从15年开始,我国不断有新的油田被发现,先是5亿吨储量的南海油气田,再是长庆新安边亿吨级油田,
根据自然资源部的现场测试评估,新开的油井每天原油产量17.13吨,虽说这一个数字听着并不算多,比起日产量接近7700吨的长庆油田也少得可怜,但别忘了长庆油田有2210口井,也就是说单井日产量只有不到4吨。
那如果在这个河南大油田上打上上百口油井,搞好了,年产量最低也能有个200万吨。
根据国土资源部的标准,大型油田是指储量在1亿吨以上的油田,中型是1000万吨到一亿吨储量之间的油田,而小型油田则是1000万吨储量以下的油田。
虽然产量比不上储量数十亿吨的长庆、大庆油田,但它胜在主产轻质油,是我国为数不多的轻质油油田。
轻质油,顾名思义,轻质轻质,质量轻,所以密度最小,低于0.87g每立方厘米,中质油在0.87-0.92之间,重质油在0.92-1之间。
而超重质油因为各种杂质的原因,所以比水重,大于1,一般用来做沥青,没什么人用它炼汽柴油。
从用途来看,轻质油大多数都用在燃料,比如我们汽车常用的汽油,飞机必需的航空煤油,还有部分轻柴油都是从轻质油炼化出来的。
而中重质油则是石化产品的重要原料,比如重柴油,石蜡,沥青这些,都是重质油易于炼化的产品。
而我国的油田,从长庆到新疆,油质都偏重,唯有大庆油田的原油质量介于中质油和轻质油之间,但油田在开采了几十年后也逐渐趋于枯竭,产量在逐年下降。
所以我国在国际上进口的大部分都是轻质油,占52%,去年进口了5.6亿吨原油里就有3亿吨的轻质油。
因为从分子结构来看,轻质油主要由小而简单的烃类分子组成,这些分子较轻,易于在提炼过程中分离和转化。
这些复杂的分子和杂原子使得重质油在化学反应中表现得相对“懒惰”,需要更高的温度和压力才能被激活,这也就导致想要提炼重质油需要更加多的步骤。
就好比我们日常净化自来水和核污水的难度不同一样,炼化重质油,难度也更大。
而且很重要的一点是,除了分子链和杂质问题,轻质油和重质油的粘度和流动性也不一样。
这种高粘度不仅使得重质油在提炼设备中难以处理,而且还增加了它在分馏过程中分离的难度,因为高粘度意味着分子间的相互作用更强,需要更加多的能量来克服这些相互作用。
而重质油的高沸点,不仅意味着需要更高的温度和更长的处理时间,还增加了能源消耗,导致一大堆副反应,产品质量也就不太好。
同时,由于重质油的高粘度和高沸点,提炼设备一定要能承受更高的温度和压力,还要耐腐蚀和耐磨损,这些设备的制造成本和维护成本都相比来说较高,进一步增加了重质油提炼的经济负担。
因此,就算现在技术足够先进,也只能把重质油提炼的副产物降低到一个范围,而不能像轻质油一样,本身就不怎么带杂质,简易地处理就能做出成品油,所以轻质油,永远是在应用中的第一选择。
因此,尽管这个大型轻质油田虽然对我们的总量提升不大,但是易于提取加工的特点是没有任何办法取代的,在我国缺乏轻质油本土来源的大背景下,若发生一些特殊情况,将是不可多得的,能快速转化为军工储备能源的油气产地。
当时,人们开始使用钻井技术开采石油,并建立了炼油厂将原油加工成各种燃料和化学品,1859年美国在宾夕法尼亚州泰特斯维尔开出的德雷克油井,被认为是现代石油工业的开端。
20世纪初,汽车工业兴起,推动了汽油需求,一战后,航空技术取得长足发展,逐步推动了航空煤油的发展。
因为早期的石油炼化技术极其简单、粗糙且效率低下,所以一旦原油质量不佳,成品油的质量也会极差。
日本二战时期的燃油就是个例子,由于日本本土的石油资源匮乏,日本在战争期间,巴不得把一升油掰成一吨用,拼命提高石油的利用效率和加工深度,比如他们开发出了高温度高压力下的催化重整工艺,理论上,可以将低辛烷值的汽油转化为高辛烷值的航空汽油,但问题也在于“理论上”这三个字。
由于技术不成熟,而且日本一直没搞出来合成汽油的能力,这就导致在战争后期,尤其是在莱特湾战役后,日本和东南亚的海上交通线被切断,日本的成品油质量一再暴跌,严重影响了国家的战争潜力。
比如,1945年6月,日本陆军第3飞行师团第130飞行战队的30架战机起飞,执行对日本附近海域美国军舰的攻击任务。
其中6架是零式改装的自杀机,14架是普通攻击机,还有10架是日军最新的四式疾风战斗机,然而因为缺乏质量达标的燃油,飞机加注的都是品质极差的航空汽油,结果6架自杀机有3架因为发动机功率不足,刚刚起飞,就栽在跑道上发生爆炸,而在后来的飞行过程中,日本战机更是因为发动机故障大量坠毁,在40分钟内摔了18架,24名飞行员丧命,最终行动只能取消,因为继续下去,恐怕还没和美国人打照面,飞机已经都摔完了。
尽管德国是全球第一个大规模发展煤化油技术的国家,但是由于技术限制,煤化油的质量一言难尽。
1945年,在德军的最后一次反攻,即匈牙利冬季春醒行动之中,就有大量的德军装甲单位因为劣质汽油半途抛锚,而且这些煤化油产品不仅质量不佳,甚至还会在乍暖还寒的早春完全冻结,这让德军手中本就不富裕的突击力量雪上加霜。
最后近千辆坦克组成的装甲集群,路上就坏了三分之一,这就导致德国党卫军这些精锐装甲师,最后甚至未能打穿苏军由步兵师组成的第一道防线。
其实我国现在所处的战略地位,与德意志第二帝国有非常相似之处,就是我们都是有科技,有生产力,但全球的原物料产地和大市场,主要掌握在我们的竞争对手手中。这其实是个不太安全的局面,德国最终被逼疯然后走向了末路。
尽管随着科学技术的进步,当代的石化产品开采技术经历了数次革新,效率大幅度的提升,但即便如此,重质油的开采提炼到成品油的过程,依然会耗费大量的时间和成本,同时繁杂的工序也限制了产量上限,尤其是对于生产力稳居世界第一的我们来说,一旦因为特殊情况出现石油短缺,将严重困扰我们,限制我国的生产力上限,大大削弱我国的产能优势。
因此,对我们来说,石油自给,尤其是轻质油自给,在非常情况下,是至关重要的。
假如一些不太理想的情况出现,尽管我们的能源自给率能达到80%以上,战时的军工能源供应应该还算充足,但生活用化工品依然会短缺。
锂离子电池作为新能源长期发展的方向,其问题就在于,我们国内的优质锂原料不足,多半是硫酸锂,有一大部分还集中在青藏高原,即便不考虑成本问题,开采难度也是一大障碍,而易于提取的碳酸锂,也就是锂辉石矿,基本是澳大利亚产的。
作为锂离子电池的替代,这的确是一个可行的办法,因为钠盐的分布十分广泛,而且储量足够全世界吃几千年。
一般来说,锂离子电池中,比较安全的磷酸铁锂电池的单位体积内的包含的能量在200Wh/kg,三元锂电池在200-300Wh/kg,而钠离子电池目前最高才160Wh/kg,民用也许够用,但是用于军工就十分一言难尽了。
还有一个问题是,在新能源基建方面,我们暂时还没做到和传统燃油车相媲美的程度,而基建的完善,同样是需要发展时间的。
那么,在基础设施不完善的条件下,一旦因为燃料短缺出现像22年3月俄军进攻基辅,排了60多公里队伍的“奇景”,那将会是一场灾难。
二氧化碳加氢制甲醇是一种新型的合成化学反应,原理很简单,就是二氧化碳与氢气在催化剂的作用下发生化学反应,生成甲醇和水。
但是,传统路线,需要金属氧化物作催化剂,而且需要高温度高压力,而且常伴有逆水煤气变换反应,这会产生比甲醇更多的一氧化碳,纯度相当堪忧。
而大连化物所的研究团队则采用了富含硫空位的少层二硫化钼(MoS2)作为催化剂,不仅低温就能反应,还能长期催化,现在转化率已达到95%,而且经三方检测,产出的汽油辛烷值超过90,也就是说,至少我们的89号汽油和92号汽油能被这东西“凭空生成”。
目前吉利在晋中有一条年产一万量的甲醇重卡生产线,部分重卡已经在贵州上路运营,虽然数量看似不多,但好处在于,它能够完美契合目前我国的工业生产体系,那些光伏、风电在用电低谷期产出的多余电力,可以先转化为氢气再转化为甲醇储存起来,甲醇也能够对汽油实现平价替代,解决大部分民用燃油需求,将这部分消耗解放出来,用于军工。
因此,若能够迅速将二氧化碳加氢制甲醇技术大范围的应用,的确能够缓解我国的能源短缺问题。
从五年以上的中长期来看,新能源包括二氧化碳加氢制甲醇的确能够对传统能源做出民用替代,充分保障我国军工部门对传统能源的需求,同时降低传统能源依赖。
但如果国际局势发生迅速变化,在我们还没完成产业转型的时间内,我们对石油,尤其是轻质油的需求量依然是十分巨大的。
而从这一点出发,河南油田存在的意义不仅仅可以填补大庆油田减产的高质量原油空缺,同时能为中国工业转型争取时间,而在转型期间,我们还可以建设煤制油产线对传统能源的需求来做应对。
目前,我国70%的石油消耗在交通运输领域,因此,优先完成剩下30%的军工和其他重要部门的能源替代是第一要务。
根据2022年的数据,我国的煤制油产量在每年823万吨,而限制煤制油规模的根本原因还是经济账。
其实按照建造速度,从2016年攻破全产业链后,2017年一年时间我们就建成了内蒙古伊泰杭锦旗120万吨/年和山西潞安100万吨/年两个百万吨煤制油装置,而且这还是在经费有限的情况下。
而战时一切以军工目标为先,根据2023年全年7.56亿吨的全年消耗,我们目前除去70%交通外的需求,大约在2.5亿吨左右,而2023年,我国的产量在2.04亿吨。
而根据和平时期一年的建设周期,这一年时间,就是考验我国石油储备和开采量的窗口期了。
所以,国内每多一个大油田,这种压力就将减轻一分,这就是河南油田在极端国际环境下的战略意义。
当然,这些都是防御手段,终极的解决方案还是颠覆美国对于全球原油产地和航道的控制。
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8.《我国石油钻井技术现状及发展的新趋势》,侯兴国,郭正温;中国石油集团公司川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院;
9.《改革开放以来中国能源供需格局演变》,张雷,黄园淅;中科院地理科学与资源研究所;
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