油页岩将使美国成为石油输出国吗?

油页岩高含量的干酪根使其能够实际燃烧。 照片:德雷克塞尔大学

定义:油页岩是一种富含干酪根的沉积岩。 这种物质不是液态石油,而是来自史前海洋植物和动物的有机物质。 如果加热足够长,干酪根可以转化成油。 油页岩不应该与页岩油混淆, 页岩油是被困在页岩层中的实际油。

油页岩尚未在商业上可行。 但是,国会在2005年的“油页岩,焦油砂和其他非常规燃料法案”中将油页岩勘探列为国家重点工作。 因此,富含干酪根的页岩生产石油所面临的挑战正在通过新技术克服。

这有可能使美国成为石油出口国,从而消除对外国石油的依赖。

油页岩储量

尽管在世界各地发现了油页岩,但美国在科罗拉多州,犹他州和怀俄明州的格林河地区拥有最大的储量,估计在1.3至3万亿桶之间。 即使实际只能回收8000亿桶,这仍然是沙特阿拉伯石油储量 2626亿桶的三倍。 美国的油页岩储量可以为美国的石油需求提供约100万桶,每天约2000万桶。 (来源:“美国石油公司获得的石油比欧佩克更多”,美国广播公司新闻,2012年11月13日。“油页岩指南”,美国土地管理局。)

由于1910年Pickett法案,近四分之三的油页岩储量归美国政府所有。 这为美国加利福尼亚州和怀俄明州的储备提供了为美国海军提供石油的机会,美国海军正在从煤转向石油,为其船舶提供动力。

海军在1925年开发了海军石油和油页岩储量计划,并由罗斯福总统扩展为第二次世界大战。 美国的第一个战略储备,加利福尼亚的麋鹿山,为海军生产石油,然后在1998年以36.5亿美元的价格出售给西方石油公司 - 这是美国历史上最大的私有化。

然而,页岩储量仍然归美国土地管理局所有。(来源:“油页岩储量”,每日清算)

油页岩提取

通常,大自然需要数百万年的压力和热量才能将油页岩中的干酪根转化为原油。 人们可以通过在露天矿坑中开采页岩来加速这一过程。 然后在称为蒸馏的过程中加热。 然后油必须与岩石分离并收集。 这个过程是昂贵的,创造可以从空间看到的开放的坑,并导致大量的有毒沙必须安全沉积。

壳牌开发了一个加热地下页岩的过程,加速了这个自然过程。 这个原位转换过程将页岩加热到650-750华氏度达两到三年。 这释放干酪根石油和天然气,然后泵送到地表。 (来源:“油页岩概述”,能源研究所。)

油页岩开采比传统石油生产成本更高,但在今天的石油价格下仍然具有成本效益。 它的成本为每桶40美元至80美元,几乎相当于每桶100美元左右。 这是高耗能的,但不如提取页岩油和其他“紧”油。

确实,所产生的能量中有25%必须用于提取下一个桶。 然而,这个比例已经被用于传统的“重油”的蒸汽提取。 此外,最终产品比大多数原油更轻,更清洁。

环保组织更关心生产油页岩所需的水量。 这在西方尤其令人担忧。 生产一套油页岩需要1到3个单位的水。 然而,这大约是生产生物燃料所需的水量的十分之一,这需要大量灌溉玉米作为其基础材料。(来源:Jeremy Boak,科罗拉多矿业学院油页岩技术与研究中心主任)

虽然有希望,但是原位提取仍然必须解决大量的技术问题。 最大的是确保油不会渗入周围的水位。

做到这一点的最佳方法是冻结提取地点周围的水。 您可以很容易地看到,将水冻结在已加热至750度的区域是一项技术性和昂贵的挑战。

最后但并非最不重要的是,页岩油开采可能威胁野生动物栖息地,增加空气污染并产生有毒废物。 全球变暖也是一个问题。 生产的每个油页岩单元产生多达20个单位的二氧化碳,相比之下,每单位原油含有4单位的二氧化碳。 因此,最重要的决定因素是提取技术的改进,而不是油价。 (资料来源:自然资源保护委员会, 数字油页岩 ,2008年8月;采访国际石油咨询协会顾问Gavin Longmuir。他在全球石油行业拥有超过25年的石油工程师经验,专门从事未来油田的发展,勘探机会的经济评估和新技术的评估。)