stringtranslate.com

Горючий сланец

Горючий сланец — это богатая органикой мелкозернистая осадочная порода, содержащая кероген (твердая смесь органических химических соединений ), из которой могут быть получены жидкие углеводороды . Помимо керогена, общий состав горючих сланцев состоит из неорганических веществ и битумов . В зависимости от среды их осадконакопления горючие сланцы классифицируются как морские, озерные и наземные горючие сланцы. [1] [2] Горючие сланцы отличаются от нефтеносных сланцев , сланцевых отложений, которые содержат нефть ( плотная нефть ), которая иногда добывается из пробуренных скважин. Примерами нефтеносных сланцев являются формация Баккен , сланец Пьер , формация Ниобрара и формация Игл-Форд . [3] Соответственно, сланцевую нефть, добываемую из горючего сланца, не следует путать с плотной нефтью, которую также часто называют сланцевой нефтью. [3] [4] [5]

Оценка мировых месторождений за 2016 год установила общие мировые ресурсы сланцевого эквивалента в 6,05 триллиона баррелей (962 миллиарда кубических метров) нефти на месте . [6] Горючий сланец привлек внимание как потенциально богатый источник нефти. [7] [8] Однако различные попытки разработки месторождений сланца имели ограниченный успех. Только Эстония и Китай имеют хорошо налаженную сланцевую промышленность, а Бразилия, Германия и Россия используют сланец в некоторой степени. [9]

Горючий сланец можно сжигать непосредственно в печах в качестве низкосортного топлива для выработки электроэнергии и централизованного теплоснабжения или использовать в качестве сырья в химической и строительной обработке материалов. [1] Нагревание горючего сланца до достаточно высокой температуры вызывает химический процесс пиролиза с образованием пара . При охлаждении пара жидкая нетрадиционная нефть , называемая сланцевым маслом , отделяется от горючего сланцевого газа . Сланцевое масло является заменой обычной сырой нефти; однако добыча сланцевого масла обходится дороже, чем производство обычной сырой нефти, как в финансовом плане, так и с точки зрения его воздействия на окружающую среду . [10] Добыча и переработка горючего сланца поднимают ряд экологических проблем, таких как землепользование , утилизация отходов , водопользование , управление сточными водами , выбросы парниковых газов и загрязнение воздуха . [11] [12]

Геология

Выход на поверхность ордовикского горючего сланца ( кукерсита ), северная Эстония

Горючий сланец, богатая органикой осадочная порода, относится к группе сапропелевого топлива . [13] Он не имеет четкого геологического определения или конкретной химической формулы, и его пласты не всегда имеют дискретные границы. Горючие сланцы значительно различаются по своему минеральному содержанию, химическому составу, возрасту, типу керогена и истории осадконакопления, и не все горючие сланцы обязательно можно классифицировать как сланцы в строгом смысле. [14] [15] По словам петролога Адриана К. Хаттона из Университета Вуллонгонга , горючие сланцы не являются «геологической или геохимически отличительной породой, а скорее «экономическим» термином». [16] Их общей определяющей чертой является низкая растворимость в низкокипящих органических растворителях и образование жидких органических продуктов при термическом разложении . [17] Геологи могут классифицировать горючие сланцы на основе их состава как сланцы, богатые карбонатами , кремнистые сланцы или сланцы канальцев . [18]

Горючий сланец отличается от битумных пород (другие так называемые нетрадиционные ресурсы, такие как нефтяные пески и породы нефтяных коллекторов), гумусовых углей и углеродистых сланцев. Хотя нефтяные пески действительно возникают в результате биодеградации нефти, тепло и давление (еще) не превратили кероген в нефтяном сланце в нефть, что означает, что его созревание не превышает раннего мезокатагенетического . [17] [19] [20] Горючие сланцы также отличаются от нефтеносных сланцев, сланцевых отложений, которые содержат плотную нефть, которая иногда добывается из пробуренных скважин. Примерами нефтеносных сланцев являются формация Баккен , сланец Пьер , формация Ниобрара и формация Игл-Форд . [3] Соответственно, сланцевую нефть, добываемую из нефтяного сланца, не следует путать с плотной нефтью, которую также часто называют сланцевой нефтью. [3] [4] [5]

Микрофотографии, показывающие уголь Каннел (вверху) со 100% органической матрицей и богатый горючий сланец (внизу) с относительно низким содержанием минералов.

Общий состав горючих сланцев состоит из неорганической матрицы, битумов и керогена. В то время как битумная часть горючих сланцев растворима в сероуглероде , керогеновая часть нерастворима в сероуглероде и может содержать железо , ванадий , никель , молибден и уран . [21] [22] Горючий сланец содержит более низкий процент органического вещества, чем уголь . В коммерческих сортах горючего сланца соотношение органического вещества к минеральному веществу составляет приблизительно от 0,75:5 до 1,5:5. В то же время органическое вещество в горючем сланце имеет атомное соотношение водорода к углероду (H/C) приблизительно в 1,2–1,8 раза ниже, чем для сырой нефти, и примерно в 1,5–3 раза выше, чем для угля. [13] [23] [24] Органические компоненты горючего сланца происходят из различных организмов, таких как остатки водорослей , споры , пыльца , растительные кутикулы и пробковые фрагменты травянистых и древесных растений, а также клеточный детрит других водных и наземных растений. [23] [25] Некоторые месторождения содержат значительные ископаемые остатки ; карьер Мессель в Германии имеет статус объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО . Минеральное вещество в горючем сланце включает различные мелкозернистые силикаты и карбонаты . [1] [13] Неорганическая матрица может содержать кварц , полевой шпат , глину (в основном иллит и хлорит ), карбонат ( кальцит и доломит ), пирит и некоторые другие минералы. [22]

Другая классификация, известная как диаграмма Ван Кревелена, назначает типы керогена в зависимости от содержания водорода , углерода и кислорода в исходном органическом веществе горючих сланцев. [15] Наиболее часто используемая классификация горючих сланцев, разработанная между 1987 и 1991 годами Адрианом К. Хаттоном, адаптирует петрографические термины из терминологии угля. Эта классификация определяет горючие сланцы как наземные, озерные (отложенные на дне озера) или морские (отложенные на дне океана) на основе среды первоначального отложения биомассы . [1] [2] Известные горючие сланцы имеют преимущественно водное (морское, озерное) происхождение. [17] [2] Схема классификации Хаттона оказалась полезной для оценки выхода и состава добываемой нефти. [26]

Ресурс

Ископаемые остатки в ордовикском горючем сланце (кукерсите), северная Эстония

Как исходные породы для большинства обычных нефтяных резервуаров , месторождения горючего сланца встречаются во всех мировых нефтяных провинциях, хотя большинство из них слишком глубоки, чтобы их можно было эксплуатировать экономически. [27] Как и в случае со всеми нефтяными и газовыми ресурсами, аналитики различают ресурсы горючего сланца и запасы горючего сланца. «Ресурсы» относятся ко всем месторождениям горючего сланца, в то время как «запасы» представляют собой те месторождения, из которых производители могут извлекать горючий сланец экономически эффективно, используя существующие технологии. Поскольку технологии добычи постоянно развиваются, планировщики могут только оценить количество извлекаемого керогена. [10] [1] Хотя ресурсы горючего сланца встречаются во многих странах, только 33 страны обладают известными месторождениями потенциальной экономической ценности. [28] [29] Хорошо изученные месторождения, потенциально классифицируемые как запасы, включают месторождения Грин-Ривер на западе США , третичные месторождения в Квинсленде , Австралия, месторождения в Швеции и Эстонии, месторождение Эль-Ладжун в Иордании и месторождения во Франции, Германии, Бразилии, Китае, южной Монголии и России. Эти месторождения породили ожидания получения не менее 40 литров сланцевого масла на тонну горючего сланца, используя анализ Фишера . [1] [15]

По оценкам 2016 года, общие мировые ресурсы сланца эквивалентны добыче 6,05 триллиона баррелей (962 миллиарда кубических метров) сланцевой нефти, при этом крупнейшие месторождения ресурсов в Соединенных Штатах составляют более 80% от общего мирового ресурса. [6] Для сравнения, в то же время доказанные мировые запасы нефти оцениваются в 1,6976 триллиона баррелей (269,90 миллиарда кубических метров). [30] Крупнейшие месторождения в мире находятся в Соединенных Штатах в формации Грин-Ривер, которая охватывает части Колорадо , Юты и Вайоминга ; около 70% этих ресурсов залегают на землях, принадлежащих или управляемых федеральным правительством Соединенных Штатов. [31] Месторождения в Соединенных Штатах составляют более 80% мировых ресурсов; другими значительными держателями ресурсов являются Китай, Россия и Бразилия. [6] Количество экономически извлекаемого сланца неизвестно. [27]

История

Добыча горючего сланца в миллионах метрических тонн с 1880 по 2010 год. Источник: Пьер Алликс, Алан К. Бернхэм. [32]

Люди использовали горючий сланец в качестве топлива с доисторических времен, поскольку он обычно сгорает без какой-либо обработки. [33] Около 3000 г. до н. э. «каменное масло» использовалось в Месопотамии для строительства дорог и изготовления архитектурных клеев. [34] Британцы железного века использовали податливые горючие сланцы для изготовления гробниц для захоронений, [35] или просто полировали их для создания украшений. [36]

В X веке арабский врач Масавайх аль-Мардини (Месуэ Младший) описал метод извлечения нефти из «какого-то битуминозного сланца». [37] Первым патентом на извлечение нефти из горючего сланца был патент британской короны 330, выданный в 1694 году Мартину Или, Томасу Хэнкоку и Уильяму Портлоку, которые «нашли способ извлекать и производить большие количества смолы, дегтя и масла из определенного вида камня». [34] [38] [39]

Современная промышленная добыча сланца началась в 1837 году в Отене , Франция, за которой последовала эксплуатация в Шотландии, Германии и ряде других стран. [40] [41] В течение 19 века операции были сосредоточены на производстве керосина , лампового масла и парафина ; эти продукты помогли удовлетворить растущий спрос на освещение, возникший во время промышленной революции , который поставлялся из шотландских сланцев. [42] Также производились мазут, смазочное масло и смазка, а также сульфат аммония . [43] Шотландское производство достигло пика примерно в 1913 году, когда работало 120 сланцевых заводов, [44] производя 3 332 000 тонн сланца, что составляло около 2% мирового производства нефти. [45] Шотландская сланцевая промышленность расширилась непосредственно перед Первой мировой войной отчасти из-за ограниченного доступа к обычным нефтяным ресурсам и массового производства автомобилей и грузовиков, что сопровождалось ростом потребления бензина; но в основном потому, что Британскому Адмиралтейству требовался надежный источник топлива для своего флота, поскольку в Европе надвигалась война.

Сланцевые шахты Отун

Хотя эстонская и китайская сланцевая промышленность продолжала расти после Второй мировой войны , большинство других стран отказались от своих проектов из-за высоких затрат на переработку и доступности более дешевой нефти. [1] [41] [46] [47] После нефтяного кризиса 1973 года мировое производство сланца достигло пика в 46 миллионов тонн в 1980 году, прежде чем упасть примерно до 16 миллионов тонн в 2000 году из-за конкуренции со стороны дешевой обычной нефти в 1980-х годах . [11] [28]

2 мая 1982 года, в некоторые круги известный как «Черное воскресенье», Exxon отменила свой проект по добыче сланцевой нефти Colony Shale Oil стоимостью 5 миллиардов долларов США около Парашюта, штат Колорадо , из-за низких цен на нефть и возросших расходов, уволив более 2000 рабочих и оставив после себя след из конфискаций домов и банкротств малого бизнеса. [48] В 1986 году президент Рональд Рейган подписал закон о консолидированном всеобъемлющем бюджетном согласовании 1985 года , который, среди прочего, отменил Программу США по производству синтетического жидкого топлива . [49]

Глобальная сланцевая промышленность начала возрождаться в начале 21 века. В 2003 году в США возобновилась программа разработки сланцевой нефти. Власти ввели программу коммерческой аренды, разрешающую добычу сланца и нефтяных песков на федеральных землях в 2005 году в соответствии с Законом об энергетической политике 2005 года . [50] [51]

Промышленность

Фотография экспериментального объекта по добыче сланцевой нефти компании Shell Oil in situ в бассейне Пайсенс на северо-западе Колорадо. В центре фотографии на земле лежат несколько нефтедобывающих труб. На заднем плане видны несколько нефтяных насосов.
Экспериментальный завод Shell по добыче сланца на месте залегания , бассейн Пайсанс, штат Колорадо, США

По состоянию на 2008 год сланец в основном используется в Бразилии, Китае, Эстонии и в некоторой степени в Германии и России. Несколько дополнительных стран начали оценивать свои запасы или построили экспериментальные производственные установки, в то время как другие постепенно свернули свою сланцевую промышленность. [9] Сланец используется для добычи нефти в Эстонии, Бразилии и Китае; для выработки электроэнергии в Эстонии, Китае и Германии; для производства цемента в Эстонии, Германии и Китае; и для использования в химической промышленности в Китае, Эстонии и России. [9] [47] [52] [53]

По состоянию на 2009 год 80% сланца, используемого в мире, добывается в Эстонии , в основном потому, что Эстония использует несколько электростанций, работающих на сланце , [52] [54] установленная мощность которых составляет 2967  мегаватт (МВт). Для сравнения, сланцевые электростанции Китая имеют установленную мощность 12 МВт, а Германии — 9,9 МВт. [28] [55] Сланцевая электростанция мощностью 470 МВт строится в Иордании по состоянию на 2020 год. [56] Израиль, Румыния и Россия в прошлом эксплуатировали электростанции, работающие на сланце, но закрыли их или перешли на другие источники топлива, такие как природный газ . [9] [28] [57] Другие страны, такие как Египет, планировали построить электростанции, работающие на сланце, в то время как Канада и Турция планировали сжигать сланец вместе с углем для выработки электроэнергии. [28] [58] Сланец служит основным топливом для выработки электроэнергии только в Эстонии, где 90,3% электроэнергии страны в 2016 году было произведено из сланца. [59]

По данным Всемирного энергетического совета , в 2008 году общее производство сланцевого масла из горючего сланца составило 930 000 тонн, что эквивалентно 17 700 баррелям в день (2 810 м 3 /д), из которых Китай произвел 375 000 тонн, Эстония — 355 000 тонн, а Бразилия — 200 000 тонн. [60] Для сравнения, производство обычной нефти и сжиженного природного газа в 2008 году составило 3,95 млрд тонн или 82,1 млн баррелей в день (13,1 × 10 6  м 3 /д). [61]^

Добыча и переработка

Вертикальная блок-схема начинается с месторождения горючего сланца и следует за двумя основными ветвями. Обычные процессы ex situ, показанные справа, проходят через добычу, дробление и перегонку. Отмечен выход отработанного сланца. Потоки процессов in situ показаны в левой ветви блок-схемы. Месторождение может быть или не быть раздроблено; в любом случае месторождение перегоняется в реторте, и нефть извлекается. Две основные ветви сходятся в нижней части диаграммы, указывая на то, что за извлечением следует очистка, которая включает термическую и химическую обработку и гидрогенизацию, в результате чего получается жидкое топливо и полезные побочные продукты.
Обзор добычи сланцевой нефти
Добыча сланца. ВКГ Оямаа .

Большая часть добычи сланца включает добычу с последующей транспортировкой в ​​другое место, после чего сланец сжигается напрямую для выработки электроэнергии или подвергается дальнейшей переработке. Наиболее распространенные методы добычи включают открытую добычу и открытую добычу . Эти процедуры удаляют большую часть вышележащего материала, чтобы обнажить залежи сланца, и становятся практичными, когда залежи залегают близко к поверхности. Подземная добыча сланца , при которой удаляется меньше вышележащего материала, использует камерно-столбовой метод . [62]

Извлечение полезных компонентов горючего сланца обычно происходит над землей ( обработка ex-situ ), хотя несколько новых технологий выполняют это под землей (обработка на месте или in-situ ). [63] В любом случае химический процесс пиролиза преобразует кероген в горючем сланце в сланцевое масло ( синтетическую сырую нефть) и сланцевый газ. Большинство технологий преобразования включают нагревание сланца в отсутствие кислорода до температуры, при которой кероген разлагается (пиролизируется) на газ, конденсируемую нефть и твердый остаток. Обычно это происходит между 450  °C (842  °F ) и 500  °C (932  °F ). [10] Процесс разложения начинается при относительно низких температурах (300 °C или 572 °F), но протекает быстрее и полнее при более высоких температурах. [64]

Обработка на месте включает в себя нагревание горючего сланца под землей. Такие технологии потенциально могут извлекать больше нефти из заданной области земли, чем процессы ex-situ , поскольку они могут получить доступ к материалу на большей глубине, чем открытые шахты. Несколько компаний запатентовали методы для перегонки на месте . Однако большинство из этих методов остаются в экспериментальной фазе. Можно использовать два процесса in-situ : настоящая перегонка на месте не включает в себя добычу горючего сланца, в то время как модифицированная перегонка на месте включает в себя удаление части горючего сланца и вынос его на поверхность для модифицированной перегонки на месте с целью создания проницаемости для потока газа в щебневой трубе. Взрывчатые вещества разрушают месторождение горючего сланца. [65]

Существуют сотни патентов на технологии ретортинга сланца; [66] однако, только несколько десятков прошли испытания. К 2006 году в коммерческом использовании осталось только четыре технологии: Kiviter , Galoter , Fushun и Petrosix . [67]

Приложения и продукты

Горючий сланец используется в качестве топлива для тепловых электростанций, сжигая его (как уголь) для приведения в действие паровых турбин ; некоторые из этих установок используют полученное тепло для централизованного отопления домов и предприятий. Помимо использования в качестве топлива, горючий сланец может также использоваться в производстве специальных углеродных волокон , адсорбционных углей , сажи , фенолов , смол, клеев, дубильных веществ, мастики, дорожного битума, цемента, кирпичей, строительных и декоративных блоков, почвенных добавок, удобрений, минеральной ваты , стекла и фармацевтических продуктов. [52] Однако использование горючего сланца для производства этих изделий остается небольшим или находится только в экспериментальной разработке. [1] [68] Некоторые горючие сланцы дают серу , аммиак , глинозем , кальцинированную соду , уран и нахколит в качестве побочных продуктов добычи сланцевого масла. В период с 1946 по 1952 год морской тип диктионемового сланца использовался для добычи урана в Силламяэ , Эстония, а в период с 1950 по 1989 год Швеция использовала квасцовый сланец для тех же целей. [1] Сланцевый газ служил в качестве заменителя природного газа , но по состоянию на 2009 год добыча сланцевого газа в качестве заменителя природного газа оставалась экономически нецелесообразной. [69] [70]

Сланцевое масло, полученное из горючего сланца, не заменяет сырую нефть напрямую во всех приложениях. Оно может содержать более высокие концентрации олефинов , кислорода и азота, чем обычная сырая нефть. [49] Некоторые сланцевые масла могут иметь более высокое содержание серы или мышьяка . По сравнению с West Texas Intermediate , эталонным стандартом для сырой нефти на рынке фьючерсных контрактов , содержание серы в сланцевом масле Green River колеблется от около 0% до 4,9% (в среднем 0,76%), тогда как содержание серы в West Texas Intermediate имеет максимальное значение 0,42%. [71] Содержание серы в сланцевом масле из сланцев Иордании может достигать 9,5%. [72] Например, содержание мышьяка становится проблемой для горючего сланца формации Green River. Более высокие концентрации этих материалов означают, что нефть должна пройти значительную модернизацию ( гидроочистку ) перед тем, как служить сырьем для нефтеперерабатывающего завода . [73] Процессы надземной перегонки, как правило, давали сланцевую нефть с более низкой плотностью API, чем процессы in situ . Сланцевая нефть лучше всего подходит для производства средних дистиллятов , таких как керосин , реактивное топливо и дизельное топливо . Мировой спрос на эти средние дистилляты, особенно на дизельное топливо, быстро рос в 1990-х и 2000-х годах. [49] [74] Однако соответствующие процессы переработки, эквивалентные гидрокрекингу, могут преобразовать сланцевую нефть в более легкие углеводороды ( бензин ). [49]

Экономика

Панорамный вид на 360° завода Enefit280 в Эстонии , который перерабатывает 280 тонн сланца в час

Различные попытки разработки месторождений сланцевого сланца увенчались успехом только тогда, когда себестоимость добычи сланцевого масла в данном регионе оказалась ниже цены на сырую нефть или другие ее заменители ( цена безубыточности ). Согласно исследованию 2005 года, проведенному корпорацией RAND , себестоимость добычи барреля нефти на поверхностном комплексе ретортирования в Соединенных Штатах (включающем шахту, ретортную установку, установку по модернизации , вспомогательные коммунальные услуги и рекультивацию отработанного сланца) составит от 70 до 95 долларов США (440–600 долларов США/м 3 , скорректировано по значениям 2005 года). Эта оценка учитывает различные уровни качества керогена и эффективности извлечения. Для того чтобы вести прибыльную операцию, цена на сырую нефть должна была бы оставаться выше этих уровней. В анализе также обсуждалось ожидание того, что затраты на переработку снизятся после создания комплекса. Гипотетическая установка увидит снижение затрат на 35–70% после производства своих первых 500 миллионов баррелей (79 миллионов кубических метров). Предполагая увеличение добычи на 25 тысяч баррелей в день (4,0 × 10 3  м 3 /д) в течение каждого года после начала коммерческой добычи, RAND предсказал, что затраты снизятся до 35–48 долларов за баррель (220–300 долларов/м 3 ) в течение 12 лет. После достижения рубежа в 1 миллиард баррелей (160 миллионов кубических метров) затраты снизятся еще больше до 30–40 долларов за баррель (190–250 долларов/м 3 ). [52] [62] В 2010 году Международное энергетическое агентство подсчитало на основе различных пилотных проектов, что инвестиционные и эксплуатационные расходы будут аналогичны канадским нефтяным пескам , то есть будут экономически выгодными при ценах выше 60 долларов за баррель по текущим затратам. Эта цифра не учитывает ценообразование на углерод , которое добавит дополнительные затраты. [27] Согласно сценарию новой политики, представленному в докладе World Energy Outlook 2010 , цена в 50 долларов за тонну выбрасываемого CO2 добавляет дополнительные 7,50 долларов за баррель сланцевой нефти. [27] По состоянию на ноябрь 2021 года цена тонны CO2 превысила 60 долларов.^

В публикации 1972 года в журнале Pétrole Informations ( ISSN  0755-561X) добыча нефти из сланца сравнивалась с разжижением угля в невыгодном свете . В статье разжижение угля описывалось как менее затратное, дающее больше нефти и создающее меньшее воздействие на окружающую среду, чем добыча из сланца. В ней приводился коэффициент конверсии в 650 литров (170 галлонов США; 140 имп галлонов) нефти на тонну угля по сравнению со 150 литрами (40 галлонов США; 33 имп галлона) сланцевого масла на тонну сланца. [41]

Критическая мера жизнеспособности сланца как источника энергии заключается в соотношении энергии, производимой сланцем, к энергии, используемой при его добыче и переработке, соотношение, известное как « энергетический возврат инвестиций » (EROI). Исследование 1984 года оценило EROI различных известных месторождений сланца как варьирующееся от 0,7 до 13,3, [75] хотя известные проекты по добыче сланца утверждают EROI от 3 до 10. Согласно World Energy Outlook 2010, EROI переработки ex-situ обычно составляет от 4 до 5, в то время как переработки in-situ он может быть даже ниже 2. Однако, согласно МЭА, большую часть используемой энергии можно получить путем сжигания отработанного сланца или сланцевого газа. [27] Для повышения эффективности при перегонке сланца исследователи предложили и протестировали несколько процессов сопиролиза. [76] [77] [78]

Экологические соображения

Добыча горючего сланца влечет за собой многочисленные воздействия на окружающую среду, более выраженные при открытой добыче, чем при подземной. [79] К ним относятся кислотный дренаж, вызванный внезапным быстрым воздействием и последующим окислением ранее захороненных материалов; попадание металлов, включая ртуть [80] , в поверхностные и грунтовые воды; повышенная эрозия , выбросы сернистого газа; и загрязнение воздуха, вызванное образованием твердых частиц во время обработки, транспортировки и вспомогательных работ. [11] [12]

Добыча сланца может нанести ущерб биологической и рекреационной ценности земли и экосистемы в районе добычи. Сжигание и термическая обработка генерируют отходы. Кроме того, выбросы в атмосферу от переработки и сжигания сланца включают углекислый газ , парниковый газ . Экологи выступают против производства и использования сланца, поскольку он создает даже больше парниковых газов, чем обычное ископаемое топливо. [81] Экспериментальные процессы преобразования in situ и технологии улавливания и хранения углерода могут уменьшить некоторые из этих проблем в будущем, но в то же время они могут вызвать другие проблемы, включая загрязнение грунтовых вод . [82] Среди загрязнителей воды, обычно связанных с переработкой сланца, есть кислород и азот гетероциклические углеводороды. Обычно обнаруживаемые примеры включают производные хинолина , пиридин и различные алкилгомологи пиридина, такие как пиколин и лутидин . [83]

Проблемы с водой являются чувствительными вопросами в засушливых регионах, таких как западная часть США и пустыня Негев в Израиле , где существуют планы по расширению добычи сланца, несмотря на нехватку воды. [84] В зависимости от технологии, надземная перегонка использует от одного до пяти баррелей воды на баррель произведенного сланцевого масла. [62] [85] [86] [87] В программном заявлении о воздействии на окружающую среду 2008 года , выпущенном Бюро по управлению земельными ресурсами США , говорится, что поверхностная добыча и операции по перегонке производят от 2 до 10 галлонов США (от 7,6 до 37,9 л; от 1,7 до 8,3 имп галлона) сточных вод на 1 короткую тонну (0,91 т) переработанного сланца. [85] Переработка на месте , согласно одной оценке, использует примерно одну десятую воды. [88]

Активисты- экологи , включая членов Greenpeace , организовали мощные протесты против сланцевой промышленности. В результате Queensland Energy Resources в 2004 году приостановила реализацию проекта Stuart Oil Shale в Австралии. [11] [89]

Внеземной сланец

Некоторые кометы содержат огромное количество органического материала, почти идентичного высококачественному сланцу, эквивалентное кубическим километрам такого материала, смешанного с другими материалами; [90] например, соответствующие углеводороды были обнаружены во время пролета зонда через хвост кометы Галлея в 1986 году. [91]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghi Dyni, John R. (2006). "Геология и ресурсы некоторых мировых месторождений нефтяных сланцев" (PDF) . Отчет о научных исследованиях 2005–5294 . Отчет о научных исследованиях. Министерство внутренних дел США , Геологическая служба США . doi : 10.3133/sir29955294 . Получено 9 июля 2007 г. .
  2. ^ abc Hutton, AC (1987). «Петрографическая классификация нефтяных сланцев». International Journal of Coal Geology . 8 (3). Amsterdam: Elsevier : 203–231. doi :10.1016/0166-5162(87)90032-2. ISSN  0166-5162.
  3. ^ abcd WEC (2013), стр. 2.46
  4. ^ ab IEA (2013), стр. 424
  5. ^ ab Reinsalu, Enno; Aarna, Indrek (2015). "О технических терминах сланца и сланцевого масла" (PDF) . Oil Shale. Научно-технический журнал . 32 (4): 291–292. doi :10.3176/oil.2015.4.01. ISSN  0208-189X . Получено 16 января 2016 г. .
  6. ^ abc WEC (2016), стр. 16
  7. ^ Энергетическая безопасность Эстонии (PDF) (Отчет). Эстонский институт внешней политики. Сентябрь 2006 г. Архивировано из оригинала (PDF) 8 января 2012 г. Получено 20 октября 2007 г.
  8. ^ "Oil Shale and Other Unconventional Fuels Activities". Министерство энергетики США . Получено 9 февраля 2014 г.
  9. ^ abcd Dyni (2010), стр. 103–122.
  10. ^ abc Youngquist, Walter (1998). "Shale Oil – The Elusive Energy" (PDF) . Информационный бюллетень Hubbert Center (4). Colorado School of Mines . Получено 17 апреля 2008 г.
  11. ^ abcd Burnham, AK (20 августа 2003 г.). "Медленная радиочастотная обработка больших объемов нефтяного сланца для получения сланцевой нефти, похожей на нефть" (PDF) . Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса . UCRL-ID-155045. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2017 г. . Получено 28 июня 2007 г. .
  12. ^ ab "Воздействие горнодобывающей промышленности на окружающую среду" (PDF) . Справочник по характеристике и очистке заброшенных шахт . Агентство по охране окружающей среды США . Август 2000 г. стр. 3/1–3/11 . Получено 21 июня 2010 г. .
  13. ^ abc Отс, Арво (12 февраля 2007 г.). «Свойства и использование эстонского сланца на электростанциях» (PDF) . Energetika . 53 (2). Издательство Литовской академии наук: 8–18. Архивировано из оригинала (PDF) 29 октября 2016 г. Получено 6 мая 2011 г.
  14. ^ EIA (2006), стр. 53
  15. ^ abc Altun, NE; Hiçyilmaz, C.; Hwang, J.-Y.; Suat Bağci, A.; Kök, MV (2006). "Горючие сланцы в мире и Турции; запасы, текущая ситуация и будущие перспективы: обзор" (PDF) . Горючие сланцы. Научно-технический журнал . 23 (3). Издательство Эстонской академии: 211–227. doi :10.3176/oil.2006.3.02. ISSN  0208-189X. S2CID  53395288 . Получено 16 июня 2007 г. .
  16. ^ Хаттон, Адриан С. (1994). "Органическая петрография и нефтяные сланцы" (PDF) . Energeia . 5 (5). Университет Кентукки . Архивировано из оригинала (PDF) 4 октября 2013 г. . Получено 19 декабря 2012 г. .
  17. ^ abc Уров, К.; Сумберг, А. (1999). "Характеристики горючих сланцев и сланцеподобных пород известных месторождений и выходов на поверхность" (PDF) . Горючий сланец. Научно-технический журнал . 16 (3 Специальный). Издательство Эстонской академии: 1–64. doi :10.3176/oil.1999.3S. ISBN 978-9985-50-274-7. ISSN  0208-189X. S2CID  252572686 . Получено 22 сентября 2012 г. .
  18. ^ Ли (1990), стр. 10
  19. ^ Нилд, Тед (17 февраля 2007 г.). «Сланец века?». Геолог . 17 (2). Геологическое общество Лондона . Получено 4 февраля 2018 г.
  20. ^ О'Нил, Уильям Д. (11 июня 2001 г.). Нефть как стратегический фактор. Поставки нефти в первой половине 21-го века и их стратегические последствия для США (PDF) (Отчет). CNA Corporation. стр. 94–95 . Получено 19 апреля 2008 г.
  21. ^ Ферридей, Тим; Монтенари, Майкл (2016). «Хемостратиграфия и хемофации аналогов исходных пород: высокоразрешающий анализ последовательностей черных сланцев из формации Формигосо нижнего силура (Кантабрийские горы, северо-запад Испании)» . Стратиграфия и временные шкалы . 1 : 123–255. doi :10.1016/bs.sats.2016.10.004 – через Elsevier Science Direct.
  22. ^ ab Cane, RF (1976). «Происхождение и образование сланца». В Teh Fu Yen; Chilingar, George V. (ред.). Oil Shale . Амстердам: Elsevier. стр. 1–12, 56. ISBN 978-0-444-41408-3. Получено 5 июня 2009 г.
  23. ^ ab Dyni (2010), стр. 94
  24. ^ ван Кревелен (1993), стр. ?
  25. ^ Алали, Джамал (7 ноября 2006 г.). Иорданский сланец, доступность, распределение и инвестиционные возможности (PDF) . Международная конференция по сланцевому газу. Амман, Иордания. Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2008 г. . Получено 4 марта 2008 г.
  26. ^ Dyni (2010), стр. 95
  27. ^ abcde МЭА (2010), стр. 165–169.
  28. ^ abcde Брендоу, К. (2003). "Глобальные проблемы и перспективы сланцевой промышленности. Синтез симпозиума по сланцевой промышленности. 18–19 ноября, Таллин" (PDF) . Сланец. Научно-технический журнал . 20 (1). Издательство Эстонской академии: 81–92. doi :10.3176/oil.2003.1.09. ISSN  0208-189X. S2CID  252652047 . Получено 21 июля 2007 г. .
  29. ^ Qian, Jialin; Wang, Jianqiu; Li, Shuyuan (2003). "Oil Shale Development in China" (PDF) . Oil Shale. A Scientific-Technical Journal . 20 (3). Estonian Academy Publishers: 356–359. doi :10.3176/oil.2003.3S.08. ISSN  0208-189X. S2CID  130553387 . Получено 16 июня 2007 г. .
  30. ^ WEC (2016), стр. 14
  31. ^ "About Oil Shale". Аргоннская национальная лаборатория . Архивировано из оригинала 13 октября 2007 года . Получено 20 октября 2007 года .
  32. ^ Allix, Pierre; Burnham, Alan K. (1 декабря 2010 г.). «Coaxing Oil from Shale». Oilfield Review . 22 (4). Schlumberger : 6. Архивировано из оригинала (PDF) 6 января 2015 г. Получено 18 апреля 2012 г.
  33. ^ Несинтетическое использование сланца . Симпозиум по сланцу. Голден, Колорадо: Министерство энергетики США . 21 апреля 1987 г. OSTI  6567632.
  34. ^ ab Moody, Richard (20 апреля 2007 г.). UK Oil and Gas Shales — Definitions and Distribution in Time and Space. History of On-Shore Hydrocarbon Use in the UK. Weymouth : Geological Society of London . pp. 1–2 . Получено 6 сентября 2014 г. .
  35. ^ Каделл, Генри М. (1925). Скалы Западного Лотиана. Отчет о геологической и горнодобывающей истории округа Западный Лотиан (1-е изд.). Эдинбург: Оливер и Бойд. стр. 390.
  36. ^ Уэст, Ян (6 января 2008 г.). «Kimmeridge – The Blackstone – Oil Shale». Университет Саутгемптона . Получено 9 февраля 2014 г.
  37. ^ Форбс, Роберт Джеймс (1970). Краткая история искусства дистилляции от истоков до смерти Селье Блюменталя. Brill Publishers . С. 41–42. ISBN 978-90-04-00617-1.
  38. ^ Мушраш (1995), стр. 39
  39. ^ Кейн (1976), стр. 56
  40. ^ Dyni (2010), стр. 96
  41. ^ abc Laherrère, Jean (2005). "Обзор данных по нефтяным сланцам" (PDF) . Пик Хабберта. Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 г. . Получено 17 июня 2007 г. .
  42. ^ Doscher, Todd M. "Petroleum". MSN Encarta . Архивировано из оригинала 21 апреля 2008 года . Получено 22 апреля 2008 года .
  43. ^ "Oil Shale Committee-EMD". Американская ассоциация геологов-нефтяников . Получено 4 февраля 2018 г.
  44. ^ Каделл, Генри (1901). «Геология сланцевых месторождений Лотиана». Труды Эдинбургского геологического общества . 8 : 116–163. doi :10.1144/transed.8.1.116. S2CID  176768495.
  45. ^ "Краткая история шотландской сланцевой нефтяной промышленности". Музей шотландской сланцевой нефтяной промышленности . Архивировано из оригинала 25 сентября 2019 года . Получено 7 июля 2012 года .
  46. ^ Dyni (2010), стр. 97
  47. ^ ab Yin, Liang (7 ноября 2006 г.). Текущее состояние сланцевой промышленности в Фушуне, Китай (PDF) . Международная конференция по сланцевой промышленности. Амман , Иордания. Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 г. . Получено 29 июня 2007 г.
  48. ↑ Кольер, Роберт (4 сентября 2006 г.). «Добыча нефти из огромных сланцевых месторождений США». San Francisco Chronicle . Получено 19 декабря 2012 г.
  49. ^ abcd Эндрюс, Энтони (13 апреля 2006 г.). Сланцевая нефть: история, стимулы и политика (PDF) (Отчет). Исследовательская служба Конгресса . Получено 25 июня 2007 г.
  50. ^ "Номинации на аренду участков для исследований сланцевой нефти демонстрируют значительный интерес к развитию энергетических технологий" (пресс-релиз). Бюро по управлению земельными ресурсами. 20 сентября 2005 г. Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 г. Получено 10 июля 2007 г.
  51. ^ "Что содержится в программной EIS по лизингу нефтяных сланцев и битуминозных песков". Информационный центр программной EIS по лизингу нефтяных сланцев и битуминозных песков. Архивировано из оригинала 3 июля 2007 г. Получено 10 июля 2007 г.
  52. ^ abcd Francu, Juraj; Harvie, Barbra; Laenen, Ben; Siirde, Andres; Veiderma, Mihkel (май 2007 г.). Исследование сланцевой промышленности ЕС в свете опыта Эстонии. Отчет EASAC Комитету по промышленности, исследованиям и энергетике Европейского парламента (PDF) (Отчет). European Academies Science Advisory Council. стр. 12–13, 18–19, 23–24, 28. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2011 г. . Получено 21 июня 2010 г. .
  53. ^ Алали, Джамал; Абу Салах, Абдельфаттах; Ясин, Суха М.; Аль Омари, Васфи (2006). Сланец в Иордании (PDF) (Отчет). Управление природных ресурсов Иордании . Проверено 11 июня 2017 г.
  54. ^ "Важность будущих планов развития сланцевой промышленности для Эстонии". Министерство экономики и коммуникаций Эстонии. 8 июня 2009 г. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 г. Получено 2 сентября 2009 г.
  55. ^ Цянь, Цзялинь; Ван, Цзяньцю; Ли, Шуюань (15 октября 2007 г.). Годовой прогресс в китайском сланцевом бизнесе (PDF) . 27-й симпозиум по сланцевому газу. Голден, Колорадо : Китайский нефтяной университет . Получено 6 мая 2011 г.
  56. ^ Аль-Халиди, Сулейман (16 марта 2017 г.). «Иордания продвигается вперед с $2,1 млрд. сланцевой электростанции». Reuters . Получено 23 октября 2020 г.
  57. ^ Азулай, Ювал (22 марта 2011 г.). «Мы не осушаем Мертвое море». Globes . Получено 9 февраля 2014 г.
  58. ^ Хамарнех, Юсеф; Алали, Джамал; Савагед, Сюзан (1998). Разработка ресурсов сланцевой нефти в Иордании (отчет). Амман: Управление природных ресурсов Иордании.
  59. ^ Бегер, Марилис, изд. (2017). Сланцевая промышленность Эстонии. Ежегодник 2016 (PDF) . Eesti Energia, VKG, KKT, Таллиннский технологический университет. п. 18 . Проверено 29 января 2018 г.
  60. ^ Dyni (2010), стр. 101–102.
  61. ^ Dyni (2010), стр. 59–61
  62. ^ abc Bartis, James T.; LaTourrette, Tom; Dixon, Lloyd; Peterson, DJ; Cecchine, Gary (2005). Разработка сланцевой нефти в Соединенных Штатах. Перспективы и вопросы политики. Подготовлено для Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США (PDF) . RAND Corporation . ISBN 978-0-8330-3848-7. Получено 29 июня 2007 г.
  63. ^ Бернхэм, Алан К.; Макконахи, Джеймс Р. (16 октября 2006 г.). Сравнение приемлемости различных процессов переработки сланца (PDF) . 26-й симпозиум по сланцу. Голден, Колорадо : Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора . UCRL-CONF-226717. Архивировано из оригинала (PDF) 13 февраля 2016 г. Получено 23 июня 2007 г.
  64. ^ Koel, Mihkel (1999). "Эстонский сланец". Oil Shale. Научно-технический журнал (Extra). Estonian Academy Publishers. ISSN  0208-189X . Получено 21 июля 2007 г.
  65. ^ Джонсон, Гарри Р.; Кроуфорд, Питер М.; Бангер, Джеймс У. (март 2004 г.). Стратегическое значение ресурсов сланцевой нефти Америки. Том II Ресурсы сланцевой нефти, технологии и экономика (PDF) (Отчет). Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала (PDF) 13 ноября 2018 г. . Получено 24 сентября 2017 г. .
  66. ^ "Процесс извлечения углеводородов из сланца". FreePatentsOnline . Получено 3 ноября 2007 г.
  67. ^ Qian, Jialin; Wang, Jianqiu (7 ноября 2006 г.). Мировые технологии перегонки сланца (PDF) . Международная конференция по сланцу: последние тенденции в сланце. Амман , Иордания. Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2008 г. . Получено 29 июня 2007 г.
  68. ^ Dyni (2010), стр. 98
  69. ^ Schora, FC; Tarman, PB; Feldkirchner, HL; Weil , SA (1976). «Углеводородное топливо из сланца». Труды . 1. Американский институт инженеров-химиков : 325–330. Bibcode : 1976iece.conf..325S. A77-12662 02-44.
  70. ^ Валгма, Инго. "Карта истории добычи сланца в Эстонии". Горный институт Таллиннского технического университета . Архивировано из оригинала 17 августа 2014 года . Получено 21 июля 2007 года .
  71. ^ Dyni, John R. (1 апреля 1983 г.). «Распределение и происхождение серы в сланце Колорадо». Труды 16-го симпозиума по сланцам . Геологическая служба США: 144–159. OSTI  5232531. CONF-830434-.
  72. ^ Аль-Харахшех, Аднан; Аль-Отум, Авни Й.; Шавабкех, Рейад А. (16 октября 2003 г.). «Распределение серы во фракциях нефти, полученных путем термического крекинга иорданского нефтяного сланца Эль-Ладжун». Energy . 30 (15) (опубликовано в ноябре 2005 г.): 2784–2795. doi :10.1016/j.energy.2005.01.013.
  73. ^ Ли (1990), стр. 6
  74. ^ «Заявление Дэниела Ергина, председателя Cambridge Energy Research Associates, перед Комитетом по энергетике и торговле Палаты представителей США». Палата представителей США . 4 мая 2006 г. Получено 19 декабря 2012 г.
  75. ^ Кливленд, Катлер Дж.; Костанца, Роберт; Холл, Чарльз А.С.; Кауфманн, Роберт (31 августа 1984 г.). «Энергия и экономика США: биофизическая перспектива». Science . 225 (4665). Американская ассоциация содействия развитию науки : 890–897. Bibcode :1984Sci...225..890C. doi :10.1126/science.225.4665.890. ISSN  0036-8075. PMID  17779848. S2CID  2875906.
  76. ^ Тиикма, Лайне; Йоханнес, Илле; Луйк, Ханс (март 2006 г.). «Фиксация хлора, выделяющегося при пиролизе отходов ПВХ эстонскими нефтяными сланцами». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 75 (2): 205–210. doi :10.1016/j.jaap.2005.06.001.
  77. ^ Вески, Р.; Палу, В.; Круусемент, К. (2006). "Совместное сжижение кукерситового сланца и сосновой древесины в сверхкритической воде" (PDF) . Сланец. Научно-технический журнал . 23 (3). Издательство Эстонской академии: 236–248. doi :10.3176/oil.2006.3.04. ISSN  0208-189X. S2CID  59478829 . Получено 16 июня 2007 г. .
  78. ^ Абулкас, А.; Эль Харфи, К.; Эль Буадили, А.; Бенчанаа, М.; Мохлиссе, А.; Оутзурит, А. (2007). "Кинетика совместного пиролиза сланца Тарфая (Марокко) с полиэтиленом высокой плотности" (PDF) . Сланец. Научно-технический журнал . 24 (1). Издательство Эстонской академии: 15–33. doi :10.3176/oil.2007.1.04. ISSN  0208-189X. S2CID  55932225 . Получено 16 июня 2007 г. .
  79. ^ Миттал, Ану К. (10 мая 2012 г.). «Нетрадиционная добыча нефти и газа. Возможности и проблемы разработки сланцевой нефти» (PDF) . Счетная палата США . Получено 22 декабря 2012 г.
  80. ^ Западный сланец имеет высокое содержание ртути http://www.westernresearch.org/uploadedFiles/Energy_and_Environmental_Technology/Unconventional_Fuels/Oil_Shale/MercuryinOilShale.pdf Архивировано 19 июля 2011 г. на Wayback Machine
  81. ^ Driving It Home. Выбор правильного пути для обеспечения транспортного будущего Северной Америки (PDF) (Отчет). Совет по защите природных ресурсов . Июнь 2007 г. Получено 19 апреля 2008 г.
  82. ^ Бартис, Джим (26 октября 2006 г.). Обзор нетрадиционных жидких видов топлива (PDF) . Всемирная нефтяная конференция. Ассоциация по изучению пиковой добычи нефти и газа – США. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г. Получено 28 июня 2007 г.
  83. ^ Sims, GK и EJ O'Loughlin. 1989. Деградация пиридинов в окружающей среде. CRC Critical Reviews in Environmental Control. 19(4): 309–340.
  84. ^ Спекман, Стивен (22 марта 2008 г.). «Сланцевая „лихорадка“ вызывает беспокойство». Deseret Morning News . Архивировано из оригинала 16 ноября 2010 г. Получено 6 мая 2011 г.
  85. ^ ab "Глава 4. Эффекты технологий переработки сланца" (PDF) . Предлагаемые поправки к плану управления ресурсами сланца и битуминозных песков для решения вопросов распределения земель в Колорадо, Юте и Вайоминге и окончательное программное заявление о воздействии на окружающую среду . Бюро по управлению земельными ресурсами . Сентябрь 2008 г. С. 4‑3. FES 08-32. Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2010 г. Получено 7 августа 2010 г.
  86. ^ "Критики взимают плату за энергию и воду, необходимые для добычи сланца, что может нанести вред окружающей среде". US Water News Online. Июль 2007 г. Архивировано из оригинала 18 июня 2008 г. Получено 1 апреля 2008 г.
  87. ^ Аль-Айед, Омар (2008). "Jordan Oil Shale Project". Al-Balqa` Applied University . Архивировано из оригинала 3 июня 2008 года . Получено 15 августа 2008 года .
  88. ^ Фишер, Перри А. (август 2005 г.). «Надежды на сланцевую нефть возрождаются». Журнал World Oil . Gulf Publishing Company . Архивировано из оригинала 9 ноября 2006 г. Получено 1 апреля 2008 г.
  89. ^ "Greenpeace доволен частичным закрытием завода по переработке сланцевого масла". Australian Broadcasting Corporation . 22 июля 2004 г. Получено 19 мая 2008 г.
  90. ^ Доктор А. Зупперо, Министерство энергетики США, Национальная инженерная лаборатория Айдахо. Открытие водяного льда почти повсюду в Солнечной системе
  91. ^ Хюбнер, Вальтер Ф., ред. (1990). Физика и химия комет . Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-74805-9.

Библиография

Внешние ссылки

Послушайте эту статью ( 29 минут )
Разговорный значок Википедии
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 26 мая 2008 года и не отражает последующие правки. ( 2008-05-26 )
( Аудиопомощь  · Больше устных статей )
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Нефтяной сланец» .
В Викиресурсе имеется текст статьи « Битуминозные сланцы » из Новой международной энциклопедии 1905 года .