在世界上大多數油頁巖地區，地質勘探程度不夠，研究程度很低，對油頁巖資源量的估算也沒有統壹的標準。不同的國家使用不同的工業指標來估算油頁巖資源，因此很難比較不同學者估算的資源量，因此很難正確估算全球油頁巖資源量。目前只有美國、澳大利亞、瑞典、愛沙尼亞、約旦、法國、德國、巴西和俄羅斯的部分油頁巖礦床進行了詳細勘探和評價，其他許多礦床的資源潛力有待進壹步探明。
油頁巖資源在世界許多地方都有分布，但分布不均勻，主要分布在美國、俄羅斯、加拿大、中國、紮伊爾、巴西、愛沙尼亞、澳大利亞等國家(表2-4)。其中，美國、俄羅斯和巴西的油頁巖資源占世界頁巖油資源的86%。美國能源部能源信息署最新統計，根據全球33個國家的油頁巖資源統計，如果換算成頁巖油，可達411億t，超過常規石油資源(271億t)。但從世界石油資源的評價現狀來看，這只是壹個非常保守的數據，已探明的油頁巖儲量只占總資源的壹小部分。
(1)美國
2002-2003年，美國政府對油頁巖資源評價進行了專項資金研究。油頁巖資源量占全球的69%，資源量約33400億噸，折合頁巖油3035.66億噸。美國的油頁巖主要形成於古近紀和新近紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀。美國有兩種主要的油頁巖礦床:科羅拉多州、懷俄明州和猶他州的始新統綠河礦床和美國東部的泥盆系密西西比黑色頁巖礦床。此外，美國東部還有與賓夕法尼亞紀煤礦伴生的油頁巖礦床，在內華達州、蒙大拿州、阿拉斯加州、堪薩斯州等地也發現了壹些油頁巖礦床。然而，目前人們研究的重點仍然是綠河油頁巖礦床和晚泥盆世-早密西西比黑色頁巖。
美國綠河油頁巖礦是世界上最大的油頁巖礦，其沈積時代為早始新世-中始新世。主要沈積在Pischens、Uinta、Green River、Wasaki四個盆地。前兩個盆地分別位於科羅拉多州和猶他州，後兩個位於懷俄明州。綠河油頁巖礦床為湖相沈積，分布面積約65000km2，但最厚最富的油頁巖集中在南部盆地中部，最深可達1200m。油頁巖層普遍較厚，平均含油率約為11.44%，局部含油率高達38.12%。除了綠河油頁巖礦，分布在美國東部泥盆紀晚期和密西西比州早期之間的黑色油頁巖資源也相當豐富，僅次於綠河油頁巖礦。美國東部的油頁巖是內海沈積環境，內海覆蓋了密西西比河以東的美國中東部大部分地區。泥盆紀-密西西比紀油頁巖分布在65萬平方公裏。從紐約到得克薩斯，它們的埋深可達3000m以上，含油量為9.53%。頁巖油地質儲量估計高達654.38+0500億t，其中5%的頁巖油可以露天開采(Doncan和Swanson，654.38+0968)。
表2-4世界主要國家油頁巖轉化為頁巖油的儲量
(2)澳大利亞
澳大利亞油頁巖礦床的時間跨度很大，從寒武紀到第三紀都有分布。根據澳大利亞國家能源咨詢委員會的數據(Smith et al .，1959；利什蒙德，1971；Cane，1976)，澳大利亞油頁巖總儲量580億噸，折合成頁巖油45438+0億噸。具有亞經濟價值的頁巖油地質儲量估算為4500億t，澳大利亞油頁巖主要分布在東部，東部三分之壹的領地(昆士蘭州、新南威爾士州、南澳大利亞州、維多利亞州和塔斯馬尼亞州)都有油頁巖開發，其中昆士蘭油頁巖最具經濟開發價值。昆士蘭第三紀油頁巖主要包括湖相Rundle、tuart和Condor油頁巖以及JuliaCreek海相油頁巖。JuliaCreek海相油頁巖分布廣，埋藏淺，但品位低，平均僅為3。53%(奧茲米奇和薩克斯比，1983)。二疊紀油頁巖主要產於昆士蘭州東部，在羅克漢普頓附近成束分布。沿海地區有4億噸油頁巖資源，其中三分之二含油率大於3。81%.
㈢巴西
巴西頁巖油資源約為11734萬t，油頁巖主要形成於二疊紀和古近紀早期。早第三紀油頁巖位於聖保羅東北部Pallai的Bahe河沿岸的Telemenbei-Taubat盆地。帕萊巴河流域主要有兩個油頁巖礦區，面積約86km2，頁巖油資源總量約3億噸。油頁巖源於湖相，含有3億噸頁巖油，其中50%位於25米厚的覆蓋層之下，可以通過露天開采。二疊紀Elati組油頁巖品位高，是巴西最好的油頁巖礦。
⑷加拿大
加拿大油頁巖主要形成於奧陶紀-白堊紀，其類型分為湖相和海相。目前19沈積礦床(麥考利，1981；戴維斯和納西丘克，1988).其中最有價值的是位於芬迪盆地的蒙克頓次盆地，聖約翰和蒙克頓之間的新不倫瑞克南部石炭系艾伯特組的湖相層狀油頁巖，厚度為15 ~360m m，下石炭統湖相油頁巖主要發育在加拿大北極群島的島嶼格林內爾半島德文島，油頁巖厚度可達100m m，目前加拿大油頁巖資源的探明儲量還比較少加拿大西北部上白堊統發育的油頁巖主要沈積在安德森平原和麥肯齊三角洲。現已部分開采，有壹定經濟價值。
此外，法國、德國、英國、意大利和俄羅斯的油頁巖資源也很豐富，約旦、土耳其等國也有壹定的油頁巖儲量。
因此，從世界石油資源來看，許多國家的油頁巖資源還沒有被徹底調查，已探明的油頁巖儲量只占總資源的壹小部分。隨著全球能源消耗的快速增長，迫切需要對全球油頁巖資源進行評估。巨大的油頁巖儲量將在全球能源戰略中發揮重要作用。根據油頁巖資源的統計分布，含油率低的油頁巖占絕大多數。目前油頁巖綜合開發技術普遍較低，不可能開發低含油量的油頁巖。如果不斷開發先進的科技手段和設備，油頁巖的綜合開發能力將大大提高，對全球能源資源的可持續發展具有重要作用。
二、國外油頁巖的開發利用
(壹)油頁巖開發利用技術
油頁巖用途廣泛，油頁巖開發利用涉及的關鍵技術很多，主要體現在油頁巖開采技術、油頁巖燃燒發電技術、油頁巖提取技術、油頁巖生產過程中的廢棄物利用技術以及油頁巖的綜合開發利用。
1.油頁巖開采技術
油頁巖開采方法包括采礦法和地下幹餾法。目前國際上多采用采礦法，地下幹餾技術還處於試驗階段，還存在具體的技術問題。開采方式分為露天開采和礦山開采，世界上適合露天開采的油頁巖比例很小。提取出來的油頁巖在地面幹餾爐中幹餾，出油率很高，但開采、運輸、礦石破碎、廢頁巖處理、植被恢復、汙染治理、治水等方面的投資大，運行費用高。事實上，許多油頁巖是通過地下開采回收的。然而，各種地下開采方法的采油率都低於地面幹餾法。美國西部油頁巖公司Ralph M. Parsons有限公司開發的立式原位幹餾已成功應用，在科羅拉多州已由西方公司進行了工業和商業規模的生產。目前荷蘭殼牌公司正在研究油頁巖地下裂解技術，使油頁巖在地下直接液化氣化。這不僅提高了油頁巖資源的開發利用效率，也減少了開采過程中對環境和生態的破壞。但是殼牌提供的ICP技術也有自己的條件。油頁巖有效厚度與含油量的乘積必須滿足274，含油量至少≥3。04%.按照目前中國油頁巖的分布特征，很難有符合ICP技術發展的地區。而且，這種技術也有壹些缺點。比如在美國，對在美國科羅拉多州西部高原建立的ICP實驗基地進行了可行性分析。該報告證實了科羅拉多州豐富的油頁巖儲量，但表示“最初的商業運營可能需要等待超過10年”，“存在很大的技術、經濟和環境不確定性”。美國丹佛荒野協會的史蒂夫·史密斯認為，殼牌石油公司的開采行為是壹種“錯誤的願望、誇大的需要和未兌現的承諾”。統計數據顯示，每生產壹桶石油，需要三桶水。史密斯說，新技術可能會消耗大量地下水資源，從而影響數十萬居民的生活用水。殼牌石油公司前項目經理Robert Looks認為，水將是限制油頁巖開發的重要因素。20世紀80年代，他負責的項目以失敗告終。退休28年後，他現在是壹名顧問，寫了壹本關於油頁巖的書。雖然他對油頁巖開采的前景持樂觀態度，但他認為目前行業面臨的形勢緊迫，可靠的科學信息不充分，現有技術不夠經濟。如果發展的步伐不適當放慢，勢必會重蹈當年的覆轍。
2.油頁巖循環流化床技術
油頁巖的第二個潛在用途是燃燒和生熱。世界上有三種燃燒技術，分別是粉狀頁巖懸浮燃燒(愛沙尼亞)、顆粒頁巖流化燃燒(德國)和顆粒頁巖循環流化燃燒(以色列和中國)。循環流化床技術是近年來發展起來的壹種新型潔凈煤燃燒技術。特別是在燃用劣質煤和煤質多變的情況下，顯示出燃料適應性廣、負荷調節靈活等明顯優勢。與同容量的鏈條鍋爐和煤粉鍋爐相比，不僅熱效率可以大大提高，而且在燃料制備上不需要煤粉鍋爐所需的龐大復雜的制粉系統。這壹特性更適合油頁巖的燃燒。德國魯奇公司和芬蘭奧斯陸公司是較早研究和開發循環流化床燃燒技術的公司。20世紀90年代，循環流化床燃燒技術有了很大發展。截至目前魯奇爐型(最大容量鍋爐為700t/h亞臨界壓力循環流化床鍋爐，於1996投入商業運行)、奧斯龍爐型和福斯特-惠勒爐型(最大容量鍋爐為783t/h亞臨界壓力循環流化床鍋爐，1997投入商業運行)、巴特利爐型(最大容量為日本三井300t/h多固體循環流化床鍋爐)、德國巴戈克爐型(最大同時，采用傳統燃燒技術的鍋爐設計和制造公司在循環流化床燃燒技術的研發上投入了大量的資金和人力。代表有法國阿爾斯通斯坦公司采用的魯奇CFB技術，美國ABB-CE公司采用的LuriCFB技術，德國LLB公司采用的Luri和Circofluid CFB技術，美國福斯特惠勒公司采用的F-W和Pyroflow CFB技術。
3.油頁巖幹餾技術
油頁巖最大的利用潛力是幹餾制取頁巖油。擁有先進油頁巖幹餾技術的國家包括愛沙尼亞、巴西、澳大利亞、中國和俄羅斯。到目前為止，世界上成熟且長期生產的有:愛沙尼亞的Kivioli塊狀頁巖幹餾爐和Galoter粒狀頁巖幹餾爐；巴西Petrosix頁巖幹餾爐；中國撫順式塊狀頁巖幹餾爐；澳大利亞的Taciuk顆粒頁巖幹餾爐。
愛沙尼亞Galoter顆粒頁巖幹餾爐容量大，出油率高，氣體熱值高，可處理顆粒頁巖，適合有條件的大中型油頁巖煉油廠。巴西Petrosix塊狀油頁巖幹餾爐產能大、出油率高、產氣熱值高、投資高，適用於大中型油頁巖煉油廠。澳大利亞Taciuk顆粒頁巖幹餾爐具有產能大、出油率高、煤氣熱值高等特點。處理後的顆粒頁巖加氫提質，質量好，投資高，適用於大中型油頁巖煉油廠。中國撫順式塊狀頁巖幹餾爐容量小。目前華電采用巴西甑。
(2)油頁巖的綜合利用
由於自身的特點，油頁巖的開發利用已經滲透到提煉頁巖油、發電、供熱、制造水泥、生產化學品、合成建材、開發土壤肥料等各個領域。目前，全球油頁巖主要用於發電和供熱。據統計，2000年全球開采的油頁巖69%用於發電和供熱，25%用於提煉高產頁巖油及相關產品，6%用於生產水泥、化學品和其他用途(圖2-1)。
圖2-1 2000年世界油頁巖利用百分比(根據K. Brendow博士，2003)
世界油頁巖工業大約從1830開始，頁巖油作為照明發展起來。目前，世界油頁巖產業主要分布在愛沙尼亞、巴西、美國、德國、澳大利亞、俄羅斯和以色列。愛沙尼亞的油頁巖主要用於發電和頁巖油提煉。2002年，油頁巖產量達到3000多萬噸。油頁巖生產的電力不僅可以滿足本國的需求，還可以出口到周邊國家。巴西從1935開始生產頁巖油做運輸燃料，可以從頁巖油中提取硫和放射性鈾。美國主要采用露天開采和蒸餾提取頁巖油。2000年，美國和愛沙尼亞簽署了油頁巖開發利用技術合作協議。德國油頁巖主要用於水泥和建築材料，每年有50萬噸油頁巖用作燃料，其灰分用於生產水泥。澳大利亞除了發電和頁巖油提取，還提取鎳化學添加劑；俄羅斯、匈牙利、烏克蘭、奧地利、保加利亞和南斯拉夫將大量油頁巖加工成肥料或土壤穩定劑，用於中和酸性土壤。此外，以色列、約旦、泰國和加拿大也非常重視油頁巖的開發利用。然而，在油價市場的競爭下，壹些國家，如加拿大、瑞士、約旦、摩洛哥和南非，被迫停止了油頁巖的工業生產。
三。案例研究-愛沙尼亞
(壹)油頁巖資源現狀
愛沙尼亞油頁巖主要是庫克油頁巖，從愛沙尼亞北部延伸到俄羅斯聖彼得堡東部，油頁巖分布面積約50000km2，已探明頁巖油儲量24.94億噸。愛沙尼亞有21個油頁巖礦，主要分布在庫克油頁巖礦區，壹個在愛沙尼亞，另壹個在塔帕油頁巖礦區。
(二)油頁巖的發展歷史
愛沙尼亞是目前世界上使用油頁巖較多的國家之壹。愛沙尼亞81%油頁巖用於發電供應全國92%的電力，16%用於石化工業，其余用於水泥制造和其他產品的加工利用(圖2-2)。
愛沙尼亞油頁巖產業始於1916，在J？rve和convery鎮是露天采礦。* * *每年開采56萬噸油頁巖。後來由於獨立戰爭的爆發，被迫停產。
從1918到1945，愛沙尼亞油頁巖產業穩步發展。1918獨立戰爭後，油頁巖產量17000t，建成第壹座國有油頁巖廠。與此同時，私人油頁巖工廠不斷湧現，國內投資和外國私人投資來自德國、英國、瑞典和丹麥。隨著對油頁巖興趣的增加，1933頒布了20項油頁巖開發優惠政策，鼓勵油頁巖勘探開發。總勘探開發面積1250km2。
到1940，愛沙尼亞將開采油頁巖11萬噸，年均產量1.7萬噸。起初，油頁巖是沿著露天油頁巖地層開采的。後來露天開采油頁巖上覆巖層厚度達8m，再開始地下開采油頁巖。
二戰後，愛沙尼亞對1945 ~ 1946小型露天礦進行了詳細的研究，並在部分礦田進行了鉆探。從1947到1965，在東部逐步開發了50個油頁巖礦。1950年油頁巖產量350萬噸，1955年油頁巖產量達到700萬噸。油頁巖主要用在塔林和Kohtla-J？Kohtla-J的rve和Ahtme發電廠？Rve和基維？李氏化工廠和昆達水泥廠。1946和1960兩次評價油頁巖儲量，分別為100億t和33億t(圖2-2)。
圖2-2愛沙尼亞油頁巖產量變化圖(根據V.Kattai，U.Lokk，1998)
1965年，愛沙尼亞新建了壹座電站(波羅的海火電站)，年產量為1400MW，隨後又建立了愛沙尼亞火電站，年產量為2000MW，因此油頁巖需求大增。為了滿足對油頁巖的持續需求，維魯(1965)；愛沙尼亞，先後建立了三個露天礦山(1973)、Sirgala(1963)、Narva(1970)、Oktoobri(現更名為Aidu)(1974)等油頁巖礦山。油頁巖產量從1960年的920萬t增加到1970年的1750 t。從1976到1987，愛沙尼亞開始開采西部和西北部的油頁巖。1981年，索斯諾夫在列寧格勒成立。有了iBor核電站，油頁巖發電需求相應減少。1985的開采能力為2570萬噸，1990的開采能力為21200萬噸，1995的開采能力為121000萬噸，其中壹半以上為露天開采(圖2-2)。
近年來，由於社會對電力的需求越來越大，政府決定啟動“油頁巖地區重建計劃”，以提高油頁巖的利用率。2006年，愛沙尼亞的發電廠和煉油廠將分別需要994萬噸和644萬噸油頁巖。其他用途可能持平穩定在74萬t左右，因此愛沙尼亞油頁巖產量將從1230萬t增長到170萬t，到2020年計劃新建400萬t油頁巖工廠。如果愛沙尼亞能夠采用沸騰爐技術發電，這些項目將得以實施。屆時，油頁巖產量將達到21萬噸以上。