Đá phiến dầu là một loại đá trầm tích hạt mịn giàu chất hữu cơ và chứa một lượng lớn kerogen có thể chiết tách các loại hydrocarbon lỏng. Các nhà địa chất không xếp nó vào nhóm đá phiến sét, và hàm lượng kerogen cũng khác so với dầu thô. Kerogen đòi hỏi cần phải xử lý nhiều hơn để có thể sử dụng được so với dầu thô,các quá trình xử lý tốn nhiều chi phí so với sử dụng dầu thô cả về mặt tài chính và tác động môi trường.[1][2] Sự tích tụ đá phiến dầu diễn ra trên khắp thế giới, đa số là ở Hoa Kỳ. Ước tính lượng tích tụ này trên toàn cầu đạt khoảng 2,8 đến 3,3 ngàn tỷ thùng (450×109 đến 520×109 m3) có thể thu hồi.[2][3][4][5]
Quá trình nhiệt phân hóa học có thể biến đổi kerogen trong đá phiến dầu thành dầu thô tổng hợp. Nung đá phiến dầu ở một nhiệt độ đủ cao sẽ tạo ra hơi, quá trình này có thể chưng cất để tạo ra dầu đá phiến giống dầu mỏ và khí đá phiến dầu có thể đốt được (khí đá phiến sét cũng được dùng để chỉ các khí xuất hiện tự nhiên trong đá phiến sét). Các ngành công nghiệp cũng có thể đốt trực tiếp đá phiến dầu như là một nguồn nhiên liệu cấp thấp để phát điện và sưởi ấm, và cũng có thể dùng nó như là nguyên liệu thô trong hóa học và sản xuất vật liệu xây dựng.[2][6]
Đá phiến dầu được quan tâm đến như thể một nguồn nguồn năng lượng khi mà giá dầu thô thường thì tăng cao và cũng là một lựa chọn so với những khu vực nhờ vào vào nguồn năng lượng cung ứng từ bên ngoài. [ 7 ] [ 8 ] Việc khai thác và giải quyết và xử lý đá phiến dầu tương quan đến những yếu tố thiên nhiên và môi trường như : sử dụng đất, chất thải, sử dụng nước, quản trị nước thải, phát thải khí nhà kính và ô nhiễm không khí. [ 9 ] [ 10 ] Estonia và Trung Quốc đã tăng trưởng mạnh những ngành công nghiệp về đá phiến dầu, cạnh bên đó còn có những nước : Brazil, Đức, Israel và Nga cũng sử dụng đá phiến dầu .
Đặc điểm địa chất[sửa|sửa mã nguồn]
Điểm lộ đá phiến dầu kukersite hệ Ordovic, bắc Estonia.
Đá phiến dầu là một đá trầm tích giàu chất hữu cơ thuộc nhóm nguyên vật liệu sapropel ( trầm tích giàu chất hữu cơ, màu tối, có tỷ suất hợp chất hữu cơ vượt quá 2 % khối lượng ). [ 11 ] Nó không có định nghĩa rõ ràng về mặt địa chất hoặc công thức hóa học xác lập, và cũng không phải khi nào cũng có ranh giới riêng không liên quan gì đến nhau. Các đá phiến dầu khác nhau về thành phần khoáng vật, tuổi, kiểu kerogen và thiên nhiên và môi trường ngọt ngào. [ 12 ] Đá phiến dầu khác với đá bitum ( cát dầu và đá chứa dầu ), than humic và đá phiến sét carbonat. Trong khi cát dầu được tạo ra từ phân rã sinh học của dầu, thì yếu tố nhiệt độ và áp suất chưa quy đổi kerogen trong đá phiến dầu thành dầu hỏa. [ 2 ] [ 13 ] [ 14 ]Đá phiến dầu chứa tỷ suất chất hữu cơ thấp hơn trong than đá. Trong đá phiến dầu thương mại, tỷ suất vật chất hữu cơ so với những khoáng vật khác nằm trong khoảng chừng 0,75 : 5 và 1,5 : 5. Ở cùng một thời gian, vật chất hữu cơ trong đá phiến dầu có tỷ suất hydro / carbon ( H / C ) thấp hơn trong dầu thô khoảng chừng 1,2 đến 1,8 lần và cao hơn trong than đá khoảng chừng 1,5 đến 3 lần. [ 2 ] [ 11 ] [ 15 ] Thành phần hữu cơ của đá phiến dầu được phân loại theo tổng hợp của sinh vật như xác của tảo, bào tử, phấn hoa, thực vật lớp cutin và những mảnh vụn của cây thân thảo và cây thân gỗ, và những tế bào của những thực vật trên cạn và dưới nước. [ 2 ] [ 16 ] Một số tích tụ chứa những hóa thạch có ý nghĩa như mỏ than Messel của Đức hiện là di sản quốc tế. Thành phần khoáng vật trong đá phiến dầu đa phần gồm silica hạt mịn và carbonat. [ 6 ] [ 11 ]Dựa trên những thành phần cơ bản cấu trúc nên đá phiến dầu, những nhà địa chất hoàn toàn có thể phân loại những chúng thành đá phiến sét giàu carbonat, đá phiến sét giàu silica, hay đá phiến sét giàu than nến. [ 17 ] Một phân loại khác theo biểu đồ Krevelen, đề cập đến những loại kerogen, dựa vào thành phần hydro, carbon, và oxy của đá phiến dầu. [ 12 ] Phân loại được sử dụng thoáng đãng nhất được Adrian C. Hutton, Đại học Wollongong, tăng trưởng vào khoảng chừng năm 1987 – 1991, tương thích với những thuật ngữ thạch học có nguồn gốc từ nguyên từ học về than. Sự phân loại này chia đá phiến dầu theo thiên nhiên và môi trường tích tụ sinh khối khởi đầu gồm trên cạn, hồ ( trầm tích dạng đáy hồ ), hay biển ( trầm tích dạng đáy biển ). [ 6 ] [ 18 ] Biểu đồ phân loại của Hutton đã chứng tỏ tính hữu dụng của nó trong việc nhìn nhận thành phần và sản lượng dầu được chiết tách. [ 2 ]
Hóa thạch trong đá phiến dầu ( kukersite ) tuổi Ordovic, bắc EstoniaCác nhà nghiên cứu và phân tích chỉ ra sự độc lạ giữa tài nguyên đá phiến dầu và trữ lượng đá phiến dầu. ” Tài nguyên ” hoàn toàn có thể đề cập đến toàn bộ những mỏ đá phiến dầu trong khi đó ” trữ lượng ” có ý nghĩa hẹp hơn dùng để chỉ những mỏ đá phiến dầu mà với công nghệ tiên tiến hiện tại hoàn toàn có thể khai thác có lãi. Khi công nghệ tiên tiến khai thác tăng trưởng liên tục, những nhà quy hoạch chỉ hoàn toàn có thể ước đạt hàm lượng kerogen hoàn toàn có thể tịch thu được. [ 6 ] [ 19 ] Mặc dù tài nguyên đá phiến dầu xuất hiện ở một số ít nước nhưng chỉ có 33 nước hoàn toàn có thể khai thác mang lại giá trị kinh tế tài chính. [ 20 ] [ 21 ] Các mỏ được thăm dò tốt, có năng lực xếp vào trữ lượng như những mỏ thuộc hệ tầng sông Green miền tây Hoa Kỳ, những mỏ có tuổi đệ Tam ở Queensland, Úc, những mỏ ở Thụy Điển và Estonia, mỏ El-Lajjun ở Jordan, và những mỏ ở Pháp, Đức, Brazil, Trung Quốc, nam Mông Cổ và Nga. Các mỏ này được nhìn nhận là có năng lực sản xuất tối thiểu 40 lít dầu từ 1 tấn đá phiến dầu bằng thí nghiệm Fischer. [ 6 ] [ 12 ]Theo nhìn nhận năm 2005, tài nguyên đá phiến dầu trên toàn quốc tế đạt khoảng chừng 411 tỷ tấn – đủ để sản xuất 2,8 đến 3,3 ngàn tỷ thùng ( 520 km³ ) dầu. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Trữ lượng này hơn hẳn trữ lượng dầu truyền thống cuội nguồn trên toàn quốc tế, ước tính khoảng chừng 1,317 ngàn tỷ thùng ( 209,4 km³ ) dầu theo số liệu ngày 1 tháng 1 năm 2007. [ 22 ] Các mỏ lớn nhất quốc tế tập trung chuyên sâu ở Hoa Kỳ trong hệ tầng sông Green, khoảng chừng 70 % những mỏ này nằm dưới đất được quản trị bởi cơ quan chính phủ liên bang Hoa Kỳ. [ 23 ] Các mỏ ở Hoa Kỳ chiếm 62 % những nguồn tài nguyên trên quốc tế, nếu tính cả Hoa Kỳ, Nga và Brazil thì số lượng này đạt 86 %. [ 20 ] Các số lượng này vẫn mang tính khuynh hướng dựa trên những tác dụng thăm dò và nghiên cứu và phân tích trữ lượng của những mỏ đã được khảo sát. [ 2 ] [ 6 ] Giáo sư Alan R. Carroll Đại học Wisconsin-Madison cho rằng những mỏ đá phiến dầu nguồn gốc hồ thuộc Permi thượng miền tây-bắc Trung Quốc, đã không được đề cập trong những nhìn nhận trữ lượng đá phiến dầu trên toàn thế giới, có size hoàn toàn có thể so sánh được với hệ tầng sông Green. [ 24 ]
Con người đã sử dụng đá phiến dầu để làm nguyên vật liệu từ thời tiền sử, vì nó được đốt trực tiếp mà không qua bất kể khâu giải quyết và xử lý nào. [ 25 ] Người Anh thời đại đồ sắt đánh bóng nó và nắn nó thành đồ trang sức đẹp. [ 26 ] Công nghiệp khai khoáng đá phiến dầu tân tiến khởi đầu từ năm 1837 ở Autun, Pháp theo sau đó là Scotland năm 1850, Úc năm 1865, và một vài vương quốc khác. [ 2 ] [ 27 ] [ 28 ] Hoạt động khai thác trong suốt thế kỷ XIX hầu hết tập trung chuyên sâu vào sản xuất dầu hỏa, đèn dầu và parafin ; những loại sản phẩm này giúp phân phối cho nhu yếu thắp sáng đang tăng mạnh trong suốt cuộc cách mạng công nghiệp. [ 29 ] Dầu thô, dầu bôi trơn và dầu nhờn, và amoni sulfat cũng được sản xuất. [ 30 ] Công nghiệp đá phiến dầu tăng trưởng nhanh gọn trước Chiến tranh quốc tế thứ nhất do bị hạn chế tiếp cận đến nguồn dầu mỏ truyền thống cuội nguồn và để sản xuất một lượng lớn mẫu sản phẩm sử dụng cho xe máy và xe tải, là những loại sản phẩm sử dụng chung với xăng .Năm 1912, Văn phòng Tài nguyên Dầu khí và Đá phiến dầu Hải quân, nay thường trực Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, được xây dựng. Nguồn nguồn năng lượng đá phiến dầu được xem như nguồn dự trữ cho quân đội, đặc biệt quan trọng là thủy quân. [ 31 ] Năm 1900 New Zealand mở màn kiến thiết xây dựng nhà máy sản xuất đá phiến dầu, 1915 là Thụy Điển, Thụy Sĩ 1921, Estonia năm 1921, Tây Ban Nha năm 1922, Trung Quốc năm 1929 và Nam Phi năm 1935. [ 28 ] [ 32 ]Năm 1924, dự án Bất Động Sản nguồn năng lượng Tallinn lần tiên phong trên quốc tế tập trung chuyên sâu khai thác dầu từ đá phiến. [ 11 ] [ 33 ]Mặc dù những ngành công nghiệp đá phiến dầu của Trung Quốc và Estonia vẫn liên tục tăng trưởng sau Chiến tranh quốc tế thứ hai, vào khoảng chừng thập niên 1950 và 60, hầu hết những nước khác ( Pháp, Úc, New Zealand, Tây Ban Nha, Scotland và Nam Phi ) đã dừng những dự án Bất Động Sản của họ do ngân sách giải quyết và xử lý cao và dầu mỏ giá rẻ hơn đã có sẵn. [ 2 ] [ 6 ] [ 27 ] [ 34 ] Riêng nước Đức vẫn duy trì khai thác đá phiến dầu làm xi-măng, nguồn năng lượng và những mẫu sản phẩm nhiệt lượng khác bởi tập đoàn lớn Holcim. [ 2 ] [ 6 ] [ 27 ]Sau cuộc khủng hoảng cục bộ dầu năm 1973, sản lượng đá phiến dầu trên quốc tế đạt đến đỉnh là 46 triệu tấn trong năm 1980 và sau đó giảm xuống còn 16 triệu tấn năm 2000, do sự cạnh tranh đối đầu của chương trình dầu mỏ truyền thống lịch sử giá rẻ thập niên 1980. [ 9 ] [ 20 ]Ngày 2 tháng 5 năm 1982, sự kiện ” ngày chủ nhật đen “, Exxon đã hủy bỏ dự án Bất Động Sản đá phiến dầu Colony trị giá 5 tỷ USD gần Parachute, Colorado do giá dầu thấp và chi phí sản xuất tăng, làm hơn 2 nghìn công nhân mất việc và phải thế chấp ngân hàng nhà cửa để trả nợ, kéo theo sự phá sản của những doanh nghiệp nhỏ. [ 35 ]
Năm 1986, Tổng thống Ronald Reagan ký Đạo luật Điều hòa Ngân sách Tổng hợp năm 1985 (Consolidated Omnibus Budget Reconciliation Act of 1985) để hủy bỏ chương trình tổng hợp nhiên liệu lỏng của Hoa Kỳ.[4]
Công nghiệp đá phiến dầu toàn thế giới khởi đầu sống lại vào đầu thế kỷ XXI. Năm 2003, một chương trình khai thác đá phiến dầu khởi động lại ở Hoa Kỳ. Các nhà chức trách ra mắt một chương trình cho thuê thương mại được cho phép chiết tách dầu từ đá phiến dầu và cát dầu trên những vùng đất của liên bang vào năm 2005, tương thích với Đạo luật về chủ trương nguồn năng lượng năm 2005 ( Energy Policy Act of 2005 ). [ 36 ] [ 37 ]
hiện trường của Shell, bồn trũng Piceance, Colorado, USACông trình thí nghiệmcủa Shell, bồn trũng Piceance, Colorado, USANăm 2008, ngành công nghiệp sử dụng đá phiến dầu ở Brazil, Trung Quốc, Estonia và một vài vùng ở Đức, Israel, và Nga. Một vài vương quốc khác sau đó cũng đã mở màn giải quyết và xử lý đá phiến dầu và thiết kế xây dựng những cơ sở sản xuất thử nghiệm, trong khi những vương quốc khác đã đi vào quy trình tiến độ kết thúc ngành công nghiệp đá phiến dầu của họ. [ 2 ] Dự trữ đá phiến dầu để sản xuất dầu thô ở Estonia, Brazil, và Trung Quốc ; để phát điện ở Estonia, Trung Quốc, Israel, và Đức ; để sản xuất xi-măng ở Estonia, Đức, và Trung Quốc ; và dùng trong công nghiệp hóa học ở Trung Quốc, Estonia, và Nga. [ 2 ] [ 34 ] [ 38 ] [ 39 ] Năm 2005, riêng Estonia đã chiếm khoảng chừng 70 % sản lượng đá phiến dầu trên quốc tế. [ 38 ] [ 40 ]Romania và Nga trong quá khứ đã đốt đá phiến dầu để chạy xí nghiệp sản xuất điện, nhưng sau đó đã ngưng sử dụng nguồn nguyên vật liệu này và thay thế sửa chữa bằng những nguồn nguyên vật liệu khác như khí vạn vật thiên nhiên. Jordan và Ai Cập dự tính xây những nhà máy sản xuất điện đốt bằng đá phiến dầu, trong khi đó Canada va Thổ Nhĩ Kỳ dự tính xây những xí nghiệp sản xuất điện đốt bằng đá phiến dầu cùng với than. [ 2 ] [ 20 ] [ 41 ] Sử dụng đá phiến dầu như là nguồn nguyên vật liệu chính để phát điện chỉ có ở Estonia, nhà máy sản xuất điện Narva ở đây sản xuất 95 % sản lượng điện của vương quốc này trong năm 2005. [ 42 ]
Chiết tách và giải quyết và xử lý[sửa|sửa mã nguồn]
Quy trình chiết tách đá phiến dầu
Hầu hết việc khai thác đá phiến dầu liên quan đến khai thác mỏ theo sau đó là vận chuyển sản phẩm đến nơi nào đó đốt để phát điện hoặc trải qua các quá trình xử lý. Phương pháp thông thường nhất là khai thác mỏ lộ thiên. Các công đoạn bao gồm bốc đi lớp phủ (đất, thực vật) để lộ ra đá phiến dầu trong trường hợp mỏ nằm gần mặt đất. Trong trường hợp mỏ nằm dưới sâu phải sử dụng phương pháp khai thác hầm lò, phương pháp này chỉ bốc đi một phần nhỏ lớp phủ trên bề mặt sau đó đào các đường hầm và khai thác theo kiểu buồng và trụ chống.[43]
Việc tách các thành phần có ích từ đá phiến dầu thường diễn ra trên mặt đất (xử lý ngoài hiện trường (ex-situ), tuy nhiên một số công nghệ hiện đại cho phép việc xử lý có thể được tiến hành ngay tại hiện trường (in-situ) dưới lòng đất.[44] Trong cả hai trường hợp, quá trình nhiệt phân hóa học chuyển đổi kerogen trong đá phiến dầu thành dầu thô và khí tổng hợp. Các công nghệ biến đổi phổ biến nhất là nung đá phiến dầu trong điều kiện thiếu oxy ở áp xuất mà tại đó kerogen phân hủy thành khí, dầu cô đặc, và cặn dầu rắn. Quá trình này diễn ra trong khoảng nhiệt độ từ 450 °C (842 °F) đến 500 °C (932 °F).[19] Quá trình phân hủy bắt đầu ở nhiệt độ tương đối thấp (300 °C (570 °F)), nhưng quá trình trở nên nhanh hơn và hoàn toàn hơn ở nhiệt độ cao hơn.[45]
Xử lý tại hiện trường (in-situ) sử dụng nhiệt để nung đá phiến dầu dưới lòng đất. Các công nghệ này có khả năng chiết tách nhiều dầu hơn từ một khu vực mỏ cho trước so với xử lý ngoài hiện trường, vì khi đó họ có thể xử lý vật liệu ở độ sâu lớn hơn so với việc xử lý ở các mỏ trên mặt.[46]
Một số công ty có bằng sáng chế độc quyền về các phương pháp xử lý tại hiện trường. Tuy nhiên, phần lớn các phương pháp này vẫn còn trong giai đoạn thử nhiệm. Có thể so sánh quá trình xử lý hiện trường thuần túy (true in-situ – TIS) và hiện trường cải tiến (modified in-situ – MIS). Xử lý ngay tại hiện trường thuần túy không liên quan đến khai thác mỏ đá phiến dầu, còn xử lý bằng phương pháp hiện trường cải tiến liên quan đến việc loại bỏ một phần đá phiến dầu và mang chúng lên mặt đất để xử lý tạo độ thấm cho khí thoát ra trong lò nung cuội sỏi. Chúng vỡ ra thành các mảnh vụn đá phiến dầu.[47]
Hàng trăm văn bằng bản quyền trí tuệ về công nghệ tiên tiến chưng cất đá phiến dầu đã được cấp ; [ 48 ] tuy nhiên, chỉ vài chục là đã qua thử nghiệm. Năm 2006, chỉ có 4 công nghệ tiên tiến đã được sử dụng trong thương mại là [ 49 ] : Kiviter, Galoter, Fushun, và Petrosix. [ 50 ]
Ứng dụng và những mẫu sản phẩm[sửa|sửa mã nguồn]
Các ngành công nghiệp hoàn toàn có thể sử dụng đá phiến dầu để làm nguyên vật liệu chạy những xí nghiệp sản xuất nhiệt điện, đốt nó ( giống như đốt than ) để làm quay những tuốc bin hơi nước ; một vài nhà máy sản xuất kiểu này sử dụng nhiệt để sưởi khu vực nhà dân và TT thương mại. Các xí nghiệp sản xuất nguồn năng lượng đá phiến dầu cỡ lớn ở Estonia có hiệu suất lắp ráp đạt 2.967 megawatt ( MW ), ở Israel là 12,5 MW, Trung Quốc là 12 MW, và Đức là 9,9 MW. [ 20 ] [ 51 ]
Thêm vào đó ngoài việc sử dụng làm nhiên liệu, đá phiến dầu cũng có thể dùng để xản suất sợi carbon chuyên dụng, carbon hấp phụ, carbon đen, phenol, nhựa, keo, các chất thuộc da, mát tít, bitum đường, xi măng, gạch, đá khối dùng trang trí và trong xây dựng, chất bổ sung vào đất, phân bón, sợi cách nhiệt (cách âm), thủy tinh, dược phẩm.[38] Tuy vậy, đá phiến dầu sử dụng để xản suất các sản phẩm này thì rất ít, hoặc chỉ ở giai đoạn thí nghiệm.[2][6] Một số mỏ đá phiến dầu chứa lưu huỳnh, amonia, nhôm, tro soda Na2 CO3, urani, và nahcolit (NaHCO3) là các sản phẩm chiết tách từ đá phiến dầu. Giữa năm 1946 và 1952, loại đá phiến sét có nguồn gốc biển Dictyonema dùng để tách urani được sản xuất ở Sillamäe, Estonia, và giữa năm 1950 và 1989 khí từ đá phiến dầu tổng hợp Thụy Điển sử dụng đá phiến sét phèn cho mục đích tương tự.[6]
Khí tổng hợp được sử dụng để thay thế khí thiên nhiên, nhưng năm 2008, việc sản xuất khí này để sử dụng giống như khí thiên nhiên không thể thực hiện được nữa vì lý do kinh tế.[52][53]
Dầu chiết tách từ đá phiến dầu không thể thay thế những đặc tính ứng dụng của dầu thô một cách trực tiếp vì nó chứa hàm lượng olefin, oxy và nitơ cao hơn dầu thô truyền thống.[4] Một vài loại đá phiến dầu có thể có hàm lượng lưu huỳnh hoặc asen cao hơn. Khi so sánh với dầu thô ngọt nhẹ Texas (West Texas Intermediate), tiêu chuẩn benchmark áp dụng cho dầu thô cho thị trường tương lai, hàm lượng lưu huỳnh trong đá phiến dầu sông Green biến động từ gần 0% đến 4,9% (trung bình 0,76%), trong khi đó hàm lượng này ở West Texas Intermediate cao nhất là 0,42%.[54] Hàm lượng lưu huỳnh trong đá phiến dầu của Jordan có thể lên tới 9,5%.[55]
Ví dụ, hàm lượng asen sẽ là trở ngại so với đá phiến dầu sông Green vì hàm lượng này càng cao cũng có nghĩa là dầu phải trải qua những quy trình tăng cấp chất lượng trước khi đưa vào nhà máy sản xuất lọc dầu. [ 17 ] Các quy trình chưng cất trên mặt đất thường hướng đến những mỏ đá phiến dầu có chỉ số API thấp hơn những quy trình giải quyết và xử lý tại hiện trường. Đá phiến dầu tốt nhất là dùng để chưng cất ra những mẫu sản phẩm trung bình như kerosen, nguyên vật liệu động cơ, và diesel. Nhu cầu quốc tế về những mẫu sản phẩm chưng cất này, đặc biệt quan trọng dùng làm nguyên vật liệu diesel, tăng nhanh gọn trong thập niên 1990 và 2000. [ 4 ] [ 56 ] Tuy nhiên, những quy trình chưng cất thích hợp tương tự như như cracking hydro hoàn toàn có thể chuyển đá phiến dầu thành những hydrocarbon nhẹ như xăng. [ 4 ]
Trong suốt đầu thế kỷ XX, công nghiệp dầu thô tăng trưởng mạnh, từ đó những nỗ lực khai thác những mỏ đá phiến dầu chỉ đạt nhiều thành công xuất sắc khi giá đá phiến dầu trong một khu vực đơn cử giảm xuống thấp hơn giá dầu thô hoặc so với những mẫu sản phẩm thay thế sửa chữa khác. [ 57 ] Theo cuộc khảo sát của RAND Corporation, chi phí sản xuất một thùng dầu tại một tổng hợp chưng chất trên mặt đất ở Hoa Kỳ ( gồm có mỏ, xí nghiệp sản xuất chưng cất, nhà máy sản xuất nâng cao chất lượng, tương hỗ luân chuyển, và hoàn thổ đá phiến sét ), nằm trong khoảng chừng 70 – 95 USD ( 440 – 600 USD / m3, kiểm soát và điều chỉnh theo giá năm 2005 ). Giá ước đạt này có xét đến sự đổi khác Lever chất lượng kerogen và tác động ảnh hưởng của quy trình chiết tách. Để quản lý và vận hành có doanh thu, giá dầu thô cần duy trì không rớt xuống những mức như Dự kiến ở trên. Việc nghiên cứu và phân tích cũng xem xét đến năng lực ngân sách giải quyết và xử lý hoàn toàn có thể giảm xuống sau khi thiết kế xây dựng tổng hợp. Một tổng hợp theo giả thuyết hoàn toàn có thể đạt đến việc giảm ngân sách khoảng chừng 35 – 70 % sau khi sản xuất 500 triệu thùng dầu tiên phong, cộng với việc tăng ngân sách đầu ra 25 ngàn thùng dầu trong suốt những năm sau khi mở màn sản xuất thương mại, RAND Dự kiến rằng ngân sách sẽ giảm xuống 35 – 48 USD / thùng ( 220 – 300 USD / m3 ) trong 12 năm. Sau khi đạt mốc 1 tỷ thùng, những ngân sách hoàn toàn có thể giảm xuống còn 30 – 40 USD / thùng ( 190 – 250 USD / m3 ). [ 38 ] [ 43 ] Một số nhà phản hồi so sánh ngành công nghiệp đá phiến dầu Hoa Kỳ với ngành công nghiệp cát dầu Athabasca, [ 58 ] chỉ ra rằng ” quy trình tiến độ tiên phong gặp nhiều khó khăn vất vả nhất, trong cả hai nghành nghề dịch vụ kỹ thuật và kinh tế tài chính “. [ 59 ] [ 60 ]
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).[47][61][62]
Để tăng hiệu quả thu hồi từ đá phiến dầu, các nhà nghiên cứu đã đề xuất và thử nghiệm một số quá trình đồng nhiệt phân.[63][64][65][66][67] Một bài báo trong tạp chí Pétrole Informations [68] xuất bản năm 1972 so sánh sản lượng dầu từ đá phiến dầu với các sản phẩm lỏng từ than rằng các sản phẩm hóa lỏng từ than thì ít đắt hơn, tạo ra nhiều dầu hơn, và ít tác động đến môi trường hơn là chiết tách từ đá phiến dầu. Bài báo cũng nêu rằng có thể tạo 650 lít (170 galon Mỹ; 140 imp gal) dầu từ một tấn than, trong khi đó chỉ tạo ra được 150 lít (40 galon Mỹ; 33 imp gal) dầu từ 1 tấn đá phiến dầu.[27]
Do đó người ta tính toán khả năng khai thác đá phiến dầu tới hạn dựa vào tỷ số năng lượng được sản xuất bởi đá phiến dầu và năng lượng được sử dụng trong các công trình khai thác mỏ và trong các quá trình xử lý nó, tỷ số này được gọi là “Năng lượng thu hồi dựa trên năng lượng đầu tư” EROEI (Energy Returned on Energy Invested). Kết quả nghiên cứu vào năm 1984 ước tính rằng EROEI đối với các mỏ đá phiến dầu thay đổi trong khoảng 0,7–13,3[69] mặc dù số liệu từ các dự án khai thác đá phiến dầu cho thấy rằng tỷ số này dao động từ 3 đến 10. Royal Dutch Shell công bố tỷ số EROEI đạt 3 đến 4 của mỏ mà họ đã và đang khai thác tại hiện trường trong dự án Mahogany.[61][70][71] Bên cạnh đó, nước cần trong việc xử lý lọc đá phiến dầu cũng tạo ra một sức hút về kinh tế: điều này có thể là một vấn đề đối với các khu vực khan hiếm nước.
Các yếu tố thiên nhiên và môi trường[sửa|sửa mã nguồn]
Khu vực giải quyết và xử lý đá phiến dầu Kiviõli và nhà máy sản xuất hóa chất ở ida-Virumaa, EstoniaKhai thác đá phiến dầu gây ra một số ít ảnh hưởng tác động môi trường tự nhiên, đặc biệt quan trọng là khai thác lộ thiên sẽ ảnh hưởng tác động nhiều hơn khi khai thác hầm lò. Các yếu tố ảnh hưởng tác động như nước acid mỏ, những sắt kẽm kim loại cuốn theo dòng nước mặt và nước dưới đất, tăng xói mòn, phát thải khí lưu huỳnh, và ô nhiễm không khí từ những nhà máy sản xuất giải quyết và xử lý, khâu luân chuyển và những hoạt động giải trí tương hỗ khác trong khai thác và chế biến. [ 9 ] [ 10 ] Năm 2002, ngành công nghiệp nguồn năng lượng ở Estonia sử dụng đá phiến dầu làm nguồn nguyên vật liệu chính phát thải khí là nguyên do cho 97 % ô nhiễm không khí, 86 % ô nhiễm chất thải và 23 % ô nhiễm nước. [ 72 ]
Khai thác đá phiến dầu có thể phá hủy giá trị của đất về mặt sinh học và giải trí, và hệ sinh thái trong khu vực khai thác mỏ. Các quá trình đốt và tạo nhiệt phát sinh ra nhiều chất thải rắn và thải vào khí quyển các chất khí như carbon dioxide, khí nhà kính. Các nhà môi trường học phản đối sản xuất và sử dụng đá phiến dầu vì nó tạo ra thậm chí là nhiều khí nhà kính hơn các nguyên liệu hóa thạch thông thường.[73] Trong điều 526 của Đạo luật Độc lập và An ninh Năng lượng (Energy Independence And Security Act) cấm các cơ quan Chính phủ Hoa Kỳ mua dầu được sản xuất từ các quá trình xử lý mà việc phát thải khí nhà kính nhiều hơn so với dầu mỏ thông thường.[74][75] Các quá trình biến đổi dầu tại hiện trường mang tính thử nghiệm và các công nghệ hấp thụ và chứa carbon có thể làm giảm thiểu những lo lắng này trong tương lai nhưng cùng lúc nó có thể gây ra những vấn đề môi trường khác như ô nhiễm nước dưới đất.[76]
Một số nhà phê bình thì nhấn mạnh đến việc sử dụng nước trong ngành công nghiệp đá phiến dầu. Ví dụ, năm 2002, công nghiệp năng lượng đốt đá phiến dầu ở Estonia sử dụng 91% tổng lượng nước tiêu thụ của nước này.[72] Tùy thuộc vào công nghệ, đối với chưng cất đá phiến dầu trên mặt đất sử dụng từ 1 đến 5 thùng nước để sản xuất ra 1 thùng dầu.[43][77][78][79][80] Năm 2007 bản báo cáo hiện trạng tác động môi trường được Cục địa chính Hoa Kỳ phát hành chỉ ra rằng các hoạt động khai thác mỏ lộ thiên và lọc dầu tạo ra từ 8–38 lít nước thải trên mỗi tấn đá phiến dầu được xử lý.[77] Theo một đánh giá, quá trình xử lý tại hiện trường sử dụng khoảng 1/10 lượng nước như trên.[81]
Mối chăm sóc về nước trở thành yếu tố đặc biệt quan trọng nhạy cảm so với những khu vực khô cằn như miền tây Hoa Kỳ và sa mạc Negev của Israel, vì nơi này những dự án Bất Động Sản có từ trước lan rộng ra chiết tách dầu bất chấp sự hết sạch nguồn nước. [ 82 ]
Các nhà hoạt động môi trường, bao gồm các thành viên của tổ chức Hòa bình xanh đã tổ chức các cuộc phản đối mạnh mẽ đối với ngành công nghiệp đá phiến dầu. Một trong những kết quả đạt được là công ty Tài nguyên Năng lượng Queensland (Queensland Energy Resources) buộc phải dừng dự án đá phiến dầu Stuart (Stuart Oil Shale Project) ở Úc trong năm 2004.[9][83][84][85]
