我国常规能源及非常规能源分部现状

我国常规能源及非常规能源分部现状摘要：能源作为人类社会进步和发展的重要物质基础,是实现经济增长的重要投入因素,它主要是指能提供能量的自然资源,包括煤炭、石油、天然气、水力、风力、原子能、太阳能和地热能等。依科学技术发展水平划分,能源可分为常规能源和非常规能源。常规能源是指在不同历史时期的科学技术水平下被人们广泛应用的能源,现阶段常规能源主要包括煤、石油、天然气以及核裂变能和水能五种。非常规能源是指正处在研究阶段,且尚未大规模利用的能源,如太阳能、风能、海洋能、核聚变能等。能源是现代经济增长的物质基础,经济增长的投入需要有能源为其提供动力,经济运转规模和程度受到能源供给的制约。能源产业具有较强的产业关联性,作为国民经济发展的基础产业,能源产业发展水平直接关系到国家的经济发展水平,能源结构则影响着社会生产方式的转变和产业结构的优化。0前言常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。非常规能源是指不能以常规的技术手段进行勘探开采的另一类能源资源，其埋藏赋存状态与常规能源有较大区别，开发难度大，费用高。只要指油页岩，油砂岩，煤层气，页岩气，天然气水合物，干热岩等。在上述非常规能源中，除了潜力巨大的天然气水合物因生产技术尚处于研发阶段外，其它几类资源的勘察与开发活动非常活跃。[1-5]1世界主要常规能源1.1煤炭煤炭是指植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩。中国煤炭产业主要包括煤炭开采和洗选业，即对各种煤炭进行开采、洗选、和分级等生产活动的产业。作为能源产品，煤炭同时也是矿产品和大宗货物，因此影响煤炭产业的因素很多。主要包括供应成本，环境和技术以及政府决策等等。1.2石油石油是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油的成油机理有生化沉积变油和石化油两种学说，前者较广为接受，认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于生物沉积变油，不可再生;后者认为石油是由地壳内本身的碳生成，与生物无关，可再生。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品，如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。1.3天然气天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称，比重约0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。2世界主要非常规能源2.1油页岩油页岩广泛产于寒武纪至第三系，主要分布在美国、扎伊尔、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大。世界油页岩的储量约为4539亿吨，超过了目前石油储量，其中美国就有3000多亿吨。中国排名第二，油页岩储量为476亿吨。但是，世界上大多数国家的油页岩地质勘查程度不够，研究程度很低，目前只有美国、中国、澳大利亚、瑞典、爱沙尼亚等国的部分油页岩做了详细的勘探和评价工作，查明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。[6-10]2.2油砂全球油砂资源储量巨大。据美国地质调查局统计，世界油砂可采储量约为1035亿M3，占世界石油可采储量的30%以上，主要分布于中生代，新生代的环太平洋构造带和阿尔卑斯构造带，主要油砂资源国有加拿大，俄罗斯，委内瑞拉，尼日利亚和美国，据加拿大阿尔伯达省能源局估计，其油砂油远景资源储有量约有2200亿吨，其中可采资源量约有410吨。美国油砂资源也较丰富，主要富集于阿拉斯加州和犹他州，依美国能源局估计，目前已知美国油砂资源储量约有110亿吨。2.3煤层气全球煤层气资源量为256.3亿M3，约为常规天然气资源量的50%；其中俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚5国的煤层气资源量占到了全球总量的90%。2.4致密砂岩气美国能源信息署评估表明，世界致密气超过209.7万亿M3，而有些估算超过了850万亿M3，技术可采的致密气储量介于10.5万~24万亿M3，而实际可生产天然气的比例将取决于关键技术（三维地震、水平钻井和水力压裂）的可用性，净成本和气体价格美国的技术。美国的技术可采致密气资源量近8.8万亿M3.在美国，有着长期生产史的多个致密砂岩气项目正在进行。而其他国家的致密砂岩气区块正处在试验和开发阶段，包括加拿大（西加拿大沉积盆地）；澳大利亚（帕斯，吉普斯兰和库帕盆地）；中国（鄂尔多斯盆地）和乌克兰（顿涅茨克-第聂伯盆地）。2.5页岩气美国能源信息署评估表明，截止2010年1月1日，全球页岩气资源量为456.2万亿M3，页岩气可采资源量为187.5万亿M3，主要分布在中国，美国，南非，澳大利亚，加拿大，利比亚，阿尔及利亚和巴西。页岩气的特点是：○1分布范围广，主要分布在海相地层；○2沉积厚度大，一般厚度介于300~500M，单层厚度大于50M；○3有机质含量普遍大于2%○4开采寿命长，一般为30~50a。2.6天然气水合物据美国、俄罗斯、日本等的研究成果，全球陆地天然气水合物总资源量为2830亿M3海洋为85000万亿立方米，相当于已探明化石燃料总含碳量的2倍多，可采年限大于1000年。天然气水合物主要存在于世界范围内的沟盆体系、路破体系、边缘海盆陆缘，尤其是与泥火山、热水活动及大型断裂构造的深海盆地中。另外还包括扩张盆地和北极的永久冰川冻土区。[11-12]3世界主要常规能源开采现状在煤炭中国最大，占53.1%;在石油与天然气方面，中国的贡献居于中等水平，分别占15.45%和11%。中国为世界上第一大能源生产和消费国，2014年，一次能源生产总量为36.0亿吨标准煤，同比增长0.5%;消费总量为42.6亿吨标准煤，增长2.2%;能源自给率为84.5%。能源结构不断改善，煤炭比重不断下降，天然气等清洁能源比重不断上升。2014年能源消费结构为:煤炭占66.0%，水电、风电、核电、天然气等占16.9%。原油产量2.11亿t，增长0.7%，居第四位。天然气产量1301.6亿m3，增长7.7%，居第六位。2015年上半年，原油产量1.06亿t，同比增长2.1%;天然气630亿m3，增长2.5%。[13-15]2012年中国与典型国家的矿物资源产量对比见表14世界主要非常规能源开采现状目前煤层气的开采方式主要有两种:一种为地面开采方式,通过地面钻井方式进行开采,目前国内已经建成产能大约7.5×108m3/a;另一种为煤矿井下抽放开采,2007年井下抽放产能大约为47×108m3/a。我国地质构造普遍比较复杂,受多期构造活动影响,煤层渗透率、储层的压力普遍偏低,给开采带来一定的技术难度,经过近20a的发展,煤层气勘探技术已经比较成熟,开发技术已经取得突破,煤层气正处于快速发展的时期,就目前煤层气产量与资源量比例关系来看,煤层气还有很大的发展潜力。天然气水合物的开采是一项世界性的难题,海底天然气水合物开采方式和控制方法不当,可能导致海底失稳,大量天然气水合物释放到大气之中,引起强烈的温室效应,将使全球气候发生灾难性的改变。目前世界年利用油页岩矿石有2810万吨，其中69%用于发电、供热，25%用于提炼页岩油，5%用于建筑农业方面。世界从事油页岩燃烧发电的国家主要有爱沙尼亚，中国，巴西等，2010年全球油页岩产量达到120万吨。加拿大首先突破油砂油高产技术，是世界上唯一实现商业化生产的国家，其油砂油产量增长迅速。2010年超过0.7亿吨，油砂开采和提炼成本的大幅度下降和国际石油价格的持续上涨使加拿大成为国际石油大亨们竞相抢占的市场。5世界非常规能源发展趋势随着世界经济不断发展，对能源需求不断增加，常规能源已经不能满足经济社会需求的快速增长，人们纷纷把目光转向非常规能源。非常规能源以其储量大、分布集中、开发技术进步等特点成为世界能源市场的新宠。非常规能源是未来全球能源的发展方向，世界上许多国家制定了可再生能源发展规划的战略目标，欧盟是世界上新能源发展最快的地区。北欧部分国家提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标，并均已付诸于行动，与新能源巨大的资源潜力和全球的能源需求相比，目前新能源开发利用量还只是冰山一角，新能源未来发展潜力可见一斑。6我国对非常规能源的战略需求我国非常规能源的勘探开发已经处于中期阶段。我国非常规油气资源丰富，开发潜力大，大力开发利用我国非常规油气资源是我国能源领域的一项重要战略决策。发展非常规资源是国家能源安全的需要。我国经济长期保持较快速度发展对能源资源的需求日益增大，供需矛盾日益突出。2008年原油产量超过1.89×108t,部分老油田的开发进入了“双高阶段”,其主力油田综合含水高达90%,油田可采储量的采出程度高达80%,开发难度越来越大。开发丰富的非常规资源可以缓解我国日益严峻的能源压力,在能源安全方面具有重要的意义。我国应借鉴国外非常规能源发展的技术理论以及产业化模式尽快实现非常规能源的规模开发。同时加大非常规油能源理论创新,研发适用于我国地质特点的技术设备,促进非常规能源有效开发,缓解能源短缺的局面。[16-20]7非常规能源的开发思路7.1因地制宜，充分利用非常规能源今年来，资源枯竭的前景已显端倪，化石能源使用造成的的环境污染、生态退化、全球变暖日益严重，因而人们把眼光投向非常规能源。非常规能源的根本特点是能量密度低、随机性大，不可控因素多，和一个国家，一个地区经济，资源分布，人口分布、人均占有量、用能形式、技术水平、社会发展阶段等有十分紧密的联系，适用的技术和所起的作用必然是各不相同。所以非常规能源的应用一定要从基本国情，从各地区的基本情况出发。7.2依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效清洁化的能源利用道路中国有自己的国情，中国能源资源结构的特点及中经济的特殊，决定在可预见的未来，我国已煤炭为主的能源结构将不大可能改变，我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在，这就要求中国的能源政策应有别与别的国家，鉴于我国人口多，能源资源特别是优质资源有限，以及正处于工业化进程中等情况，应特别注意依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，寻求能源的清洁化利用，积极倡导能源，环境和经济的可持续化发展。8结论非常规能源具有广阔的开发前景，从环保和健康角度考虑，非常规能源要优于常规能源，还有助于减少系统损耗。我国应该加大非常规能源方面的研究，并尽快使其产业化，规模化。参考文献[1]王淑玲,张炜,张桂平,孙张涛.非常规能源开发利用现状及趋势[J].中国矿业,2013,02:5-8.[2]闫存章,黄玉珍,葛春梅,董大忠,程克明.页岩气是潜力巨大的非常规天然气资源[J].天然气工业,2009,05:1-6+133.[3]胡文瑞,翟光明,李景明.中国非常规油气的潜力和发展[J].中国工程科学,2010,05:25-29+63.[4]胡文瑞.开发非常规天然气是利用低碳资源的现实最佳选择[J].天然气工业,2010,09:1-8+117.[5]雷群,王红岩,赵群,刘德勋.国内外非常规油气资源勘探开发现状及建议[J].天然气工业,2008,12:7-10+134.[6]翟光明.关于非常规油气资源勘探开发的几点思考[J].天然气工业,2008,12:1-3+133.[7]郭永刚,许修强,王红岩,郑德温,张一舸,侯庆贺.非常规能源油页岩开发利用的研究进展[J].江苏化工,2008,02:6-9.[8]王淑玲,张炜,张桂平,孙张涛.非常规能源开发利用现状及趋势[J].中国矿业,2013,02:5-8.[9]李瑞峰.中国煤炭市场分析与研究[J].煤炭工程,2013,01:1-3.[10]张海龙.中国新能源发展研究[D].吉林大学,2014.[11]方小美,陈明霜.页岩气开发将改变全球天然气市场格局——美国能源信息署(EIA)公布全球页岩气资源初评结果[J].国际石油经济,2011,06:40-44+111.[12]中央党校课题组,曹新.中国新能源发展战略问题研究[J].经济研究参考,2011,52:2-19+30.[13].《中国矿产资源报告(2015)》解读