Экономика горючего сланца - Oil shale economics

Экономика горючего сланца касается экономической целесообразности добыча и переработка горючего сланца. Хотя обычно экономика горючего сланца понимается как экономика добычи сланцевой нефти, более широкий подход оценивает использование горючие сланцы в целом, в том числе для выработки энергии из горючего сланца и производства побочных продуктов во время автоклавирования или Сланцевая нефть процессы обновления.^[1]

Экономическая целесообразность добычи горючего сланца во многом зависит от цена на обычную нефть, и предположение, что цена будет оставаться на определенном уровне в течение некоторого времени. В качестве развивающегося источника топлива затраты на производство и переработку сланца высоки из-за небольшого объема проектов и задействованных специализированных технологий. Полномасштабный проект по разработке горючего сланца потребует значительных инвестиций и потенциально может сделать предприятия уязвимыми, если цена на нефть упадет, а стоимость добычи нефти превысит цену, которую они могут получить за нефть.

Из-за нестабильности цен и высоких капитальных затрат некоторые месторождения можно экономически разрабатывать без субсидий. Однако в некоторых странах, таких как Эстония, Бразилия и Китай, ведется добыча сланца, а в некоторых других, в том числе Австралия, Соединенные Штаты, Канада, Иордания, Израиль, и Египет, рассматривают возможность создания или восстановления этой отрасли.^[2][3]

Стоимость производства бочка Стоимость сланцевой нефти колеблется от 95 долларов США за баррель до 25 долларов США за баррель, хотя в последнее время нет подтверждения последней цифры.^[4] Отрасль действует осторожно из-за потерь, понесенных во время последних крупных инвестиций в сланец в начале 1980-х годов, когда последующие падение цен на нефть оставили проекты нерентабельными.^[5]

Безубыточная цена на сырую нефть

Реальные и номинальные цены на нефть, 1980-2008 гг.

Различные попытки разработки месторождений горючего сланца увенчались успехом только тогда, когда стоимость добыча сланцевой нефти в данном регионе ниже цены на сырую нефть или другие ее заменители (цена безубыточности ). В Министерство энергетики США оценивает, что ex-situ переработка будет рентабельной при устойчивых средних мировых ценах на нефть выше АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 54 доллара за баррель и на месте переработка будет экономичной при ценах выше 35 долларов за баррель. Эти оценки предполагают доходность 15%.^[6] В Международное энергетическое агентство оценки, основанные на различных пилотных проектах, что инвестиционные и операционные затраты будут аналогичны затратам на Канадские нефтеносные пески, это означает, что он будет экономичным при ценах выше 60 долларов за баррель при текущих затратах. Эта цифра не учитывает цены на углерод, что добавит дополнительных затрат.^[4] Согласно сценарию новой политики, представленному в Обзор мировой энергетики 2010, цена 50 долларов США за тонну выбрасываемой CO
2Ожидается, что к 2035 году добавятся дополнительные 7,50 долларов за баррель сланцевой нефти.^[4]

Согласно опросу, проведенному RAND Corporation, стоимость производства барреля нефти на наземном ретортирующем комплексе в США (включая шахту, автоклав, модернизация завода, вспомогательные коммунальные службы и отработанный сланец рекультивация), будет составлять от 70 до 95 долларов (440-600 долларов за м³с поправкой на значения 2005 г.). Эта оценка учитывает различные уровни кероген качество и эффективность экстракции. Для того чтобы операция была прибыльной, цена на сырую нефть должна оставаться выше этих уровней. В анализе также обсуждается ожидание того, что затраты на переработку снизятся после создания комплекса. Гипотетическая единица увидит снижение затрат на 35–70% после выпуска первых 500 миллионов баррелей (79×10^⁶ м³) были произведены. Предполагая увеличение добычи на 25 тысяч баррелей в сутки (4,0×10^³ м³/ г) в течение каждого года после начала коммерческой добычи ожидается снижение затрат до 35–48 долларов за баррель (220–300 долларов за м³) в течение 12 лет. После достижения рубежа в 1 миллиард баррелей (160×10^⁶ м³), его стоимость снизится до 30-40 долларов за баррель (190-250 долларов за мес.³).^[1][7]

В 2005 году, Роял Датч Шелл объявил, что его на месте технология добычи могут стать конкурентоспособными по ценам выше 30 долларов за баррель (190 долларов за м³).^[8] Однако в 2007 году Shell сообщила, что затраты на создание подземной замораживающей стены для сдерживания загрязнения грунтовых вод значительно возросли.^[9] В любом случае, поскольку производство в промышленных масштабах Shell не предвидится до 2025 года, реальная цена, необходимая для обеспечения рентабельности производства, остается неясной.^[4]

При полномасштабной добыче себестоимость одного барреля легкой сырой нефти Австралии Стюарт Плант прогнозировалось, что они будут в диапазоне от 11,3 до 12,4 долларов за баррель, включая капитальные и эксплуатационные расходы в течение прогнозируемого 30-летнего срока службы. Однако проект был приостановлен из-за экологических проблем.^[1][10]

Проект нового Альберта Тачюк Процессор что было запланировано VKG Oil, по оценкам, обеспечит безубыточную финансовую осуществимость при работе на 30% -ной мощности при цене на сырую нефть 21 доллар за баррель или выше. Ожидалось, что при 50% -ной загрузке проект будет рентабельным при цене 18 долларов за баррель, в то время как при полной загрузке он может быть экономичным по цене 13 долларов за баррель.^[11] Однако вместо процессора Alberta Taciuk VKG приступила к Петротер возражает уровень цен на продукцию не разглашается.^[12] Сообщается, что производственные затраты в Китае составляют менее 25 долларов за баррель, хотя в последнее время эта цифра не подтверждена.^[4]

Капитальные затраты

Сравнение предлагаемой сланцевой промышленности США с Нефтеносные пески Альберты промышленность (последнее предприятие производило более 1 млн баррелей в сутки (160×10^³ м³/ г) нефти в конце 2007 г.), заявив, что «установка первого поколения является наиболее сложной как с технической, так и с экономической точки зрения».^[13][14] По данным Министерства энергетики США, в 1980-х годах стоимость 100 000 баррелей в сутки (16 000 м3³/ г) ex-situ стоимость перерабатывающего комплекса оценивалась в 8–12 млрд долларов в ценах 2005 года. По оценкам, текущие капитальные затраты составляют 3–10 миллиардов долларов в ценах 2005 года.^[6]

Построенная VKG новая реторта для сланцевого масла мощностью 100 000 тонн в год обошлась в 1,1 миллиарда крон (70,3 миллиона евро); однако он расположен на существующей производственной площадке и использует существующую инфраструктуру.^[12]

Корпорация RAND предполагает, что разработка 100000 баррелей в сутки (16000 м³/ г) перерабатывающему предприятию в США потребуется 12 лет, при этом для выхода на уровень 1 млн баррелей в сутки (160×10^³ м³/ г) потребуется не менее 20 лет и 3 миллиона баррелей в сутки (480×10^³ м³/ г) около 30 лет.^[1][7]

Предыдущие инвестиции

Во второй половине ХХ века добыча сланца прекратилась в Канада, Шотландия, Швеция, Франция, Австралия, Румыния, и Южная Африка из-за низкой цены на нефть и другие конкурентоспособные виды топлива.^[15] В Соединенных Штатах во время Нефтяной кризис 1973 года ожидаемые предприятия цены на нефть чтобы оставаться на уровне 70 долларов США за баррель, и вложили значительные суммы в сланцевую промышленность. Мировое производство горючего сланца достигло пика в 46 миллионов тонн в 1980 году.^[15] Из-за конкуренции со стороны дешевая обычная нефть в 1980-х, некоторые инвестиции стали экономически нецелесообразными.^[15][16] 2 мая 1982 г., известный как "Черное воскресенье", Exxon отменил 5 миллиардов долларов США Колония сланцевой нефти возле Парашют, Колорадо из-за низких цен на нефть и повышенных расходов.^[17] Из-за убытков 1980-х компании неохотно вкладывали новые средства в Сланцевая нефть производство. Однако в начале 21 века США, Канада и Иордания планировали или начали проекты по тестированию добычи сланцевой нефти, а Австралия рассматривала возможность возобновления добычи сланца.^[15][18]

В публикации журнала 1972 г. Информация о компании Pétrole (ISSN 0755-561X), добыча сланцевой нефти была неблагоприятной по сравнению с ожижение угля. В статье говорилось, что сжижение угля обходится дешевле, дает больше нефти и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем добыча сланца. В нем указан коэффициент пересчета 650 литров (170 галлонов США; 140 имп галлонов) масла на одну единицу. тонна угля по сравнению со 150 литрами (40 галлонов США) на одну тонну сланцевого масла.^[19]

Использование энергии

Показателем жизнеспособности горючего сланца в качестве источника топлива является отношение произведенной энергии к энергии, используемой для его преобразования (Возврат энергии на вложенную энергию - EROEI ). Значение EROEI для горючего сланца трудно рассчитать по ряду причин. Основными причинами являются отсутствие надежных исследований современных процессов производства сланца, плохая или недокументированная методология и ограниченное количество действующих объектов.^[20] Из-за технически более сложных процессов EROEI для горючего сланца ниже EROEI около 20: 1 для традиционной добычи нефти на устье скважины.^[20]

Исследование 1984 г. оценило EROEI различных месторождений горючего сланца в пределах 0,7–13,3: 1.^[21] Более поздние исследования оценивают EROEI горючих сланцев как 1-2: 1 или 2-16: 1 - в зависимости от того, учитывается ли собственная энергия как затраты или внутренняя энергия исключается, и только покупная энергия считается входящей.^[20][22] Согласно World Energy Outlook 2010, EROEI ex-situ обработка обычно 4–5: 1, а на месте обработка может быть даже 2: 1.^[4] Royal Dutch Shell сообщила, что ожидаемый EROEI составляет 3–4: 1 на своем на месте тестовый проект.^[8][23][24]

Внутренняя энергия (или собственная энергия) - это энергия, выделяемая в процессе преобразования сланца, которая используется для питания этой операции (например, полученная путем сжигания побочных продуктов преобразования, таких как сланцевый газ ), и, следовательно, сокращение использования других видов топлива (внешней энергии).^[20] Существуют разные взгляды на то, следует ли добавлять внутреннюю энергию в расчет как стоимость или нет. Одно из мнений состоит в том, что внутренняя энергия не должна считаться затратами на энергию, поскольку она не имеет альтернативных затрат, в отличие от внешней энергии, используемой в процессе. Другое мнение - внутренняя энергия используется для выполнения полезной работы и поэтому должна быть добавлена ​​в расчет.^[20] Можно также возразить, что внутреннюю энергию следует включать в качестве вложенной энергии, поскольку она способствует образованию CO.₂ выбросы.^[20][22] Однако тогда EROEI становится критерием экологической приемлемости, а не экономической жизнеспособности.

Использование воды

Разработка ресурсов горючего сланца потребует значительного количества воды для работы шахт и заводов, рекультивации, вспомогательной инфраструктуры и связанного с этим экономического роста. Наземная реторта обычно потребляет от одного до пяти баррелей воды на баррель добытого сланцевого масла, в зависимости от технологии.^{[7][25][26][27]} Для сланцевой промышленности, производящей 2,5 миллиона баррелей в день (400×10^³ м³/ d), это равно 105 000 000–315 000 000 галлонов США в день (400 000–1 190 000 м3³/ г) воды. Эти цифры включают потребности в воде для выработки электроэнергии для процессов нагрева на месте, ретортации, очистки, рекультивации, контроля пыли и потребности рабочих на месте. Муниципальные и другие потребности в воде, связанные с ростом населения, связанным с развитием промышленности, потребуют дополнительных 58 миллионов галлонов США (220 000 м3).³) в день. Следовательно, 2,5 миллиона баррелей в сутки (400×10^³ м³/ г) сланцевой промышленности потребуется от 180 000 до 420 000 акров футов (от 220 000 000 до 520 000 000 м³) воды в год, в зависимости от местоположения и используемых процессов.^[28]

Самое крупное месторождение горючего сланца в США находится в Зеленая река бассейн. Несмотря на дефицит, вода на западе Соединенных Штатов рассматривается как товар, который можно покупать и продавать на конкурентном рынке.^[28] Сообщается, что Royal Dutch Shell покупает права на подземные воды в Колорадо, поскольку она готовится к бурению нефтяных месторождений в сланцах.^[29] В проекте Колорадо Биг-Томпсон средние цены за акцию (0,7 акра футов (860 м³) на акцию) увеличился с примерно 2000 долларов в 1990 году до более чем 12000 долларов в середине 2003 года (в постоянных ценах 2001 года).^[30] Цены CBT с 2001 по 2006 год колебались от 10 000 до 14 000 долларов за акцию или от 14 000 до 20 000 долларов за акр-фут.^[31] Из расчета 10 000 долларов за акр-фут капитальные затраты на право водопользования для производства 2,5 миллионов баррелей в день (400×10^³ м³/ d) будет составлять 1,8-4,2 миллиарда долларов.

Со-пиролиз

Было предложено или испытано несколько процессов совместного пиролиза для повышения эффективности перегонки сланца. В Эстонии совместный пиролиз кукерсите с возобновляемым топливом (древесные отходы), а также с пластиковыми и резиновыми отходами (покрышки).^[32] Сопиролиз горючего сланца с полиэтилен высокой плотности (HDPE) был испытан также в Марокко и Турции.^[33][34] Израиля AFSK Hom Tov сопиролизует горючие сланцы с остатками нефтепереработки (битум ). Некоторые тесты включают совместный пиролиз горючего сланца с лигнит и целлюлоза отходы. В зависимости от условий реакции совместный пиролиз может привести к более высоким степеням конверсии и, следовательно, к снижению производственных затрат, а в некоторых случаях решает проблему утилизации определенных отходов.^[32]

Смотрите также

• Цена на нефть
• Воздействие сланцевой промышленности на окружающую среду

Рекомендации

1. Франку, Джурадж; Харви, Барбра; Лаенен, Бен; Сиирде, Андрес; Вейдерма, Михкель (май 2007 г.). «Исследование сланцевой промышленности ЕС в свете опыта Эстонии. Отчет EASAC Комитету по промышленности, исследованиям и энергетике Европейского парламента» (PDF). Научный консультативный совет европейских академий: 5, 18–23. Получено 7 мая 2011.
2. Обзор энергоресурсов (PDF) (21-е изд.). Мировой энергетический совет. 2007. С. 93–115. ISBN  978-0-946121-26-7. Архивировано из оригинал (PDF) 9 апреля 2011 г.. Получено 13 ноября 2007.
3. Бсиеко, М. С. (2003). «Опыт Иордании в исследованиях горючих сланцев с использованием различных технологий» (PDF). Горючие сланцы. Научно-технический журнал. 20 (3 специальных): 360–370. ISSN  0208-189X. Получено 8 ноября 2007.
4. МЭА (2010). Обзор мировой энергетики 2010. Париж: ОЭСР. С. 165–169. ISBN  978-92-64-08624-1.
5. Краусс, Клиффорд (11 декабря 2006 г.). "Осторожный бум добычи сланца в США". Нью-Йорк Таймс. Получено 9 ноября 2007.
6. "Информационный бюллетень: экономика горючего сланца США" (PDF). DOE. Управление нефтяных запасов. Архивировано из оригинал (PDF) 28 марта 2009 г.. Получено 22 апреля 2012.
7. Бартис, Джеймс Т .; ЛаТуретт, Том; Диксон, Ллойд; Peterson, D.J .; Чекчин, Гэри (2005). Разработка горючего сланца в США. Перспективы и вопросы политики. Подготовлено для Национальной лаборатории энергетических технологий Министерства энергетики США. (PDF). RAND Corporation. ISBN  978-0-8330-3848-7. Получено 29 июн 2007.
8. Зеебах, Линда (2 сентября 2005 г.). «Гениальный подход Shell к горючему сланцу довольно хорош». Новости Скалистых гор. Архивировано из оригинал 30 апреля 2007 г.. Получено 2 июн 2007.
9. Лофхольм, Нэнси (16 июня 2007 г.). «Shell откладывает применение сланца для уточнения своих исследований». The Denver Post. Получено 24 июн 2007.
10. Шмидт, С. Дж. (2003). «Новые направления добычи сланцевой нефти: путь к новым надежным источникам нефти в этом веке: на примере Австралии» (PDF). Горючие сланцы. Научно-технический журнал. 20 (3): 333–346. ISSN  0208-189X. Получено 2 июн 2007.
11. Джонсон, Гарри Р .; Кроуфорд, Питер М .; Бангер, Джеймс У. (март 2004 г.). «Стратегическое значение ресурсов сланца Америки. Том II. Ресурсы сланца, технология и экономика» (PDF). Министерство энергетики США. Архивировано из оригинал (PDF) 21 февраля 2014 г.. Получено 9 февраля 2014.
12. Александров Юлия; Пурга, Яанус (2010). «Viru Keemia Grupp открыла новый завод по переработке сланца в Эстонии» (PDF). Горючие сланцы. Научно-технический журнал. 27 (1): 84–88. ISSN  0208-189X. Получено 22 апреля 2012.
13. "Репортер на свободе: нетрадиционная нефть". Житель Нью-Йорка. 12 ноября 2007 г.. Получено 31 марта 2008.
14. «Является ли горючий сланец ответом на вызов Америки по добыче нефти?» (PDF). DOE. 8 февраля 2008 г.. Получено 31 марта 2008.
15. Брендоу, К. (2003). «Глобальные проблемы и перспективы горючего сланца. Обобщение симпозиума по горючему сланцу. 18–19 ноября, Таллинн» (PDF). Горючие сланцы. Научно-технический журнал. 20 (1): 81–92. ISSN  0208-189X. Получено 21 июля 2007.
16. Бёрнем, Алан К. (20 августа 2003 г.). «Медленная радиочастотная обработка больших объемов горючего сланца для производства сланцевой нефти, похожей на нефть» (PDF). Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора. UCRL-ID-155045. Получено 8 мая 2011.
17. Кольер, Роберт (4 сентября 2006 г.). «Добыча нефти из огромных сланцевых месторождений США». Хроники Сан-Франциско. Получено 14 мая 2008.
18. «Сланцевое масло. Отчет AIMR 2006». Геонауки Австралия. Архивировано из оригинал 13 февраля 2007 г.. Получено 30 мая 2007.
19. Лаэррер, Жан (2005). «Обзор данных по горючему сланцу» (PDF). Пик Хабберта. Получено 17 июн 2007.
20. Кливленд, Катлер Дж .; О'Коннор, Питер (июнь 2010 г.). «Оценка энергетической рентабельности инвестиций (EROI) в горючий сланец. Заключительный отчет» (PDF). Западные защитники ресурсов: 2. Получено 4 июля 2011.
21. Кливленд, Катлер Дж .; Костанца, Роберт; Холл, Чарльз А. С .; Кауфманн, Роберт (31 августа 1984). «Энергия и экономика США: биофизическая перспектива» (PDF). Наука. 225 (4665): 890–897. Bibcode:1984Наука ... 225..890C. Дои:10.1126 / science.225.4665.890. ISSN  0036-8075. PMID  17779848. Архивировано из оригинал (PDF) 26 марта 2009 г.
22. Брандт, Адам Р. (2009). «Преобразование горючего сланца Green River в жидкое топливо с помощью процессора Alberta Taciuk: затраты энергии и выбросы парниковых газов». Энергия и топливо. 23 (12): 6253–6258. Дои:10.1021 / ef900678d. ISSN  0887-0624. (требуется подписка).
23. Shell Frontier Oil & Gas Inc. «Экологическая оценка» (PDF). Бюро землеустройства. Получено 9 октября 2010.
24. Рейсс, Спенсер (13 декабря 2005 г.). "Нажатие на поле камней". Проводной. Получено 27 августа 2007.
25. «Глава 4. Влияние сланцевых технологий» (PDF). Предлагаемые поправки к Плану управления ресурсами горючих сланцев и битуминозных песков для решения вопросов распределения землепользования в Колорадо, Юте и Вайоминге, а также окончательное программное заявление о воздействии на окружающую среду. Бюро землеустройства. Сентябрь 2008. С. 4–3. ФЭС 08-32. Получено 7 августа 2010.
26. Управление оценки технологий США (Июнь 1980 г.). Оценка сланцевых технологий (PDF). Издательство ДИАНА. ISBN  978-1-4289-2463-5. Заказ NTIS № PB80-210115. Получено 3 ноября 2007.
27. Энергетические потребности в водных ресурсах (PDF). DOE. Июнь 2006 г.
28. «Информационный бюллетень: водные ресурсы горючих сланцев» (PDF). DOE. Управление нефтяных запасов - Целевая группа по стратегическим нетрадиционным видам топлива. Получено 29 августа 2008.
29. Берфилд, Сьюзен (12 июня 2008 г.). «Будет вода». Bloomberg Businessweek. Bloomberg. Получено 8 мая 2011.
30. Адамс, Дженнифер; Экипажи, Дотти; Каммингс, Рональд (апрель 2004 г.). «Продажа и аренда прав на воду в западных штатах: обновление до середины 2003 года» (PDF). Центр водного планирования и политики Северной Джорджии: 10.
31. Смит, Родни (апрель 2006 г.). «Индикаторы рынка воды» (PDF). Водный стратег. Stratecon, Inc .: 10–12. Архивировано из оригинал (PDF) 25 февраля 2009 г.
32. Вески, Р .; Palu, V .; Круусемент, К. (2006). «Совместное ожижение кукерситового сланца и сосновой древесины в сверхкритической воде» (PDF). Горючие сланцы. Научно-технический журнал. 23 (3): 236–248. ISSN  0208-189X. Получено 16 июн 2007.
33. Aboulkas, A .; Эль-Харфи, К .; Эль-Буадили, А .; Benchanaa, M .; Mokhlisse, A .; Outzourit, A. (2007). «Кинетика совместного пиролиза горючего сланца Тарфая (Марокко) с полиэтиленом высокого давления» (PDF). Горючие сланцы. Научно-технический журнал. 24 (1): 15–33. ISSN  0208-189X. Получено 16 июн 2007.
34. Оздемир, М .; А. Акар, А. Айдоган, Э. Калафатоглу; Э. Экинчи (7 ноября 2006 г.). Копиролиз гейнюкского сланца и термопластов (PDF). Международная конференция по горючему сланцу. Амман, Иордания: Управление природных ресурсов Иордании. Архивировано из оригинал (PDF) 27 мая 2008 г.. Получено 29 июн 2007.

внешняя ссылка

• А. Гамбург (2007). «Национальная энергетическая стратегия Эстонии» (PDF). Издательство Эстонской Академии. ISSN  0208-189X.