一,、油頁巖資源及分布特點(diǎn)
世界上已發(fā)現(xiàn)的非常規(guī)油氣資源大多位于地緣政治相對(duì)穩(wěn)定的西半球，即美國(guó),、加拿大和拉丁美洲,，美國(guó)是全球油頁巖資源最豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量約占全球儲(chǔ)量的70%以上,；加拿大是全球?yàn)r青砂資源最豐富的國(guó)家,，儲(chǔ)量約占全球儲(chǔ)量的90%以上。
全球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10萬億噸,，比煤炭資源量多40%。2000年初統(tǒng)計(jì),，世界頁巖油儲(chǔ)量超過10億噸的國(guó)家有美國(guó),、俄羅斯、扎伊爾,、巴西,、摩洛哥、約旦,、澳大利亞,、愛沙尼亞和中國(guó)等，頁巖油總量為3741億噸,，預(yù)計(jì)全世界頁巖油資源總量約為4750億噸,，比傳統(tǒng)石油資源量（2710億噸）多50%以上。
油頁巖不僅資源豐富,，而且分布相對(duì)集中,。在美國(guó),，大約75%的油頁巖集中在科羅拉多州、猶他州和懷俄明州,。按探明資源量排位,，中國(guó)繼美國(guó)、巴西,、前蘇聯(lián)之后位居世界第四,。中國(guó)油頁巖探明資源量315億噸，預(yù)測(cè)資源量4520億噸,，約85%以上分布在吉林,、遼寧和廣東省，其中吉林省已探明可采儲(chǔ)量為174.5億噸,，約占全國(guó)油頁巖探明總量的55.3%,；廣東已探明可采儲(chǔ)量超過55.15億噸，居全國(guó)第2位,；遼寧省截至2004年累計(jì)探明儲(chǔ)量為41.3億噸,。
油頁巖資源量十分豐富且儲(chǔ)量分布集中，具有作為接替能源的巨大潛力和有利條件,。
二,、油頁巖工業(yè)發(fā)展歷程
從1838年法國(guó)頁巖油工業(yè)開始至今,，油頁巖的開發(fā)和應(yīng)用有近200年歷史,。相對(duì)油頁巖來說，天然石油質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,，伴隨著第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),、能源危機(jī)的出現(xiàn)和石油工業(yè)的興起，油頁巖工業(yè)曾幾度興衰,。
油頁巖的生產(chǎn)出現(xiàn)過三個(gè)高峰期,。二戰(zhàn)期間石油需求量劇增，油價(jià)猛漲,，不少國(guó)家興起了油頁巖開發(fā)熱潮,。20世紀(jì)60年代初油頁巖開發(fā)的低谷與中國(guó)大慶油田投產(chǎn)密切相關(guān)，20世紀(jì)70年代出現(xiàn)世界能源危機(jī),，各國(guó)都在為尋求新的能源而努力,，油頁巖的開發(fā)與利用又重新得到了重視。美國(guó),、日本,、德國(guó)、巴西,、前蘇聯(lián)等國(guó)家研究了各種油頁巖干餾煉制頁巖油的方法,，部分國(guó)家形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模,，油頁巖利用快速增長(zhǎng)，所以1980年出現(xiàn)第3個(gè)高峰期,，產(chǎn)量達(dá)到歷史上的最高水平（4540萬噸）,。自1980年以后，由于石油被大量發(fā)現(xiàn)和開發(fā),，油價(jià)大幅下降,，油頁巖的產(chǎn)量也一路下滑，到2000年,，只有1600萬噸,。預(yù)計(jì)隨著國(guó)際油價(jià)的不斷上漲，以及剩余油,、低滲透油氣藏開發(fā)難度的增加,、天然氣水合物開發(fā)的瓶頸技術(shù)暫時(shí)無重大突破等原因，對(duì)油頁巖的重視會(huì)不斷加強(qiáng),。
三,、油頁巖開采技術(shù)進(jìn)展
經(jīng)歷了大約兩個(gè)世紀(jì)，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(jìn)的地下轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)(ICP),。
（一）直接開采
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(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：
一是生態(tài)及水質(zhì)破壞嚴(yán)重,。無論是露天采礦還是井下采礦,，都需要把地下水位降低到含油頁巖層的層位以下，開采1立方米油頁巖,，一般需要抽出25立方米的地下水,；采礦水極大地增加了地表水、地下水中硫酸鹽的含量,。在巴西,，油頁巖采礦長(zhǎng)期破壞著礦山及其附近的生態(tài)平衡和水位水質(zhì)的穩(wěn)定。
二是灰渣污染嚴(yán)重,。通過直接開采得到的油頁巖用于提煉頁巖油或直接燃燒,，產(chǎn)生大量灰渣,，如果不回收利用則不僅會(huì)造成空氣污染，且廢棄灰渣占地面積大,，其中金屬元素和微量元素滲入地下水體,，危害人們生產(chǎn)生活。
三是直接開采占地較多,，一旦開墾就無法完全修復(fù),。
（二）地下轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)(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(shù)，對(duì)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(duì)油頁巖礦層進(jìn)行加熱和裂解,，促使其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的油或氣，再通過相關(guān)通道將油,、氣分別提取出來,；將這些高品質(zhì)的油（氣）采集到地面進(jìn)行加工后，可生產(chǎn)出石腦油,、煤油等成品油,。
該技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是：提高了資源開發(fā)利用效率；減少了開采過程中對(duì)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,。盡管該項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在還未完全商業(yè)化，但關(guān)鍵的工藝,、設(shè)備等技術(shù)問題都已解決,，并在美國(guó)科羅拉多州和加拿大阿爾伯特省進(jìn)行了商業(yè)示范,。按照2005年5月每桶原油開發(fā)成本計(jì)算,，傳統(tǒng)的干餾技術(shù)為20美元／桶，使用ICP技術(shù)生產(chǎn)成本為12美元／桶,，ICP技術(shù)成本低于傳統(tǒng)的干餾技術(shù),，該技術(shù)在油價(jià)高于25 美元／桶時(shí)可以盈利。
我國(guó)吉林省油頁巖資源豐富,，但大部分埋藏于平原耕地之下,，或者埋藏較深，吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局與殼牌勘探有限公司于2004年12月8日簽署合作框架協(xié)議書,，根據(jù)殼牌公司在北美ICP技術(shù)的研發(fā)及對(duì)吉林省油頁巖資源的勘察情況,，合資公司預(yù)計(jì)于2006年開始ICP技術(shù)商業(yè)示范，2010年后將開始全面商業(yè)運(yùn)行,。
油頁巖的開采方式經(jīng)過近兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,，已取得許多成功的經(jīng)驗(yàn),，并在不斷改進(jìn)，成熟的開采技術(shù)是油頁巖工業(yè)崛起的有力保障,。
四,、油頁巖利用技術(shù)進(jìn)展
隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，油頁巖資源從單純的能源利用發(fā)展到綜合利用,，極大地提高了資源利用率,，降低了成本，減少了環(huán)境污染,，為資源的可持續(xù)利用提供了保障,。
油頁巖礦石采出之后，最先是作為能源而被使用的,，即干餾煉油和作為燃料,。油頁巖干餾后的頁巖油可作為燃料油出售，也可以通過加氫精制和非加氫精制的方法生產(chǎn)輕柴油,，提高頁巖油附加值,，精制后的重油作燃料使用。油頁巖做燃料主要是用來發(fā)電,，即直接用作鍋爐燃料或進(jìn)行低溫干餾產(chǎn)生氣體燃料而發(fā)電,，還可用于供暖和長(zhǎng)途運(yùn)輸。2001-2002年,，愛沙尼亞利用油頁巖發(fā)電和向居民,、工業(yè)供暖所創(chuàng)造的效益分別占國(guó)家稅收的76%和14%，對(duì)其國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要意義,。干餾和直接燃燒產(chǎn)生的灰渣和廢氣有不同的用途,，灰渣可以用來充填礦井、制取水泥或陶粒,、制磚等,現(xiàn)在有很多成功利用頁巖廢渣的技術(shù),；廢氣可以作為燃料燃燒產(chǎn)生蒸汽后供生產(chǎn)、生活使用,也可以循環(huán)利用,，為油頁巖的干餾提供熱源,。
油頁巖的使用主要集中在提煉頁巖油和發(fā)電上,因此干餾工藝和燃燒鍋爐的發(fā)展直接影響著使用效果, 降低成本、注重環(huán)保和充分利用資源的要求促進(jìn)了油頁巖利用技術(shù)的革新,，主要表現(xiàn)在干餾工藝和燃燒鍋爐的改進(jìn)上,。
（一）干餾技術(shù)
目前,世界上許多國(guó)家都對(duì)油頁巖干餾方法進(jìn)行了研究，有的已形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模,，中國(guó),、俄羅斯、愛沙尼亞的發(fā)生式爐及德國(guó)LR爐處理量小，油收率較低,，工藝不先進(jìn),但投資少,適用于小規(guī)模的頁巖煉油廠,；愛沙尼亞Kiviter爐和美國(guó)TOSCO-Ⅱ爐處理量較大,投資中等,適用于中等規(guī)模的油頁巖煉油廠；愛沙尼亞Galoter ,、巴西Petrosix及澳大利亞Alberta-Taciuk爐處理量大,，油收率高,產(chǎn)高熱值煤氣，投資高,，適用于大,、中型油頁巖煉油廠。
（二）燃燒鍋爐的發(fā)展
油頁巖作為燃料用于發(fā)電經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的研究開發(fā)過程,，從油頁巖懸浮燃燒與氣化到油頁巖流化床燃燒再到油頁巖循環(huán)流化床燃燒,，技術(shù)不斷進(jìn)步，效益不斷提高,，污染不斷減少,。
1、油頁巖懸浮燃燒與氣化技術(shù)
前蘇聯(lián)采用懸浮燃燒方式直接利用油頁巖燃燒發(fā)電,，20世紀(jì)50至70年代先后在愛沙尼亞和波羅的海建立3座電廠,，總裝機(jī)容量為2415MW，所配鍋爐出力為65～320噸／小時(shí),。但出現(xiàn)了很多問題：鍋爐實(shí)際出力減小,，爐膛結(jié)焦，受熱面高溫腐蝕,，尾部受熱面堵灰,；SO2和NOX 排放量大，嚴(yán)重污染環(huán)境,；制粉系統(tǒng)耗電量大,，鍋爐維修費(fèi)用高，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì),；機(jī)組可靠性差,，經(jīng)常被迫停機(jī)，且停爐檢修時(shí)很長(zhǎng)等,。
2,、油頁巖流化床燃燒技術(shù)
前蘇聯(lián)首次開發(fā)燃油頁巖流化床鍋爐，于20世紀(jì)80年代對(duì)愛沙尼亞,、波羅的海電站鍋爐進(jìn)行了改造，廣東茂名,、遼寧撫順也先后應(yīng)用了油頁巖流化床鍋爐,，其突出優(yōu)點(diǎn)是減少了爐膛結(jié)焦的可能性，對(duì)流受熱面上也沒有嚴(yán)重積灰,，煙氣中NO及NO2含量小,，燃燒過程中可以吸收大量硫,，鍋爐實(shí)際輸出功率增大，飛灰不會(huì)粘污鍋爐過熱器和省煤器管束,，鍋爐熱效率達(dá)70%以上,。實(shí)踐證明油頁巖流化床燃燒發(fā)電在技術(shù)上是可行的，但效率較低,、經(jīng)濟(jì)效益較差,。
3、油頁巖循環(huán)流化床燃燒技術(shù)
循環(huán)流化床燃燒技術(shù)(CFBC)有效地提高了油頁巖的利用率和鍋爐的熱效率,減少了污染氣體的排放,。它是油頁巖發(fā)電最有利的燃燒方式,，具有良好的煤種適應(yīng)性、低溫燃燒,、燃用寬篩分顆粒,，SO2、NO及NO2的排放量非常低,，鍋爐的效率在80%以上,，這些突出的優(yōu)點(diǎn)給油頁巖能源利用和油頁巖燃燒發(fā)電技術(shù)注入了新的活力，帶來了新的機(jī)遇,。中國(guó),、以色列等國(guó)在油頁巖循環(huán)流化床燃燒發(fā)電的能源利用研究方面取得了成功經(jīng)驗(yàn)，1989年以色列建成首臺(tái)半商業(yè)化油頁巖循環(huán)流化床燃燒示范電站,，采用芬蘭Ahlstrom公司的50噸／小時(shí)循環(huán)流化床鍋爐,。20世紀(jì)90年代以色列采用230噸/時(shí)循環(huán)流化床鍋爐建造一座燃用油頁巖商業(yè)化電廠，1996年吉林省樺甸油頁巖示范熱電廠采用3臺(tái)東北電力學(xué)院研究制65噸／小時(shí)低倍率循環(huán)床油頁巖電站鍋爐,，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,。
油頁巖的應(yīng)用技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，給許多國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn),。但不同國(guó)家油頁巖主要用途差別較大,，愛沙尼亞主要用來發(fā)電和提煉頁巖油，近40年其電力生產(chǎn)的99%主要依賴于油頁巖,，巴西主要用作運(yùn)輸燃料,，德國(guó)主要用于制造水泥和建筑材料，中國(guó)和澳大利亞主要用于提煉頁巖油和用作燃料,，俄羅斯和以色列主要用于發(fā)電,。
