En 2006, las centrales eléctricas y refinerías de Estonia necesitarán 9,94 millones de toneladas y 6,44 millones de toneladas de esquisto bituminoso, respectivamente, mientras que es probable que otros usos se mantengan estables en unas 740.000 toneladas. Como resultado, la producción de esquisto bituminoso de Estonia aumentará de 12,3 millones de toneladas a 17 millones de toneladas. En Australia, la producción de petróleo de esquisto aumentó rápidamente a 60.000 toneladas en 2002, y el consumo de esquisto bituminoso fue de 790.000 toneladas; se espera que en 2006 estas dos cifras sean de 556.000 toneladas y 7 millones de toneladas, respectivamente. Afectada por el crecimiento de la producción de los dos países, la producción mundial de esquisto bituminoso aumentará de 16 millones de toneladas en 2000 a 23 millones de toneladas en 2006.

2.2020

Las políticas y regulaciones relevantes emitidas por varios gobiernos son factores clave que afectan la competitividad del esquisto bituminoso. En Estonia está prevista una nueva planta de esquisto bituminoso con una capacidad de 4 millones de toneladas. Estos proyectos serán posibles si la generación de energía en Estonia utiliza tecnología de hornos de ebullición. Para entonces, la producción de esquisto bituminoso alcanzará más de 21 millones de toneladas. En Australia se comercializará con éxito el avanzado proceso ATP (Alberta Taciuk Processor), que puede incrementar la producción de petróleo de esquisto de 556.000 toneladas en 2006 a 7,17 millones de toneladas/año de 2010 a 2013, lo que requerirá una extracción anual de alrededor de 1,14 millones. toneladas por año. Por tanto, se estima que en 2020 el consumo mundial de esquisto bituminoso será de 130 millones de toneladas.

3. Después de 2020

La Agencia Internacional de Energía predijo en el "2002 World Energy Outlook" que después de 2020, la oferta de petróleo de fuentes no tradicionales aumentará significativamente, en aproximadamente Representa el 8% de la demanda total de petróleo del mundo. Es probable que este aumento se cubra parcialmente con el petróleo de esquisto.

6. Sugerencias

La brecha entre la oferta y la demanda de petróleo de mi país aumenta año tras año, y la contradicción entre la oferta y la demanda de petróleo existirá durante mucho tiempo. Afortunadamente, nuestro país todavía cuenta con abundantes recursos de esquisto bituminoso. Se recomienda que nuestro país se prepare lo antes posible para recibir la llegada del desarrollo mundial del esquisto bituminoso. Mediante el desarrollo a gran escala del esquisto bituminoso, se reemplazará parte del petróleo y el gas convencionales y se aliviará la presión energética de mi país. Con base en las condiciones específicas de nuestro país, se hacen las siguientes sugerencias.

1. Llevar a cabo una nueva ronda de estudio y evaluación de los recursos de esquisto bituminoso a nivel nacional

Desde que el Instituto de Investigación del Petróleo de Fushun completó el "Informe del estudio de recursos de esquisto bituminoso de China" en 1962, nuestro país No ha realizado una encuesta sobre los recursos de esquisto bituminoso durante muchos años. Realizar investigaciones y evaluaciones de los recursos de esquisto bituminoso en todo el país. Los datos de evaluación existentes son relativamente antiguos y esporádicos, y los estándares de cálculo no son uniformes. Hasta ahora, el estado de los recursos de esquisto bituminoso de mi país no está claro, lo que restringirá gravemente el desarrollo y la macrogestión de los recursos de esquisto bituminoso de mi país. La tercera ronda de evaluación de recursos nacionales de petróleo y gas lanzada en 2003 incluyó la evaluación del esquisto bituminoso. Sin embargo, esta evaluación no implicó trabajo de investigación y los resultados de la evaluación son difíciles de convencer. Por lo tanto, se recomienda llevar a cabo una nueva ronda de investigación y evaluación de recursos de esquisto bituminoso en mi país junto con el censo nacional de petróleo y gas.

2. Servicios de reemplazo de recursos mineros en crisis en el noreste de China

Las minas de esquisto bituminoso se producen principalmente con minas de carbón. Hay abundantes recursos de esquisto bituminoso en la mayoría de las minas de carbón del noreste de mi país y sus alrededores. Debido a décadas o incluso cientos de años de minería, algunas minas de carbón importantes en el noreste de China, como la mina de carbón Fushun y la mina de carbón Fuxin en la provincia de Liaoning, se han convertido en minas en crisis y hay "cuatro minas" en Hegang, Shuangyashan; , Jixi y Qitaihe en Heilongjiang. Entre ellos, la mina de carbón Hegang se ha convertido en una mina con crisis de suministro. Se recomienda fortalecer la exploración de minas en crisis y minas en cuasi crisis en el noreste de China y los recursos de esquisto bituminoso circundantes, promover el desarrollo y la utilización de los recursos de esquisto bituminoso y contribuir a la sustitución y transformación de los recursos mineros en crisis en el noreste de China.

3. Llevar a cabo exploración de recursos de esquisto bituminoso en áreas marginales con escasez de energía.

En áreas marginales con escasez de energía, como el Tíbet, mientras se realizan exploraciones de petróleo y gas, se pueden obtener recursos de esquisto bituminoso. debe considerarse la exploración y el desarrollo de recursos rocosos. El Tíbet ha sufrido una grave escasez de energía durante muchos años, lo que se ha convertido en uno de los factores importantes que obstaculizan el desarrollo social. Se necesitarán 10 o incluso 20 años para lograr un avance estratégico en los recursos convencionales de petróleo y gas en el Tíbet. Durante este período, seguirá existiendo escasez de energía. El Tíbet es rico en recursos de esquisto bituminoso. Hay esquisto bituminoso de 10 metros de espesor en el área de Bilocuo al sureste del lago Shuanghu y al norte de Laoshuanghu (Rejue Chaka). Hay terceras capas en la cuenca de Dingqing y la cuenca de Lunpola. Fortalecer la exploración y el desarrollo de los recursos de esquisto bituminoso en el Tíbet y utilizar el esquisto bituminoso para generar electricidad y producir petróleo de esquisto son de gran importancia para aliviar la presión energética del Tíbet y promover el desarrollo económico y social del Tíbet.

4. El estado apoya y respalda la investigación sobre la tecnología de desarrollo y utilización del esquisto bituminoso.

Si el desarrollo y la utilización del esquisto bituminoso pueden avanzar hacia la producción a gran escala depende fundamentalmente de la tecnología de reducción de costos y tecnología de protección del medio ambiente. En la actualidad, la mayor parte de la investigación sobre tecnología de utilización y desarrollo de esquisto bituminoso de mi país cuenta con el apoyo de empresas y gobiernos locales, y el ciclo y la escala de la investigación no son grandes. Se recomienda que el estado aumente el apoyo y el apoyo a la investigación sobre la tecnología integral de utilización del esquisto bituminoso para que la tecnología pueda actualizarse continuamente. Por ejemplo, desarrollar nuevos hornos de combustión para hacer que el esquisto bituminoso se queme de manera más completa y más respetuosa con el medio ambiente; desarrollar sistemas de refinación de petróleo de esquisto bituminoso más avanzados para hacer que el esquisto bituminoso sea más completo y plenamente utilizado; estudiar cómo obtener alta calidad al mismo tiempo que el principal; producto, obtenemos subproductos con mayor valor añadido. Apoyar y alentar a los científicos chinos a participar activamente en la cooperación y los intercambios internacionales y dominar las tecnologías avanzadas de desarrollo y utilización de esquisto bituminoso lo antes posible.

5. Hacer un buen trabajo en la restauración ambiental después del desarrollo de esquisto bituminoso.

Implementar estrictamente el sistema nacional para recaudar tarifas por contaminación minera y restauración ambiental, y esforzarse por garantizarlo durante el proceso minero. y cuando la mina esté cerrada, el medio ambiente ecológico dañado podrá repararse a tiempo. Establecer el correspondiente sistema de supervisión y gestión para proteger el medio ambiente y promover la producción.

6. Formular estándares y especificaciones nacionales para la exploración y el desarrollo de esquisto bituminoso.

Faltan estándares para la exploración de recursos de esquisto bituminoso en varias provincias de mi país, y los estándares y el cálculo. los métodos para la evaluación de recursos no están unificados; los indicadores económicos, los indicadores ambientales y la gestión del desarrollo deben estandarizarse; Se recomienda recurrir a la experiencia extranjera y organizar la formulación de normas y especificaciones nacionales para la exploración y el desarrollo del esquisto bituminoso.

Acerca del autor

[1] Zhang Jiaqiang es investigador del Centro de Investigación para el Desarrollo del Servicio Geológico de China.

[2] Wang Dejie, Centro de Investigación para el Desarrollo, Servicio Geológico de China, investigador en prácticas.