Kinh tế đá phiến dầu tập trung giải quyết các vấn đề hiệu quả kinh tế trong việc chiết tách và xử lý đá phiến dầu. Hiệu quả kinh tế của đá phiến dầu phụ thuộc phần lớn vào giá dầu thô truyền thống, và lượng tiêu thụ sẽ duy trì ở một mức nhất định trong một khoảng thời gian để có thể mang lại lợi nhuận. Như là một nguồn nhiên liệu đang phát triển, chi phí xử lý và sản xuất đối với đá phiến dầu là cao do các dự án có quy mô nhỏ và liên quan đến công nghệ đặc biệt. Một dự án hoàn chỉnh để phát triển công nghiệp đá phiến dầu đòi hỏi mức đầu tư lớn và có thể mang nhiều tiềm năng gây thiệt hại cho các doanh nghiệp khi giá dầu giảm, khi mà chi phí sản xuất dầu có thể vượt quá mức giá mà họ có thể thu lại được.

Các mỏ đá phiến dầu ở Hoa Kỳ, Estonia, Trung Quốc, và Brasil có vai trò quan trọng trong hơn 100 năm qua.[1] Hiện tại, một vài mỏ có thể được khai thác mang lại lợi nhuận mà không cần trợ cấp. Tuy nhiên, ở một số quốc gia như Estonia, Brazil, và Trung Quốc, có ngành công nghiệp đá phiến dầu trong khi đó các quốc gia khác như Úc, Hoa Kỳ, Canada, Jordan, và Ai Cập đang dự tính thành lập hoặc tái thành lập ngành công nghiệp này.[2][3]

Chi phí sản xuất một thùng dầu đá phiến nằm trong khoảng cao là 95USD/thùng và thấp là 12USD/thùng. Ngành công nghiệp đang hành động một cách thận trọng do các vụ giảm giá đã xảy ra trong suốt đợt đầu tư cho đá phiến dầu vào đầu thập niên 1980, khi đó một vụ tụt giảm giá dầu làm cho các dự án không đem lại hiệu quả kinh tế.[4]

Mức giá dầu cạnh tranhSửa đổi

 
Giá dầu mỏ dự đoán và thực tế, 1980-2008

Trong suốt đầu thế kỷ 20, công nghiệp dầu thô phát triển mạnh, từ đó những nỗ lực khai thác các mỏ đá phiến dầu chỉ đạt nhiều thành công khi giá đá phiến dầu trong một khu vực cụ thể giảm xuống thấp hơn giá dầu thô hoặc so với các sản phẩm thay thế khác.[5] Theo cuộc khảo sát của RAND Corporation, chi phí sản xuất một thùng dầu tại một tổ hợp chưng chất trên mặt đất ở Hoa Kỳ (bao gồm mỏ, nhà máy chưng cất, nhà máy nâng cao chất lượng, hỗ trợ vận chuyển, và hoàn thổ đá phiến sét), nằm trong khoảng 70–95 USD (440–600 USD/m3, điều chỉnh theo giá năm 2005). Giá ước lượng này có xét đến sự thay đổi cấp độ chất lượng kerogen và ảnh hưởng của quá trình chiết tách. Để vận hành có lợi nhuận, giá dầu thô cần duy trì không rớt xuống các mức như dự đoán ở trên. Việc phân tích cũng xem xét đến khả năng chi phí xử lý có thể giảm xuống sau khi xây dựng tổ hợp. Một tổ hợp theo giả thuyết có thể đạt đến việc giảm chi phí khoảng 35–70% sau khi sản xuất 500 triệu thùng dầu đầu tiên, cộng với việc tăng chi phí đầu ra 25 ngàn thùng dầu trong suốt các năm sau khi bắt đầu sản xuất thương mại, RAND dự đoán rằng chi phí sẽ giảm xuống 35–48 USD/thùng (220–300 USD/m3) trong 12 năm. Sau khi đạt mốc 1 tỷ thùng, các chi phí có thể giảm xuống còn 30–40 USD/thùng (190–250 USD/m3).[6][7] Một số nhà bình luận so sánh ngành công nghiệp đá phiến dầu Hoa Kỳ với ngành công nghiệp cát dầu Athabasca [8], chỉ ra rằng "giai đoạn đầu tiên gặp nhiều khó khăn nhất, trong cả hai lĩnh vực kỹ thuật và kinh tế".[9][10]

Royal Dutch Shell thông báo rằng công nghệ khai thác tại hiện trường của công ty này ở Colorado có thể cạnh canh với giá trên 30 đô la một thùng (190 USD/m3), trong khi các công nghệ khác với sản lượng tối đa chỉ có lời khi giá bán không thấp hơn 20 USD một thùng (130 USD/m3).[11][12][13]

Đầu tư trong thế kỷ 20Sửa đổi

Vào nửa cuối thế kỷ 20, sản xuất đá phiến dầu đã dừng lại ở Canada, Scotland, Thuỵ Điển, Pháp, Úc, România, và Nam Phi do giá dầu thấp và các nguồn nhiên liệu khác cạnh tranh.[14] Ở Hoa Kỳ, trong suốt cuộc khủng hoảng dầu hỏa năm 1973 các nhà kinh doanh hy vọng rằng giá dầu dừng ở mức cao 70 USD/thùng, và đã đầu tư rất nhiều vào ngành công nghiệp đá phiến dầu. Sản lượng đá phiến dầu thế giới đạt đỉnh điểm 46 triệu tấn vào năm 1980.[14] Do sự cạnh tranh từ dầu giá rẻ thập niên 1980, việc đầu tư trở nên không đem lại hiệu quả kinh tế.[14][15] Ngày 2 tháng 5 năm 1982, hay gọi là "Chủ nhật đen", Exxon đã hủy dự án đá phiến dầu Colony gần Parachute, Colorado trị giá 5 tỷ USD do giá dầu thấp và chi phí sản xuất tăng.[16] Do bị lỗ trong thập niên 1980, các công ty dè dặt trong việc đầu tư vào các dự án sản xuất dầu đá phiến mới. Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ 21, Hoa Kỳ, Canada và Jordan đã lên kế hoạch hoặc tái hoạt động các dự án thử nghiệm sản xuất dầu đá phiến, và Úc đã đề cập đến việc khởi động lại ngành công nghiệp này.[14][17]

Theo tạp chí Pétrole Informations (ISSN 0755-561X) xuất bản năm 1972, sản lượng dầu đá phiến không có triển vọng so với sản phẩm hóa lỏng từ than. Bài báo chỉ ra rằng các sản phẩm hóa lỏng từ than rẻ hơn, tạo ra nhiều dầu hơn, và ít gây tác động môi trường hơn so với việc tách từ đá phiến dầu. Nó cũng chỉ ra rằng tỷ số chuyển đổi là 650 lít dầu từ 1 tấn than, trong khi đó tạo ra 150 lít dầu từ 1 tấn dầu đá phiến.[18]

Tiêu thụ năng lượngSửa đổi

Việc tính toán giá trị tới hạn của đá phiến dầu dựa trên tỷ số năng lượng sử dụng để sản xuất dầu, so với năng lượng thu lại (Energy Returned on Energy Invested - EROEI). Do quá trình chiết tách sử dụng năng lượng cường độ cao, làm tăng chí phí sản xuất dầu, hoặc năng lượng nói chung sẽ làm tăng chi phí chiếu tách dầu từ đá phiến dầu. Nhìn chung, đối với các quá trình sản xuất ngoài hiện trường (ex-situ), đá phiến dầu được khai thác, vận chuyển, và chưng cất, và các vật liệu thải phải được thải chiến ít nhất là 40% giá trị năng lượng trong sản xuất dầu. Một nghiên cứu năm 1984 tính toán rằng chỉ số EROEI của các mỏ đá phiến dầu khác nhau dao động trong khoảng 0,7-13,3.[19] Royal Dutch Shell thông báo rằng chỉ số EROEI khoảng 3 - 4 đối với các mỏ công ty này đang khai thác thuộc dự án Mahogany, là dự án sử dụng điện nung đá phiến lên đến 260 °C (500 °F). [12][20][21] Nếu so với việc khai thác dầu truyền thống thì tỷ lệ là 5:1. EROEI sẽ ít quan trọng đối với các nguồn tài nguyên sinh năng lượng thấp.

Tiêu thụ nướcSửa đổi

Khai thác tài nguyên đá phiến dầu sẽ đòi hỏi một lượng lớn cho hoạt động khai thác và vận hành các nhà máy, và liên quan đến tốc độ phát triển kinh tế. Năm 1980, Văn phòng đá giá chiến lực Hoa Kỳ ươc tính cần 2,3 đến 5,7 thùng nước để sản xuất ra một thùng dầu.[22] Đối với ngành công nghiệp đá phiến dầu, sản xuất 2,5 triệu thùng/ngày thì cần khoảng 105 đến 315 triệu thùng nước một ngày(Hoa Kỳ). Số liệu này bao gồm nước sử dụng cho phát điện, xử lý nhiệt tại hiện trường, lọc, tinh chế, kiểm soát bụi và các nhu cầu của nhân công tại nơi làm việc. Khu dân cư và các nhu cầu khác liên quan đến tốc độ tăng dân số có quan hệ với sự phát triển công nghiệp cần thêm 58 triệu thùng một ngày. Ở đây, với mức 2,5 triệu thùng dầu, công nghiệp đá phiến dầu cần khoảng 220 triệu m³ đến 520 triệu m³ nước một năm tùy thuộc vào vị trí và quá trình xử lý.[23] Các mỏ đá phiến dầu lớn ở Hoa Kỳ nằm trong bồn trũng Green River. Mặc dù khan hiếm, nguồn nước ở miền tây Hoa Kỳ phải qua xử lý và được xem như mặt hàng buôn bán cạnh tranh trên thị trường.[23] Royal Dutch Shell nói rằng họ đang tiến hành xin phép (mua) khai thác nước ngầm ở Colorado khi công ty này chuẩn bị khoan tìm dầu trong các mỏ đá phiến ở đây.[24] Trong dự án Colorado Big-Thompson, giá trung bình trên một phần phân chia (0,7 hecta feet/share, hecta feet = 11.233,5 m³) đã tăng từ 2.000 USD năm 1990 đến hơn 12.000 USD vào giữa năm 2003.[25] Giá CBT từ năm 2001 đến 2006 dao động trong khoảng 10.000 USD đến 14.000 USD/share, hay 14.000 USD đến 20.000 USD/hecta ft.[26] Vào tháng 8 năm 2009 giá chào tại Utah (ngoài salt lake city) dao động trong khoảng 8.000 USD-15. 000 USD/ hecta foot.[27] Ở mức 10.000 USD/ hecta foot, chi phí cho việc xin phép khai thác với công suất 2,5 triệu thùng/ngày nằm trong khoảng 1,8 tỉ - 4,2 tỉ USD.

 
Các tổ hợp sản xuất tại hiện trường của Shell ở Piceance Basin, Colorado.

Đồng nhiệt phânSửa đổi

Một số công nghệ đồng nhiệt phân làm tăng hiệu quả lọc đá phiến dầu đã được đề xuất cũng như thử nhiệm. Ở Estonia, công nghệ đồng nhiệt phân đã được thử nghiệm ở mỏ kukersite với nhiên liệu tái sinh (chất thải gỗ), cũng như chất thải cao su (tyres) và nhựa.[28] Đồng nhiệt phân đá phiến dầu với polyetylen mật độ cao (HDPE) cũng đã được thử nghiệm ở Maroc và Thổ Nhĩ Kỳ.[29][30] Đồng nhiệt phân đá phiến dầu AFSK Hom Tov của Israel với nhà máy lọc cặn bitumem. Một số thử nghiệm liên quan đến đồng nhiệt phân đá phiến dầu với lignit và chất thải cellulose. Tùy thuộc vào điều kiện phản ứng, đồng nhiệt phân có thể tạo ra một tỷ lệ chuyển đổi cao hơn vả làm chi phí sản xuất thấp hơn, và trong một số trường hợp có thể giải quyết được vấn đề liên quan đến tối ưu hóa chất thải.[28]

Các dự ánSửa đổi

Các công ty sở hữu tài nguyên đá phiến dầu (có các hoạt động liên quan hoặc các dự án khai thác đá phiến dầu)[31]
Công ty Địa điểm Phương pháp Tình trạng
Ambre Energy Utah, USA Nung nóng bằng điện Thử nghiệm quy mô nhỏ
American Shale Oil Corporation Colorado, USA Xử lý tại hiện trường (quy trình EGL) Thử nghiệm
Công ty dầu đá phiến Chevron Colorado, USA Xử lý tại hiện trường cải tiến (quy trình CRUSH) Thử nghiệm
Eesti Energia Narva, Estonia chất rắn nóng tuần hoàn (quy trình Galoter) Vận hành
ExxonMobil Colorado, USA Xử lý tại hiện trường cải tiến; (ExxonMobil Electrofrac) Thử nghiệm
Fushun Mining Group Fushun, China Đốt trong (quy trình Fushun) Vận hành
Hom Tov Mishor Rotem, Israel Nung nóng bằng điện (quy trình đồng nhiệt phân Hom Tov) Thử nghiệm
Independent Energy Partners Colorado, USA Xử lý tại hiện trường (quy trình tế bào năng lượng) Thử nghiệm
Kiviõli Keemiatööstus Kiviõli, Estonia Đốt trong(quy trình Kiviter) Vận hành
Mountain West Energy Utah, USA Xử lý tại hiện trường (quy trình IGE) Thử nghiệm
Oil Shale Exploration Company Utah, USA Chất rắn nóng tuần hoàn (ATP); dùng khí nóng (quy trình Petrosix) Thử nghiệm
Petrobras São Mateus do Sul, Paraná, Brasil Nung bằng khí nóng (Petrosix process) Vận hành
Queensland Energy Resources Stuart Deposit, Queensland, Australia Nung bằng khí nóng (Paraho Indirect process) Thử nghiệm quy mô nhỏ
Red Leaf Resources Utah, USA Nung bằng khí nóng (EcoShale In-Capsule Process) Thử nghiệm
Shale Technologies LLC Rifle, Colorado, USA Đốt trong (Paraho Direct process) Thử nghiệm quy mô nhỏ
Shell Frontier Oil and Gas Colorado, USA Xử lý tại hiện trường (ICP) Thử nghiệm quy mô nhỏ
VKG Oil Kohtla-Järve, Estonia Đốt trong (Kiviter process) Vận hành

Xem thêmSửa đổi

Chú thíchSửa đổi

  1. ^ Altun, N. E.; Hiçyilmaz, C.; Hwang, J.-Y.; Suat Bağci, A.; Kök, M. V. (2006). 2 tháng 3 năm 2006.pdf “Oil Shales in the world and Turkey; reserves, current situation and future prospects: a review” (PDF). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers) 23 (3): 211–227. ISSN 0208-189X. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2007. 
  2. ^ Survey of energy resources (PDF) . World Energy Council. 2007. tr. 93–115. ISBN 0946121265. Truy cập ngày 13 tháng 11 năm 2007. 
  3. ^ Bsieco, M. S. (2003). “Jordan's Experience in Oil Shale Studies Employing Different Technologies” (PDF). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers) 20 (3 Special): 360–370. ISSN 0208-189X. Truy cập ngày 8 tháng 11 năm 2007. 
  4. ^ Clifford Krauss (ngày 11 tháng 12 năm 2006). “The Cautious U.S. Boom in Oil Shale”. New York Times. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2007. 
  5. ^ Rapier, Robert (ngày 12 tháng 6 năm 2006). “Oil Shale Development Imminent”. R-Squared Energy Blog. Truy cập ngày 22 tháng 6 năm 2007. 
  6. ^ “A study on the EU oil shale industry viewed in the light of the Estonian experience. A report by EASAC to the Committee on Industry, Research and Energy of the European Parliament” (PDF). European Academies Science Advisory Council. Tháng 5 năm 2007. Truy cập ngày 25 tháng 11 năm 2007. 
  7. ^ Bartis, James T.; LaTourrette, Tom; Dixon, Lloyd; Peterson, D.J.; Cecchine, Gary (2005). Oil Shale Development in the United States. Prospects and Policy Issues. Prepared for the National Energy Technology Laboratory of the United States Department of Energy (PDF). The RAND Corporation. ISBN 978-0-8330-3848-7. Truy cập ngày 29 tháng 6 năm 2007. 
  8. ^ Công nghiệp cát dầu của Canada sản xuất hơn 1 triệu thùng dầu một ngày vào cuối năm 2007
  9. ^ Kolbert, Elizabeth (ngày 12 tháng 11 năm 2007). “A Reporter at Large:Unconventional Crude”. The New Yorker. Truy cập ngày 31 tháng 3 năm 2008. 
  10. ^ Bunger, James; Crawford, Peter M.; Johnson, Harry R. (ngày 9 tháng 8 năm 2004). “Is Oil Shale The Answer To America's Peak-Oil Challenge?”. Oil & Gas Journal (PennWell Corporation) 102 (30). Truy cập ngày 30 tháng 5 năm 2009. 
  11. ^ “Strategic Significance of America’s Oil Shale Resource. Volume II Oil Shale Resources, Technology and Economics” (PDF). United States Department of Energy. 2004. Truy cập ngày 23 tháng 6 năm 2007. 
  12. ^ a ă Seebach, Linda (ngày 2 tháng 9 năm 2005). “Shell's ingenious approach to oil shale is pretty slick”. Rocky Mountain News. Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2007. 
  13. ^ Schmidt, S. J. (2003). “New directions for shale oil:path to a secure new oil supply well into this century: on the example of Australia” (PDF). Đá phiến dầu. Tạp chí khoa học kỹ thuật (Estonian Academy Publishers) 20 (3): 333–346. ISSN 0208-189X. Truy cập ngày 2 tháng 6 năm 2007. 
  14. ^ a ă â b Brendow, K. (2003). “Global oil shale issues and perspectives. Synthesis of the Symposium on Oil Shale. 18–19 November, Tallinn” (PDF). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers) 20 (1): 81–92. ISSN 0208-189X. Truy cập ngày 21 tháng 7 năm 2007. 
  15. ^ Burnham, A. K. (ngày 20 tháng 8 năm 2003). “Slow Radio-Frequency Processing of Large Oil Shale Volumes to Produce Petroleum-like Shale Oil” (PDF). Lawrence Livermore National Laboratory. UCRL-ID-155045. Truy cập ngày 28 tháng 6 năm 2007. 
  16. ^ Collier, Robert (ngày 4 tháng 9 năm 2006). “Coaxing oil from huge U.S. shale deposits”. San Francisco Chronicle. Truy cập ngày 14 tháng 5 năm 2008. 
  17. ^ “Shale oil. AIMR Report 2006”. Geoscience Australia. Truy cập ngày 30 tháng 5 năm 2007. 
  18. ^ Laherrère, Jean (2005). “Review on oil shale data” (PDF). Hubbert Peak. Truy cập ngày 17 tháng 6 năm 2007. 
  19. ^ Cleveland, Cutler J.; Costanza, Robert; Hall, Charles A. S.; Kaufmann, Robert (ngày 31 tháng 8 năm 1984). “Energy and the U.S. Economy: A Biophysical Perspective” (PDF). Science (American Association for the Advancement of Science) 225 (4665): 890–897. doi:10.1126/science.225.4665.890. issn = 00368075. Truy cập ngày 28 tháng 8 năm 2007. 
  20. ^ “Oil Shale Test Project. Oil Shale Research and Development Project” (PDF). Shell Frontier Oil and Gas Inc. Ngày 15 tháng 2 năm 2006. Truy cập ngày 30 tháng 6 năm 2007. 
  21. ^ Spencer Reiss (ngày 13 tháng 12 năm 2005). “Tapping the Rock Field”. WIRED Magazine. Truy cập ngày 27 tháng 8 năm 2007. 
  22. ^ United States Office of Technology Assessment (tháng 6 năm 1980). An Assessment of Oil Shale Technologies (PDF). DIANE Publishing. ISBN 9781428924635. NTIS order #PB80-210115. Truy cập ngày 3 tháng 11 năm 2007. 
  23. ^ a ă “Fact Sheet: Oil Shale Water Resources” (PDF). Office of Petroleum Reserves – Strategic Unconventional Fuels Task Force, United States Department of Energy. Truy cập ngày 29 tháng 8 năm 2008. 
  24. ^ Berfield, Susan (12 tháng 6 năm 2020). “There Will Be Water”. Business Week.  Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |year= / |date= mismatch (trợ giúp)
  25. ^ Adams, Adams (5 tháng 4 năm 2020). “The Sale And Leasing Of Water Rights In Western States: An Update To Mid-2003” (PDF). North Georgia Water Planning and Policy Center. tr. 10.  Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |year= / |date= mismatch (trợ giúp)
  26. ^ Smith, Rodney (5 tháng 4 năm 2020). “Water Market Indicators” (PDF). Water Strategist: 10–12.  Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |year= / |date= mismatch (trợ giúp)
  27. ^ “Utah Water Right Exchange”. 
  28. ^ a ă Veski, R.; Palu, V.; Kruusement, K. (2006). “Co-liquefaction of kukersite oil shale and pine wood in supercritical water” (PDF). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers) 23 (3): 236–248. ISSN 0208-189X. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2007. 
  29. ^ Aboulkas, A.; El Harfi, K.; El Bouadili, A.; Benchanaa, M.; Mokhlisse, A.; Outzourit, A. (2007). “Kinetics of co-pyrolysis of Tarfaya (Morocco) oil shale with high-density polyethylene” (PDF). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers) 24 (1): 15–33. ISSN 0208-189X. Truy cập ngày 16 tháng 6 năm 2007. 
  30. ^ Ozdemir, M.; Akar, A.; Aydoğan, A.; Kalafatoglu, E.; Ekinci, E. (ngày 7 tháng 11 năm 2006). “Copyrolysis of Goynuk oil shale and thermoplastics” (PDF). Amman, Jordan. Truy cập ngày 29 tháng 6 năm 2007. 
  31. ^ “Secure Fuels from Domestic Resources: The Continuing Evolution of America’s Oil Shale and Tar Sands Industries” (PDF). Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. 2007. Truy cập ngày 11 tháng 7 năm 2007. 

Tham khảoSửa đổi