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在遥远的阿拉斯加北坡(
North Slope ) 地区,由于其天然气离市场太远,以至于惯用的有成本效率的管道输送没法采用,故迄今仍有大量的天然气资源未被开发。甚至在过去的10年中,高效的液化天然气物理转化技术已经出现且亚洲地区液化天然气出口需求增大之情况下,仍不能断定阿拉斯加待开采的天然气是否有经济上的竞争性。面临类似问题的还有墨西哥湾海岸深处的一些天然气田。从海洋到海岸距离超过廉价管道的使用范围,这些天然气田、还有在某些情况下的共生石油的开采是否经济也不能断定。
在美国西部各州中的许多州,那儿的天然气资源中的杂质含量都很高,从经济上看在大多数情况下都导致它们无法适合市场销售。由于美国最易于获得的、最经济的资源已被耗尽,因此,寻找能利用这些没有销路的天然气资源方法对于要持续可靠地向国人提供天然气和液体燃料而言则是必要的一步。
能源部正同美国石油与天然气工业合作,千方百计加快采用能把没有销路的天然气资源转化成重要的石油产品和天然气产品的技术和工艺。例如,天然气制液态产品的技术就可用来将偏远地区的天然气化学转化成稳定的、适合于同石油一道输送的液态产品,甚至于可直接用作合乎环保需要的运输燃料。同样,杂质含量高的天然气资源也可选用效率更高的气体净化技术加以改进使其质量达到市场的要求。能源部目前也正在寻找可用的副产气。除上述技术革新外,能把甲烷这种在进行地下采煤时排放的气体集中起来加以利用的先进工艺也可将这种温室气体收集起来,防止将其排入大气中。
所有这些目前没有销路的天然气资源有可能将大大提高美国国内能源供应,不过,对挖掘这一能源潜力而言极其重要的就是技术的开发。由于要实施它所制定的天然气开采利用规划,能源部将同行业和天然气研究所合作,以加速天然气转化技术和质量改进技术的开发。这样,国家的能源可靠性才会增强,对石油进口的依赖性也才会降低。所有这一切也将加强美国石油与天然气工业的经济竞争力,并为美国的先进技术创造出口的机会。
在过去的10年中,能源部的天然气开采利用规划一向都在致力于支持整个国家的目标—推广国内丰富的天然气资源的开发利用。使用天然气对于环境而言好处胜过其它的传统的能源,而且有助于减少石油的进口。
以没有销路的天然气资源为目标,政府与行业联合共同进行的研究开发工作均集中在攻克天然气改质工艺和化学转化天然气制稳定的烃液体产物的探索性工艺上。
在这些研究开发工作上,美国天然气加工工业现在的年投资额为1.5万~2500万美元。政府为该规划的实施提供的资金近几年已增加到9百万美元/年。
此规划的内容最近有了扩充,其原因是:1)由工业技术的发展而带来的新希望,天然气转化制液体产品的成本有望降低25%或许更多;2)市场对这些转化液体燃料产品所具有的优异的完全燃烧性兴趣在不断增加;3)人们对阿拉斯加偏远地区天然气开发利用选择方案增加大感兴趣。
1 政府应发挥的作用
天然气开采利用规划中提到的两件主要的事就是要制取更洁净、效率更高的运输燃料和要做到更有效地利用美国的天然气资源。天然气制液体产品技术可为我们提供超净代用液体运输燃料和有助于减少温室气体排放量的添加剂。有了这些技术,我们就能对位于输送管道没法进入的偏远地方的天然气资源实施回收利用。天然气改质技术可使我们对劣质天然气加以经济利用,劣质天然气储量约占美国天然气资源的三分之一,它们均不符合管道输送的要求。
尽管已有改进的天然气制液体产品技术和天然气改质技术存在,但在现今市场上,它们还不是经济划算的技术。已开发的天然气制液体产品技术需低成本的天然气和高投资。先进的天然气制液体产品技术和天然气改质技术应具有这种潜能,能使国内天然气资源增多,并应大大有助于达到国家环保和代用运输燃料的目标。
天然气开采利用规划的所有工作均以下面政府应发挥的主要作用为准绳:1)要使石油和天然气资源的社会利益达到最大程度;2)增进对环境的有效保护;3)确保能源的可靠供给。联邦政府预定为天然气开采利用研究开发工作提供的支持是为了促进天然气制液体产品技术、天然气改质技术及相关技术的改进。联邦政府的支持将有助于供给必要的科学数据,以确保采用最有效的方法将这些资源带入市场。
2
偏远地区的天然气资源的开采
阿拉斯加北坡地区的大量的天然气资源由于离国家的输送管道和城市市场太远,至今一直都没法进入市场。已经考虑很长时间的一种方案是铺设一条从北坡到某个不冻港的天然气输送管道,在那里生产液化天然气出口到亚洲。但是,来自地理上更靠近买主的液化天然气出口商们的竞争仍很激烈,而北坡液化天然气的经济情况也仍无法断定。
化学转化天然气方面所取得的进步意味着又增加了一种将阿拉斯加北坡地区天然气带入市场的可选择方案。采用天然气制液体产品化学工艺,可将这儿的天然气转化成石油类的液体,通过石油输送管道和运油船将其运送到市场上则更为容易些。类似的天然气制液体产品转化加工也可以在墨西哥湾的海上平台或驳船上进行,以促进从输送管道到不了的油井中开采天然气和共生油。
阿拉斯加地区已经过转化的天然气可通过贯通阿拉斯加全境未充分加以利用的管道系统进行输送,此管道系统是用来将原油从北坡地区的Prudhoe
Bay大油田输送到Valdez,然后再由油船将原油送到各个市场。上述油田的原油产量现在正以每年10
%~12%的速度减少。即使加上附近较新而规模小得多的油田象Alpine和Bakami等的原油产量,管道中的流量最终仍将少于能使管道运行维持下去所必需保持的最低流量。
利用现有的这一管道来输送已经转化的天然气将不仅会降低北坡地区天然气的生产成本和销售成本,而且也将确保多达20万桶/天的北坡地区最后剩下的原油不会因为管道利用不足而被“封在油井里”。管道运行继续维持下去对阿拉斯加的经济极其重要,该州的工作岗位和财政收入均高度依赖石油工业。
天然气转化技术的开发必将使国内没有销路的天然气资源获得利用。
对阿拉斯加石油的开采现在的预测表明,为了确保贯通阿拉斯加的管道系统的运行,天然气制液体产品的技术必须在2009~2016年间被推广采用。能源部和本行业的研究人员们正在一起从事研究,保证有成本效益的先进转化技术能在此时间框架内在美国实现工业化。
3
天然气制液体产品技术的经济障碍
现在的天然气制液体产品技术在投资上遇到的障碍很难排除,再就是这种天然气转化工业现处于起步阶段。所以,能源部的天然气转化研究的主要目标之一就是降低投资费用。壳牌石油公司在20世纪90年代中期在马来西亚所建的最旱的日产12,500桶液体产品的工厂投资超过6亿美元。在中东的卡塔尔,提出的计划是要建更大的天然气制液体产品工厂,规模为日产20,000~100,000桶。这些工厂的建厂费可能为差不多7.5亿至多达30亿美元或更多。在阿拉斯加北坡地区建小厂,由于天气情况更为恶劣和更难于进入,花费还要大35
%~70%。
在今日极具竟争性的全球商业环境中,许多美国的石油及天然气公司的投资都转向海外。天然气制液体产品技术可能会有改进,偏远地区的天然气可进行经济转化,或许会促使石油及天然气公司分析审查此技术在美国的机会。
能源部正与行业合作一起来排除开发阿拉斯加北坡地区天然气资源所遇到的技术障碍和经济障碍。正在开发过程中的革新技术将会使大规模的天然气制液体产品技术的经济情况得到改善,使其经济上可行,可与世界各地的其它科研项目竞争。大规模天然气制液体产品技术的经济情况获得改善对于偏远地区的小天然气田,如墨西哥湾处的,也很重要。这些气田由于远离输送管道,无法用经济省钱的方法输送。
行业面临的几大问题:
1)
阿拉斯加北坡地区石油产量在减少,会使贯通阿拉斯加的管道系统不可能继续运行,北坡地区石油的整个开采工作将停止;
2)
空气洁净环保标准更加严格,使石油炼制厂需要新增投资,操作费用会增加以改进传统运输燃料的完全燃烧性;
3)
要降低已知尚未开发的劣质天然气资源的杂质含量,生产成本将增大。
4 推广进行劣质天然气的开采
改善天然气改质技术的经济情况是能源部同行业合作要考虑的另一件事。有了更有成本效益的天然气净化技术,则可以有更多的劣质天然气拿到市场上销售。
美国的天然气中约有三分之一是劣质天然气,这种天然气不符合管道输送的技术要求。一般的上市天然气的要求是:二氧化碳的含量不超过2%;二氧化碳、氮和其它惰性气体总量不超过4%;硫化氢含量不超过4ppm。
有些劣质天然气可以同优质天然气混合起来满足市场的要求。但我们的劣质天然气中多数都必须采用天然气净化技术提高其质量,这些净化技术将完全脱除或大大减少天然气中的惰性杂质和有害杂质。目前的技术可以说需要的费用很高,在某些情况下,那可说是费用过高。在进行天然气改质因花费太大而使开采天然气不经济划算的情况下,这种天然气就只有被封在井里。起码在开发过程中的先进的改质技术会使净化技术得到改进,而费用也将大大减少。
5 煤矿排出的甲烷要加以利用
在地下采煤的过程中从煤层和四周岩层中自然有甲烷逸出,大多数这种甲烷目前都是通过煤矿的通风系统排到到大气中。
针对煤矿逸出甲烷所开展的研究开发工作集中在那些可用来对这种甲烷进行经济收集和利用,用管道输送到市场销售、用于小型电厂发电及其它用途等方法的验证上。目标则是推广利用逸出甲烷而不是将其排入大气的煤矿的数目。
有关开采利用偏远地区天然气规划的工作正在美国20多个地方进行。1997、1998、1999财政年度的预算各为5,700,000、7,800,000、9,000,000美元。
6
制订规划的原因和规划的目标
原因:
1)
美国最容易获得的经济的石油和天然气资源正在枯竭;
2)
利用偏远地区的劣质天然气资源有助于有保障地继续向国人提供环保性能优越的油气燃料;
3)
目前的经济情况限制了采用天然气转化制易于输送的优质完全燃烧液体燃料的技术和劣质天然气改质技术;
4)
要想延长阿拉斯加北坡地区石油的开采工作,使墨西哥湾和西部盆地石油与天然气的开采达到最高程度,关键就在于天然气制液体产品技术在开发与验证上要及时取得进步;
5)
越来越严格的环保法规也在强调需要采用能提供有成本效益的完全燃烧液体运输燃料的先进技术。
目标:
1)
要开发的天然气制液体产品转化技术同现今的成本效率十分勉强的方法比会使成本大大降低,转让给工业界这些技术的时间框架是2005年至2010年;
2)
到2002年,要确定以目前没有销路的天然气(和其它未被利用矿物燃料)原料可制那些2004年后交通工具可用的优质完全燃料新燃料;
3)
要开发并转让给工业界有成本效率、天然气质量达到管道输送要求、可直接使用的劣质天然气改质技术和天然气转化制高级烃液全燃料技术;
4)
直到2010年,要追踪天然气液体产品改进技术在未公开领域的使用情况,并继续探索天然气制液体产品技术的进一步发展和报道用于运输工具的产品的情况;
5)
验证那些对地下采煤时排放的甲烷进行有成本效率的收集并进行生产性利用的技术。
(王克荣
译,未完待续) |