新疆非常规能源发展研究

2017-02-04吾满江·艾力姚亚明张俊敏郭辉赵斐赵娟娟

创新科技 2017年11期

吾满江·艾力姚亚明张俊敏郭辉赵斐赵娟娟

[摘要]近些年，随着国际上非常规能源的成功开采和利用，改变了过去世界能源二元结构的格局，形成了三足鼎立的局面。新疆非常规能源资源十分丰富，且具备这方面的人才与技术，加之政府政策上的大力支持，很快可以获得全方位的突破。实现新疆非常规能源的商业化开采，建设大美新疆，为丝绸之路经济带的发展添油加气。

[关键词]新疆;非常规能源;丝绸之路;时机;如何发展;思考

[中图分类号]F426 [文献标识码]A

[文章编号]1671-0000（2017）11-22-4

习近平总书记于2013年9月提出“一带一路”全球经济宏观战略，立刻受到全世界的广泛关注，特别是“一带一路”沿线国家的欢迎。“一带一路”全球战略已经全面启动，并且取得了丰硕的成果。作为丝绸之路经济带上具有重要地理、历史地位的新疆也迎来一个全新的发展机遇，已经在常规能源和新能源方面为国家做出贡献的新疆，由于还蕴藏着更为丰富的非常规能源，对于其的勘探开发利用，将会成为新丝绸之路经济带上一个新的亮点。

这是因为，这些年我国能源面临着比较突出的问题。首先是油气供需缺口大。2016年进口原油3.56亿吨，天然气733亿立方米，进口依存度分别达到64.4%、36.6%，特别是石油，已大大超过50%的心理防线，严重影响到国家能源战略安全;其次是能源结构不合理，煤炭占比高达62.4%，造成了严重的环境污染，并危及人们身体健康。

所以，我们亟需要解决这些问题。美国成功开采页岩气、煤层气，发展清洁化石能源，给我们带来了启示。2009年美国煤层气产量就达到560亿立方米，2016年页岩气产量更是达到3000亿立方米，从而成为世界第一大天然气生产国。

新疆是我国常规能源生产大区，新能源资源也非常丰富，同时也是页岩气、煤层气、油页岩等蕴藏量巨大的地区。据专家估算，新疆页岩气资源量可达26万亿立方米，煤层气资源量为9.5万亿立方米，油页岩资源量超过1200亿吨，在我国都处在靠前的位置。

因此，加快新疆非页岩气、煤层气等勘探、开采、利用，对于提高清洁能源占比，进一步提升新疆能源战略地位，服务于丝绸之路经济带具有重要的意义。

1 非常规能源开发的必要性

1.1 能源安全和环境保护的需要

我国能源存在着两个比较突出的问题：一是煤炭占比太大，二是油气短缺严重。人们虽然试着发展可再生清洁能源，但由于风能、太阳能、生物质油以及核能都存在诸多的问题，日前改观不大。从能源结构可以看出煤炭、石油、天然气仍占90%左右。

国务院多次提出要减少煤炭产能，而本身油气又缺，同时经济还要较快发展，对能源的需求不但不能减少，而且还要增加。日前比较现实和可行的就是发展清洁的非常规能源，以页岩气、煤层气、可燃冰为主。

1.2 非常规能源开始商业化开采

近些年，随着非常规能源的商业化开采，世界能源格局发生了显著的变化，即除了煤、油、气、电（煤电、水电）常规能源，和太阳能、风能、生物制油、核能新能源外，又出现了以煤层气、页岩气等为代表的一类能源，包括：致密油气、页岩油气、煤层气、深盆气、油页岩、油砂、沥青、稠油和天然气水合物。

它们的出现不仅缓解了当前常规能源紧缺（油气）、污染（煤）这样的局面，而且能源工艺技术更为安全、可靠，成本降低、便于推广，特别是非常规能源由于其种类多、资源大、分布广，为人类开拓了新的能源途径。澳大利亚、加拿大、美国等国已经在非常规能源开采上走到了世界的前列。

1.3 与常规能源同处沉积盆地之中

之所以被称作非常规能源，是相对于常规能源而言，它们之间有着密不可分的关系。无论是常规能源还是非常规能源，基本上都是形成并富存于沉积盆地之中，或者说与沉积盆地有密不可分的关系。它们基本上都是有机成因的（除了幔源气、火山气），且均发生在沉积盆地之中，也就是说没有沉积盆地就没有常规和非常规油气。

沉积盆地是在某一地质时期中沉积物具有较大堆积速率的地区，其中的沉积厚度比周邊地区要大得多。由于沉积盆地所处大地构造和地理位置的不同，结果造成沉积盆地的大小、式样、年龄、沉积物的类型和分布都大不相同，且随地质时期而变化。各盆地之间不仅差别很大，而且各具特色，尤其是在形成能源方面：有的可以形成能源，有的则不能形成能源;有的能源种类单一，有的能源种类多样;有的较为富集，有的则较为贫乏。

2 开发的可行性

2.1 国际上有成功开采非常规能源的先例

2010年美国页岩气产量超过1380亿立方米，占全国天然气年总产量的23%，超过俄罗斯成为全球第一大天然气生产国。2016年，美国页岩气产量更是高达3000亿立方米，比我国常规天然气产量还多1500亿立方米。美国页岩气开采量大幅提升，使美国对进口石油的依赖不断降低。

2009年美国煤层气年产量已达560亿立方米;截至2010年底，美国煤层气井共30 000余口，其中16 000口井在进行生产;2011年新增1799口煤层气井，美国煤层气产业开始进入稳定的发展阶段。日前，美国煤层气年产量已占天然气年总产量的8%～10%，对美国天然气的市场供应已形成重要的补充。

2.2 我国页岩气、可燃冰取得突破性进展

页岩气突破是在南方海相地层，以四川盆地为主，涪陵页岩气田探明地质储量6 008亿立方米，已累计产气突破150亿立方米，是中国最大的页岩气田。在近日举行的国家科学技术奖励大会上，中国石化勘探分公司等19家单位共同完成的“涪陵大型海相页岩气田高效勘探开发”项目，荣获了国家科学技术进步奖一等奖。该项日打破了国外技术垄断，实现了中国页岩气领域的重大突破。2016年全国页岩气产量78.82亿立方米。

南海海域是我国可燃冰最主要的分布区，全国可燃冰资源储存量约相当于1 000亿吨油当量，其中有近800亿吨在南海。2017年5月18日，我国南海神狐海域天然气水合物（又称“可燃冰”）试采实现连续187个小时的稳定产气。这是我国首次实现海域可燃冰试采成功，是“中国理论”“中国技术”“中国装备”所凝结而成的突出成就。

2.3 新疆非常规能源资源丰富，是下一步勘探开发的重点地区

2.3.1 页岩气开发潜力巨大，前景最为乐观。新疆含油气盆地发育，常规油气资源丰富，相应地页岩气资源也十分丰富。新疆页岩气预测资源量超过26万亿立方米，占我国页岩气资源量的20%以上。主要分布在塔里木盆地的海相页岩、准噶尔盆地和塔里木盆地的海陆过渡相页岩、准噶尔盆地和吐哈盆地的陆相页岩层中。

2.3.2 煤层气资源十分丰富，分布非常广泛。新疆煤炭资源十分丰富，相应地煤层气资源也十分可观。据中国科学院杨起院士评价结果，新疆煤层气资源量达9.5万亿立方米，占全国煤层埋藏深度2 000米以浅的煤层气总资源量36.81万亿立方米的21.7%。主要分布在三大盆地和伊犁等中小型盆地。其中准噶尔盆地3.5万亿立方米，吐哈盆地2.1万亿立方米，塔里木盆地1.0万亿立方米，伊犁盆地1.1万亿立方米，焉耆盆地0.4万亿立方米，三塘湖盆地1.2万亿立方米。

其中，准噶尔盆地资源丰度最高，平均每平方千米达3.1亿立方米，最大资源丰度值分布于阜康——乌鲁木齐一带。

2.3.3 油页岩储量相当可观，开采技术较为成熟。2004-2006年，我国对油页岩资源进行了首次评价，查明地质资源量为7199亿吨，折合成页岩油为476亿噸。其中，仅在煤炭开采过程中产生的油页岩就达到近千万吨。新疆油页岩资源潜力十分巨大，达1200亿吨，其中，作为全国三大含油页岩盆地之一的准噶尔盆地，仅其东南缘油页岩资源就达548亿吨。另外，国外学者卡洛尔（2007年）认为，在准噶尔盆地西缘、东南缘及吐鲁番盆地西部的广大地区，可能蕴藏着极其丰富的油页岩资源，甚至比美国绿河油页岩储量还多。

新疆准噶尔盆地油页岩矿带西起乌鲁木齐市妖魔山，东至奇台白杨沟，厚度可达281米。其含油率最高可达28%，平均含油率8%。中含油率油页岩比率可占到一半，低含油率和高含油率比例相当，大约各占1/4，高于我国油页岩总体水平。

3 新疆具有非常规能源开发利用的人才和技术基础

近年来，煤田地质局、科林思德公司、神华集团新疆分公司在煤层气资源评价、勘查选区、开采实验等方面进行了积极的探索;新疆广汇能源集团已成功在哈萨克斯坦进行油气开发，并且积极参与国土资源部第二轮页岩气开发招投标;新疆（成大）宝明能源有限公司在吉木萨尔进行油页岩开采实验，为非常规能源开采进行了一定的技术储备。

新疆工程学院始建于1958年，是一所以培养能源领域高级工程技术人才为主的普通本科院校，学院拥有一支结构合理、教学水平高、科研能力强的师资队伍。副高以上专业技术职称人员168人;具有博士、硕士学位的教师230余人;另有海内外著名高校、科研院所特聘教授、研究员数十人。师资队伍主要涉及采矿、地质、测绘、化工、机械、电气、安全、环境等多个工科领域，有6个自治区重点产业紧缺人才专业，3个自治区特色专业，2个自治区教学团队。学院建有中央财政支持的实训基地3个，自治区煤炭煤电煤化工公共实训基地1个，自治区新能源材料重点实验室1个，自治区教学示范实验中心1个，并与自治区16家科研院所签订校企合作协议。2016年获批自治区非常规能源博士后创新实践基地、非常规能源协同创新中心。

新疆工程学院与华北水利水电大学、中国科学院大学、西北大学、中国地质大学、中国矿业大学和中国科学院地质与地球物理研究所、中国石油大学非常规能源研究院、国家煤层气中心等著名高校和科研院所合作，就页岩气、煤层气、页岩油等非常规能源勘查、开采、炼制、利用中的理论和实践问题进行了有效的探索，汇聚了一批专业人才，掌握了一些工艺技术，申请了多项国家发明专利。

以上人才和技术储备为新疆非常规能源的开采利用奠定了良好基础。

4 主要开展工作和经济效益预测

4.1 开展主要工作非常规能源协同创新中心是自治区实施“新疆非常规能源开发行动计划”的桥头堡和智囊库，以此为综合研发协作平台，达到汇聚国际国内非常规能源的人才和技术的日的;以重大项日启动和实施为手段，起到集聚疆内外相关企业合作开发的作用;以三大示范实验区为载体，实现在关键技术和工艺上的突破。主要工作是：

第一，以丝绸之路经济带建设为契机，切实贯彻落实教育部、科技部、自治区所提出的汇聚各方面技术力量，努力搞好协同创新，不断提升新疆及新疆工程学院科技创新能力，促进新疆经济快速发展，为实现新疆梦最终实现中国梦而奋斗。

第二，紧密围绕当前自治区经济重点工作之一——新疆非常规能源的勘探、开发和利用，以新疆工程学院为桥梁和纽带，把疆内外从事非常规能源的高校、科研院所、相关企业联系到一起，在自治区统一领导下，积极开展新疆非常规能源的理论与实践。

第三，参与自治区非常规能源中、长期科技进步发展计划的编制、修订。按照科技部和自治区科技厅有关科技项日相关规定，组织对新疆维吾尔白治区非常规能源项日进行立项;积极与国际上在非常规能源开采领域取得重大成果的相关研究机构和能源公司建立战略性合作伙伴关系，加强人员交流和技术合作。

第四，以科研项目为平台，积极提升教师队伍水平;以研究方向为主体，不断凝练学科方向;以专业设置为导向，培养专业技术人才。负责建立自己的装备制造业研发机构，打造高水平的研发团队，积极研发关键技术，组织国家专利申报，搞好自主创新与成果转化，带动生产和技术服务水平的提升，使新疆成为非常规能源创新开发和技术输出的重要基地。

第五，参与制定自治区非常规能源科研条件保障规划和政策措施;组织实施非常规能源科技基础条件平台、科技服务平台和企业技术创新科技支撑平台建设工作;组织全区非常规能源资源调查、评价、论证和选区，按照资源、丰度、储集、保存以及开采难易程度等指标，划分出I、Ⅱ、Ⅲ类地区，并提出实施的方案、步骤。

4.2 经济效益显著

到2022年页岩气形成50亿立方米、煤层气形成50亿立方米、页岩油形成60万吨的年生产能力，并随着技术进步和工艺的进一步成熟，2022年后产量将会快速增长。分年度产量见表1。

按目前天然气2.0元/立方米、原油70美元/桶价格计算，110亿立方米页岩气产值为220亿元，125亿立方米煤层气产值为250亿元，200万吨页岩油产值为60亿元，合计420亿元。

5 结论

5.1 建立机构，统筹能源开发

成立非常规能源开发工作领导小组，制定科学可行的非常规能源专项规划，统一部署非常规能源的勘探、开发、利用。同时延长石油天然气开采时间，为煤炭资源清洁利用留出更多的研究开发空间。

5.2 以新疆工程学院为主成立非常规能源开发利用协同创新中心

依托新疆工程学院学科人才優势，联合华北水利水电大学、中国科学院大学、西北大学和中国科学院地质与地球物理研究所等著名高校和科研院所，成立非常规能源开发利用协同创新中心。

5.3 以项目建设为依托，解决重大理论和工程问题，加快人才培养

按照有关科技项目相关规定，对新疆维吾尔自治区非常规能源综合配套示范项目按照重大专项类别进行立项。通过项目的实施，达到摸清新疆非常规能源的资源状况和分布规律，解决非常规能源勘探和开发的重大理论问题。

5.4 以三大示范实验区为载体，攻克关键技术和工艺难关