关于实施河南省非常规能源开发的思考.docx

关于实施河南省非常规能源开发的思考.docx

《关于实施河南省非常规能源开发的思考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关于实施河南省非常规能源开发的思考.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

关于实施河南省非常规能源开发的思考

关于实施河南省非常规能源开发的思考

［摘要］河南不仅沉积盆地分布较广，而且时代分布较全，不仅是常规能源主要生产基地，而且是新能源资源较大的省份，同样也必将是非常规能源（含地热资源）开发利用的后起之秀。

开发利用河南非常规能源对优化能源结构，坚持资源和环境可持续发展，推进中原经济区和丝绸之路经济带建设，实现河南跨越式发展意义重大。

为此，建议以实施河南非常规能源开发行动计划为依托，以设立的专业机构和重大项目规划为指导，统筹协调非常规能源的勘查、示范和开发工作；以非常规能源协同创新中心为综合研发协作平台，汇聚国际国内非常规能源的人才和技术；以三大示范实验区为载体，实现在关键技术和工艺上的突破。

最终实现河南非常规能源的商业化开采，建设美丽中原，为丝绸之路经济带的发展添油加气。

［关键词］河南；非常规能源；丝绸之路经济带;时机；如何发展；思考

［中图分类号］F426.1［文献标识码］A［文章编号］1671-0037（2017）3-11-6

ReflectionsontheImplementationof

UnconventionalEnergyDevelopmentinHenan

YaoYarningHuangZhiquanCuiJiangliXingKuangWangHongjian

（NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，ZhengzhouHenan450011）

Abstract：

Henanhasnotonlywidedistributionofsedimentarybasin,butalsocompleteagedistribution，isnotonlyanimportantproductionbaseforconventionalenergy，butalsoaprovincewithlargenewenergyresources.Simultaneously，itwillbeapromisingprovinceforthedevelopmentandutilizationofunconventionalenergy（includinggeothermalresources）.DevelopmentandutilizationofHenanunconventionalenergyhavegreatsignificancefortheoptimizingenergystructure,adheringtothesustainabledevelopmentofresourcesandenvironment,promotingtheconstructionofCentralPlainEconomicZoneandSilkRoadEconomicBelt，andrealizingHenanleapdevelopment.ThusitissuggestedtorelyontheimplementationofHenanunconventionalenergydevelopmentactionplan,withtheestablishmentofprofessionalorganizationsandmajorprojectplanningasguidance，tocoordinatetheexploration,

demonstrationanddevelopmentworkof

unconventionalenergy；takeunconventionalenergycollaborativeinnovationcenterascomprehensiveresearchanddevelopmentcollaborationplatform,toconvergeinternationalanddomesticunconventionalenergytalentandtechnology；takethreemajordemonstrationexperimentationzonesascarrierstorealizebreakthroughinthekeytechnologyandprocess.Ultimately，commercialexploitationofunconventionalenergyinHenancanberealized，addingfuelfortheconstructionofbeautifulcentralplain,andthedevelopmentofSilkRoadEconomicBelt.

Keywords：

Henan；unconventionalenergy；SilkRoadEconomicBelt；opportunity；howtodevelop；reflection

?

?

家中原经济区、世界丝绸之路经济带建设己全面启动，作为这个区、带上具有重要地理、历史地位的河南必将迎来一个全新的发展机遇，已经在常规能源和新能源方面为国家做出贡献的河南，由于还蕴藏着更为丰富的非常规能源（含地热资源），对于其的勘探开发利用，将会成为河南实施清洁能源、美丽中原

一个新的亮点。

近些年，我国能源面临着两个比较严重的问题。

一是油气供需缺口大，每年需大量从海外进口石油、天然气。

2015年进口原油3.28亿吨，天然气621亿立方米，进口依存度分别达到60.6%、32.6%,特别是石油，已大大超过50%的心理防线，严重影响到国家能源战略安全；二是结构不合理，我国能源构成中，煤炭占比高达70%以上，不仅对大气环境造成污染，

而且危害人们身体健康[1]

目前，人们虽说

采用了许多对策，包括节约能源和发展新型可再生能源，但是依然没有从根本上改变这种局面。

如开始利用太阳能、风能、核能等可再生资源，但短期内则难以替代油气资源；发展生物质油，但存在着与人类争夺粮食的危险；进行煤化工，但是造成的环境污染亦不容小视。

当前，北美特别是美国成功开采非常规天然气，尤其是页岩气，给我们在替代能源开发方面带来新的启示。

2009年美国煤层气产量就达到560亿立方米，2015年页岩气产量更是达到2800亿立方米，从而成为世界第一大天然气生产国。

页岩气的规模化开采让美国政府相比过去有了更大的战略调整空间，大大增强了美国在能源外交和应对气候变化等方面的主导权也对全球天然气市场、能源供应格局以及地缘政治产生了重要影响。

河南是中国常规能源（石油和煤炭）生产基地，也是新型能源（生物制油）潜在大省，同时也是非常规能源（页岩气和煤层气，以及地热资源）蕴藏量巨大的地区。

据专家估算，河南省页岩气资源量预计3万亿立方米以上，煤层气资源量超过1万亿立方米，在国内排名均比较靠前。

适逢国家加紧中原经济区的建设，对能源需求必将会越来越多，河南有非常好的非常规能源资源，应该成为下步勘探开发的重点区域。

建议省政府启动和实施“非常规能源行动计划”，做好非常规能源的勘探、开发规划以及示范实验区建设工作，构建综合创新平台，突破一些关键技术，建立起一支具有解决理论问题和工程实践问题的综合队伍，早日形成常规能源（煤炭）、新能源（生物制油）和非常规能源（煤层气、页岩气、地热）三足鼎立的格局。

非常规能源的开发将极大地促进相关产业的发展，带动装备制造业研发、生产和技术服务水平的提升，对河南人才培养和扩大就业以及进一步辐射我国中西部地区非常规能源开发起到积极推进作用，使河南成为非常规能源创新开发和技术输出的重要基地。

近年来，华北水利水电大学

已组织有关科研人员对国际国内非常规能源的勘探、开发进行了初步的研宄，并且在相关技术方面取得了一定的突破，具有了非常规能源方面一定的人才和技术基础，希望成为非常规能源开发中的重要力量［2］。

总之，加快河南省非常规能源勘查、示范和开采步伐，对不断改善能源结构，提升河南省能源战略地位，建设美丽中原，造福全省人民具有非常重要的现实意义。

1非常规能源开发的必要性

我国近年从海外进口原油所占比例接近60%

（2015年已达60.6%），不但每年要用掉大量外汇，而且直接影响到国民经济的发展，尤其是己经严重威胁

到国家的能源战略安全。

即使是超级大国美国，

也不敢使能源依赖进口。

1.1我国石油依赖度接近60%，严重威胁到国家战略安全

自1993年起，中国成为原油纯进口国；2004年，

原油进口量超过日本，成为世界第二大进口国；2009年，中国进口石油约2.04亿吨，比上年增长约14%，进口依存度达到52%,首次超过舆论认为的50%心理防线；2015年，中国石油消费的进口依存度已达60.6%o据中国社科院发布的《2014年中国能源发展报告》预计，2020年、2030年国内所需的石油量分别为5.3亿吨和6.5亿吨。

如果未来10〜20年中没有大油田被发现，石油进口量还将不断提高，国内油价会受国际油价波动、地缘政治、气候变化、运输等种种因素影响，涨跌更加频繁。

中国能源环境已从“比较安全”向“比较不安全”转移，国内能源供求将更多受制于国外，严重威胁到国家战略安全［3-4］。

因此，大力勘探、开发本土能源，降低对外依存度，是改善能源供应紧张局面的根本。

1.2煤炭所占比重过大，环境污染严重

2014年，我国能源消费总量达34.8亿吨标准煤，比上年增长7.0%，煤炭占比依然高达77.8°/。

。

而我国煤炭利用中的80%是原煤直接燃烧，同年全国发电量47000.7亿千瓦时，其中，火电发电量为38253.2亿千瓦时，占81.39%。

目前，我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，2014年全社会烟尘和二氧化硫排放量分别为1059万吨和2218万吨，名列各国之首，其中因燃煤产生的排放量分别占70%和90%,由此带来了诸多严峻挑战。

首先在全球气候变化加剧，国际社会碳减排压力加大的背景下，我国在应对生态环境气候改善和承担碳减排义务谈判过程中承受巨大国际舆论压力；其次，能源消费过度依赖煤炭的现状已造成国内严重的环境污染，直接影响国民经济可持续发展和人民群众的身体健康；第三，我国煤炭资源赋存条件与主要产煤国家相比相对较差，煤层埋藏深、自然灾害多，且随着开采强度、深度逐年增加，条件越来越复杂，煤矿安全生产的压力加大；高强度开发煤炭资源，富煤地区环境承载能力面临挑战，由此带来的次生灾害增多［5］。

加大非常规能源的开发利用，既有利于调整能源结构，又有利于改善生态环境。

1.3加快非常规能源的开发利用，是建设美丽中原的迫切需要

中国常规油气资源不足，而且能源生产和消费结构不合理，开发非常规能源是改善这种局面的迫切需要。

近年来，河南省在改善能源结构，提高清洁能源利用程度等方面做了一些有益的尝试，且已初见成效，但是距省委、省政府提出的建设美丽河南要求还有一定距离。

而河南非常规能源在全国占有一定的比例，必将是下一步勘探开发非常规能源的重点区域。

为此，我们要加快非常规能源的勘查、开采力度，加速?

岩气、煤层气等非常规能源以及地热资源的利用步伐，优化河南能源生产结构，早日形成常规能源、新能源和非常规能源三足鼎立的格局，实现河南非常规能源开发

利用本地化，增加河南省经济总量和经济效益[6-7]。

河南非常规能源的开发利用，对改善河南省人民

生活、优化环境质量、实现可持续发展起到积极作用，为实现中原经济区的宏伟目标奠定坚实的基础。

2开发的可行性

2.1国际上有成功开采非常规能源的先例2.1.1美国“页岩气革命”取得突破性进展。

美国为了调整国内能源供应格局，增强能源外交和应对气候变化的主导权，近年来利用水平井加多段压裂、清水压裂和同步压裂等先进技术，对本土蕴藏丰富的页岩气进行开发，大量生产液化天然气替代原油，取得了丰硕的成果。

2010年美国页岩气产量超过1380亿立方米，占全国天然气年总产量的23%，超过俄罗斯成为全球第一大天然气生产国。

2015年，美国页岩气产量更是高达2800亿立方米，比我国常规天然气产量还多1400亿立方米。

美国页岩气开采量大幅提升，使美国对进口石油的依赖不断降低。

美国能源信息署数据显示，美国石油对外依存度已从2005年的60.3%降至2013年的42%。

未来十年美国计划把石油进口量再削减三分之一，届时，美国能源综合自给率将达到75%[8-9]0

2.1.2美国、加拿大煤层气开发效益显著。

煤层气

作为清洁能源，开发利用得到了许多国家的青睐。

美国是世界上煤层气商业化开发最早取得成功的国家，是迄今为止煤层气产量最高的国家。

加拿大是目前煤层气商业化开发速度最快的国家。

2009年美国煤层气年产量已达560亿立方米；截至2015年底，美国煤层气井共32000余口，其中17000口井在进行生产;2016年新增1000口煤层气井，美国煤层气产业开始进入稳定的发展阶段。

目前，美国煤层气年产量己占天然气年总产量的8%〜10%，对美国天然气的市场供应己形成重要的补充。

尽管各国的煤层气资源条件和政策等有所差别，煤层气产业发展的状况有所不同，但国外煤层气的成功开发和快速产业化发展，尤其是美国和加拿大的经验值得借鉴。

一方面表明煤层气资源的开发走产业化发展道路是可行和现实的，另一方面显示煤层气产业会随着理论创新和技术进步不断发展壮大［10-11］。

2.2河南非常规能源资源丰富，是下一步勘探开发的重点地区

2.2.1页岩气开发潜力较大，前景最为乐观。

页岩气作为富有机质页岩地层系统中的非常规天然气，资源潜力大，开采寿命长。

中国国土资源部调查的结果初步显示，中国页岩气资源量巨大，预测总量高达

134.42万亿立方米，可采页岩气储量约25.1万亿立方米，将满足我国今后200年的天然气需求。

到2020年，我国的页岩气产量有望达到1000亿立方米以上，成为我国能源供应的一个重要来源。

河南页岩气预测资源量超过3万亿立方米。

主要分布在太康隆起海相页岩，濮阳凹陷、周口坳陷等海陆交互过渡相页岩和南襄盆地陆相页岩层中［9，12］。

2.2.2煤层气资源较为丰富，分布非常广泛。

河南煤炭资源十分丰富，相应地煤层气资源也十分可观。

据权威人士评价，河南省煤层埋深2000米以浅的煤层气资源总量为10427亿方，平均资源丰度为1.18亿方/平方千米。

全省主要煤层含气量集中在中二叠世早期山西组二1煤，以二1煤甲烷含量最高；豫北、豫西、中部、南部煤田为中高煤层气含量区［11-14］。

2.2.3地热资源相当可观，开发前景十分广阔。

地热资源是世界上最古老的能源之一。

据测算，地球内部的总热能量约为全球煤炭储量的1.7亿倍。

对于地热资源丰富的河南省来说，其开发的重要意义自然不言而喻。

河南省中低温地热资源非常?

S富，主要分布在郑州、开封、周口、新乡、鹤壁、安阳、洛阳、濮阳等地。

据计算：

河南省每年的地热可开采热水量资源为5.510063X108立方米，可利用热能量为

1.0947881X1017焦，折合标准煤3.7415X106吨［7］。

2.3河南已初步具有非常规能源开发利用的技术

和人才基础

近年来，河南煤田地质局、河南省煤层气开发利用有限公司在煤层气资源评价、勘查选区、开采实验等方面进行了积极的探索；河南地质矿产局积极涉足页岩气勘探开发，并且积极参与国土资源部第二轮页岩气开发招投标，一举中标温县、中牟两个页岩气区块；河南省地矿局水文地质队在郑州、开封等地进行地热水开采实验，为地热资源的开采进行了很好的技术储备。

华北水利水电大学是水利部与河南省共建、以河南省管理为主的高校，是河南省重点支持建设的骨干高校之一。

学校现设有54个本科专业、52个硕士学位授予点；现有3个省级一级重点学科、19个省级二级重点学科、3个专业学位类别、13个专业学位领域。

学校现有国家级特色专业建设点3个、省级特色专业建设点10个、省级教学团队4个、省级精品课程14门、省级实验教学示范中心2个。

学校1981年获得国家首批硕士学位授予权，并具有硕士研宄生单考权资格和推荐并接受免试研究生资格、开展同等学历申请硕士学位资格及工程硕士招生培养资格。

学校与中国科学院地质研宄所、中国农科院农田灌溉研宄所、清华大学、同济大学等20余所高等院校和科研院所联合培养博士研究生。

特别是2016年年初，成为金砖国家大学联盟成员，从此开创了学校国际合作的崭新局面。

学校拥有教职工1500余人。

中国工程院院士顾金才、王浩、倪维斗、周丰峻、王光谦为我校教授、双聘院士。

学校现有3个省部级重点实验室，4个院士工作站，1个院士实验室，30余个研究院所。

近年来，学校先后承担了50多项国家级科研项目，作为主要参加单位参与了多项国家科技支撑计划、“863”课题的研宄。

近3年，学校作为主要完成单位参与完成的2项科研成果荣获国家科技进步二等奖；获得省部级科研奖励42项，其中学校作为主持单位获得的省部级奖励30项。

华北水利水电大学与国内外著名高校、科研院所和能源企业合作，就页岩气、煤层气等非常规能源以及低热资源勘查、开采、利用中的理论和实践问题进行了有效的探索，汇聚了一批专业人才，掌握了一些工艺技术。

特别是近几年，开展科技援疆，为新疆非常规能源的研究、开发、利用做出了较为突出的贡献

[7，15]。

以上技术和人才储备为河南非常规能源的开采利

3非常规能源开发思路3.1基本情况

依托华北水利水电大学学科专业优势和非常规能源团队实力，开展河南非常规能源（地热）勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范工程。

其目的是，为落实《河南省国民经济和社会发展第十三个五年规划》和发展清洁能源，促进循环经济，创造绿色环保，实现能源结构和供应多元格局，建设美卵中原。

总体思路是适应国家宏观经济形势和经济发展方式的深刻变化，借助国家中原经济区的良机，将河南建设成为全国特色鲜明、经济效益好、竞争力强、产业体系先进的清洁能源、循环经济、绿色环保基地。

项目定位是全国非常规能源大型研发、试验、开发、利用示范区。

项目目标是解决河南在开发非常规能源方面的关键技术和工艺、重大理论和实践难关，实现国内一流、世界领先的创新理论、方法、技术，实现一体化、基地化、大型化、现代化和集约化发展，达到资源节约和环境友好目的，实现经济效益和社会效益双丰收。

主要内容包括三个方面：

一是河南页岩气资源评价、目标选区、开发利用的综合物探、地质理论与钻

探技术研究；二是河南煤层气富集规律、压裂工艺、井上下联合开采综合方法应用研宄；三是河南地热资源前景、分布规律预测与勘查开采、循环利用综合配套技术研宄［13，16］。

3.2实施的主要内容、步骤

3.2.1成立机构。

成立非常规能源开发利用研宄中心。

该中心以华北水利水电大学为主，以资源与环境学院、水利学院、电力学院、机械学院主要人员为基础，与省内、外有关从事非常规能源的高校、科研机构以及能源集团等大型企业共同组成。

3.2.2创新立项。

按照科技部和省科技厅有关科技项目相关规定，对河南非常规能源项目进行立项。

题目：

河南非常规能源（地热）勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范工程。

按照重大专项类别，先后在河南省、科技部和国家分别进行立项。

题目下设三个分课题：

一是河南页岩气资源评价、目标选区、开发利用的综合物探、地质理论和钻探技术研宄［6-9］;下设四个子课题：

①河南主要沉积盆地（坳陷、凹陷）盆地海相、海陆过渡相、陆相页岩分布状况；②河南页岩气资源潜力及其分布规律；③页岩气储集物性分析；④水平井钻井工艺及压裂改造技术。

二是河南煤层气富集规律、压裂工艺、井上下联合开采综合方法应用研宄[6,7,11];下设四个子课

题:

①河南煤层气地质与资源综合评价；②河南煤

层气含气量、储集物性研宄；③压裂工艺技术研究;④煤层气排采工艺技术研宄。

三是河南地热资源前景、分布规律预测与勘查开采、循环利用综合配套技术研究[6-7];下设四个子课

题：

①河南地热形成条件、资源远景及分布规律；②河南深部地热资源、浅层地热能和干热岩资源特点；③地热循环、可持续开采技术攻关研宄；④地热开采过程中地下水的保护措施研究。

3.2.3示范试验区工程。

改变过去固守在校园或研究室内封闭式研究模式，一开始就走产、学、研、用一体化道路，分别在主要盆地（坳陷、凹陷）选择三个示范实验区，完成非常规能源（地热）勘探、开发、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套研宄生产[1-3,6-7]o

①页岩气项目选择在中牟地区；②煤层气项目选择在平顶山地区；③地热项目选择在洛阳地区。

3.2.4预期成果。

在预定的时间内，力争达到5项预期成果。

①取得一项高水平的科研成果，申报国家科学技术进步二等奖及以上级别奖励;②提出一套适合河南地质条件的非常规能源探、采、用一体化理论、方法、技术；③发表一批高水平学术论文（SCI10篇，EI10篇，核心期刊20篇）；④申报一批国家专利（发明专利10项、实用新型专利10项），制定一套非常规能源行业标准，其中，页岩气、煤层气、油页岩分别1〜2个标准;⑤打造一个在国家有重要影响力的综合科研创新团队。

3.2.5孵化园区。

先期已经完成的多项国家发明专利，其中：

一种连通地面与地下开采煤层气的方法；一种循环开采地热资源的方法。

计划先行将这些专利向省政府汇报，以技术入股形式?

M入郑州经济技术开发区，联合省内煤炭、水文等企业，在河南全面推广这些技术。

3.2.6实施规划。

按照“1133”目标进行规划实施，即成立一个研究中心，设立一个项目，建成三个示范区，分三个阶段进行。

①一个中心：

非常规能源（地热）开发利用研宄中心；②一个项目：

河南非常规能源（地热）勘探、开发、炼制、利用一体化和理论、方法、技术三创新综合配套示范项目；③三个示范区：

一是页岩气项目选择在中牟地区；二是煤层气项目选择在平顶山地区;三是地热项目选择在洛阳地区；④三个阶段：

一是2016.1—2016.12完成机构组建、人才引进、项目立项;二是2017.1—2018.12完成项目评价、技术研发、示范工程实施、试生产；学科专业建设，人才培养，技术储备；三是2019年开始，全面开发利用，实现规模化生产，提供人才支撑和技术保障。

4效益预测

4.1经济效益非常突出

到2020年页岩气形成10亿立方米、煤层气形成10亿立方米、地热利用10亿方的年生产能力，并随着技术进步和工艺的进一步成熟，2020年后产量将会快速增长。

按目前天然气1.5元/立方米价格计算，10亿立方米页岩气产值为15亿元，10亿立方米煤层气产值为15亿元，10亿立方米地热产值为10亿元，合计40亿元。

以后，每年会逐步增加。

4.2社会效益十分明显

第一，优化产业结构，加快新型工业化进程；第二，改善投资环境，推动区域经济发展；第三，循环

综合利用，实现低碳绿色发展；第四，有利于