油页岩产业史

油页岩产业史（History of the oil shale industry）在远古时代起即已发生。现代从油页岩中提炼页岩油作工业用途则在19世纪中叶出现，并在第一次世界大战之前开始增长，原因是当时已有大规模生产的汽车和卡车，加上预期车辆所需的汽油会短缺的缘故。有几个国家在第一次与第二次世界大战之间启动油页岩开采项目。

二次世界大战后，由于常规石油易于开采，油页岩产业因而衰退。截至2010年，爱沙尼亚、中国和巴西仍有商业化开采，但有些国家正考虑开始或重启商业化油页岩的开采。

## 早期历史

人类自史前时代起就使用油页岩作为燃料，原因是此材料通常不需任何加工就可燃烧。它也被用于装饰和建筑。铁器时代居住在大不列颠岛的凯尔特布立吞人曾把油页岩抛光，制成装饰品。公元前3000年左右，美索不达米亚当地人使用“岩油”修筑道路和作为建材的粘合剂。

油页岩在古希腊、罗马帝国、东罗马帝国、奥玛雅王朝和阿拔斯王朝时期也被用作宫殿、教堂和清真寺的马赛克和地板的装饰材料。

页岩油曾被用于医疗和军事目的。美索不达米亚人将其用于医疗以及船舶木板间的填缝剂，蒙古人曾于战争中在箭头上绑有燃烧油页岩。在公元10世纪，亚述人医生马里迪尼首度描述一种从“某种沥青页岩”中提炼石油的方法。在14世纪初于瑞士和奥地利也有使用页岩油的报导。1350年，一位名为Berthold von Ebenhausen的骑士（kinght）获得在今日奥地利提洛邦的Seefeld开采油页岩的权利。油页岩被用于提炼页岩油，早期的做法是把压碎的油页岩置入坩埚中加热干馏。符腾堡王朝腓特烈一世 (符腾堡公爵)的私人医生在1596年将其治疗特性留有记录。

早在1637年，于今日瑞典斯堪尼省，当地的寒武纪和奥陶纪时期形成的明矾页岩就被用火焙烧来提炼硫酸铝钾。在18世纪之交，页岩油在意大利摩德纳用于街道夜间照明之用。英国王室于1694年授予三人一项专利，因为这些人“找到一种方法，可从一种石头中提炼和制造大量的沥青、焦油和石油。”提炼出产品后来冠以Betton's British Oil之名销售，据说这种蒸馏物“经罹患各种疼痛的人尝试之后，获益良多。”1781年，英国阿奇博尔德·科克伦第9代邓唐纳德伯爵在1781年注册一项提炼工艺专利，使用砖石造干馏炉和木制冷凝器从煤和含沥青页岩中生产焦油、沥青和石油。

俄罗斯的彼得大帝于1697年启动在乌赫塔调查油页岩的计划。关于此地油页岩物理和化学性质的数据于1809年由俄罗斯科学院通讯员Tertii Bornovolokov发表。德国人博物学家彼得·西蒙·帕拉斯于1769年对窝瓦河流域的油页岩做过描述。在1830年代，俄罗斯化学家杰迈因·亨利·赫斯研究波罗的海油页岩，由此确定采半焦化工艺生产制品。

法国弗朗索瓦·佩龙等研究人员在1807年于巴黎出版的著作Voyage de Découverte aux Terres Australes中首次提及澳大利亚的油页岩，描述的可能是位于纽恩斯矿藏的托班石。

## 现代油页岩产业

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利用油页岩提炼页岩油的作业始于法国，商业开采于1837年在欧坦开始。于1838年开始生产页岩油，采用的是Alexander Selligue于当年发明的工艺。1846年，加拿大医生兼地质学家亚伯拉罕·波诺·格斯纳发明一种从煤、沥青和油页岩中干馏出照明用液体的工艺。1847年，苏格兰化学家詹姆斯·杨 从坎内尔煤提炼出“照明油”、润滑油和石蜡，1862年则改从托班石中提炼。他在1850年获得干馏和精炼页岩油以及从中精炼石蜡的工艺专利。1859年，罗伯特·贝尔 (Robert Bell) 在苏格兰西洛锡安的布罗克斯本 (Broxburn) 展开商业规模的页岩油开采。詹姆斯·杨的专利在1862年到期后，许多小型页岩油厂旋即出现。到1865年，苏格兰当地大约有120个页岩油厂。詹姆斯·杨在1866年成立名为Young's Paraffin Light and Mineral Oil Company的公司。其他著名的页岩油公司包括成立于1878年的Broxburn Company和成立于1892年的Pumpherston Company。

早期美国的油页岩产业集中在东部油页岩矿藏区。有家页炼油厂在1855年于肯塔基州布雷肯里奇郡成立，使用当地开采的坎内尔煤生产页岩油。到次年，每天的产量是600到700美制加仑（2.3到2.6立方米/天）。迄1860年，美国有55家公司从当地开采的坎内尔煤中提炼油产品。商业化提炼页岩油（非利用坎内尔煤加工）始于1857年，在俄亥俄河谷沿岸挖掘泥盆纪油页岩，而后采干馏法提炼。但于1859年在同一页岩产区，由宾夕法尼亚州泰特斯维尔郡的德雷克油井开始，陆续有廉价而丰富的常规石油被发现，而让油页岩产业停顿。美国最大的矿藏 - 格林河地层于1874年被意外发现，但直到20世纪初才启动开采。

德国的油页岩产业在1857年开始。加拿大的Craigleith页岩油厂（Craigleith Shale Oil Works）于1859年开始在安大略省科林伍德附近的休伦湖畔，使用干馏工艺处理奥陶纪的Whitby地层油页岩。到1861年，由于附近发现有常规石油，让油页岩作业失去经济利益。

澳大利亚的第一个油页岩开采于1865年在新南威尔士州肯布拉山的American Creek开始。同年，在American Creek的Pioneer Kerosene厂（Pioneer Kerosene Works）产出第一批页岩油。新南威尔士州另开设有几处矿场和页岩油厂；但在20世纪初因可进口更便宜的原油，这些设施均被关闭。

在1840-1882年的奥地利，油页岩被用于生产铺路用沥青、石脑油和沥青焦油。瑞典于1864年首次尝试从明矾页岩中提炼油品。页岩油生产始于1890年代，持续过几年。巴西首度油页岩开采在1884年于巴伊亚州发生。新西兰在1990年也建立页岩油开采事业。

潘福斯坦干馏炉（也称为Bryson干馏炉）在1894年发明，可大幅减少仰赖煤提供热能，油页岩产业自此与煤炭产业分道扬镳。

44这种干馏炉一直使用到1938年。

油页岩产业在19世纪的运作重点是生产煤油、灯油和石蜡，以满足第一次工业革命期间持续增长的照明需求。同时也生产燃料油、润滑油以及硫酸铵。

## 20世纪初

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油页岩产业在第一次世界大战之前即已迅速扩张，因为当时尚缺乏取得常规石油的途径，而汽车和卡车的大量生产导致对于汽油消需求的增加。苏格兰的油页岩产量在1910年至1912年间达到顶峰，产量超过300万吨。当时苏格兰页岩油产量占全球石油产量的2%。此后产量下降，但第二次世界大战期为例外。五家幸存的页岩油公司（Young's Paraffin Light & Mineral Oil Company、Broxburn Oil Company、Pumpherston Shale Oil Company、Oakbank Oil Company和James Ross & Company Philpstoun Oil Works）在1919年被英波石油公司的子公司Scottish Oils并入。

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美国政府于1909年开始筹设机构以建立海军石油和油页岩储备。取得的储备资源被当作军队，尤其是美国海军的紧急燃料来源。后来政府保留的科罗拉多州来佛附近的罗恩高原成为联邦的示范和试验场。内华达州商人罗伯特·卡特林 (Robert Catlin) 首次尝试在美国西部的矿藏生产石油，他在1890年代收购油页岩土地，并在1915年和1916年建立首批干馏炉。他在1917年成立卡特林页岩产品公司（Catlin Shale Products Company），尝试出售页岩油产品，但均未成功，公司在1930年解散。一家名为油页岩矿业公司（The Oil Shale Mining Company）在1916年成立，首度尝试开采格林河地层矿藏。这家公司于1917年在科罗拉多州德比克附近的Dry Creek源头建立第一个商用干馏炉，但尝试也没成功，到1926年，连资产都亏掉。此外，像Citgo的前身Cities Service、雪佛龙、德士古和Unocal Corporation等公司于1918年至1920年也开始进行油页岩开采。在1915年至1920年间，美国约有200家探勘油页岩的公司，其中至少有25家的干馏工艺已达到实验工厂的程度。但因德克萨斯州石油大开发，这种油页岩荣景嘎然而止。在第二次世界大战前有项技术成就是NTU干馏炉的发明。NTU公司于1925年在加利福尼亚州卡斯马利亚 (加利福尼亚州)附近的Sherman Cut建立一座试验工厂。美国矿务局于1925年至1929年还在其位于科罗拉多州的Anvil Point的油页岩实验站测试过NTU干馏炉。

德意志帝国陆军于第一次世界大战期间，在约旦雅莫科河地区开采页岩油，用于运作汉志铁路。瑞士在1915年建立油页岩产业。瑞典在约1920年于Kinnekulle开设一家小型油页岩提炼厂。西班牙在1922年于普埃尔托利亚诺开设一家小型油页岩提炼厂。

爱沙尼亚油页岩产业在1916年开始（该国于1918年独立，后在1940年被并入苏联，1991年因苏联解体而再次独立。）。尼古拉·波格雷博夫率领一组地质学家到当地，筹组油页岩开采，并运往圣彼得堡（当时称为彼得格勒）。首批油页岩在1916年6月于Pavandu开采，运往圣彼得堡彼得大帝理工大学进行广泛实验。俄罗斯古生物学家Mikhail Zalessky于1917年，根据名为Kukrusede定居点把这种油页岩命名为库克赛特油页岩。不久后即开始持续的采矿活动。油页岩最初主要用于水泥产业，当作铁路机车锅炉燃料，以及家用燃料，随后用于生产页岩油和发电之用。截至1925年，爱沙尼亚所有铁路机车均燃烧油页岩提供动力。首个实验性油页岩加工干馏炉建于1921年，采用德国Schaltbau Group的设计。在1924年，塔林发电厂成为世界上首家使用油页岩作为主要燃料的发电厂。爱沙尼亚在1939年开采145.3万吨油页岩，提炼出181,000吨页岩油，其中有22,500吨堪比汽油用途。爱沙尼亚生产的油页岩产品及页岩油几乎有一半用于出口，占该国总出口的8%。

中国油页岩开采于1926年开始。商业生产于1930年在满洲的抚顺开始（当时由日本人统治），建造“第一炼油厂”，采抚顺工艺提炼。俄罗斯于1919年到1924年在窝瓦河地区塞兹兰附近的Kashpirskoye开采油页岩并加工，在1929年再度开采和加工。Leningradslanets公司于1934年在列宁格勒州斯兰齐开辟基洛夫油页岩矿（Kirov oil shale mine），于1939年开始生产页岩油，Saratov和塞兹兰发电厂开始用油页岩作为燃料。南非自20世纪初起就进行油页岩运用的几种尝试。Transvaal Oil Shale Syndicate在1903年调查过在Kikvorschfontein的油页岩。1919年至1931年间，非洲石油公司（African Oil Corporation）调查过在Kromhoek和 Goedgevonden B的油页岩。1935年，Anglo-Transvaal Consolidated Investment Company和伯马石油所设的合资企业The South African Torbanite Mining and Refining Company在埃尔默洛开设页岩油厂。

巴西在两次世界大战之间重新启动油页岩项目，旋即加拿大也重新启动。

## 第二次世界大战

有家试点工厂在1939到1945年间于摩洛哥启用。在第二次世界大战前不久，澳大利亚主要为国防目的而重启启页岩油生产。在1937年设立国家石油公司（National Oil Proprietary Limited），在新南威尔士州建立格伦戴维斯页岩油厂，于1940年投产，是该国油页岩产业主要基地。此外，在1940年至1952年期间，于新南威尔士州的Marangaroo装置有三个NTU干馏炉作营运。

瑞典于1940年成立Svenska skifferolje AB（瑞典页岩油公司）。于1940年到1966年间，在库姆拉市镇采用最早的原位（in-situ）工艺之一 - 地下电能气化（Ljungström工艺）- 以开采页岩油。

德国占领爱沙尼亚期间，当地的油页岩产业被并入一家名为Baltische Öl GmbH的公司（隶属于Kontinentale Öl，此公司拥有德占欧洲的石油专有生产权）。主要为德国军方生产石油。

德国在多滕豪森的水泥厂于1940年开始开采油页岩。后来发动沙漠行动 (Unternehmen Wüste)，企图从德国施瓦本汝拉山油页岩矿藏 (波西多尼亚油页岩) 中提炼石油。但最初计划建立的10个计页岩油厂中，只有4个投产。所用的改良原位工艺很原始，产率极低，难以控制。

美国在1944年第二次世界大战期间为执行合成液态燃料计划而重启页岩油开采，一直持续到1980年代，因受油价大幅下跌的影响而停止。美国矿务局在Anvil Point启动采矿研究和气体干馏工艺开发。美孚石油在1943年公司建造一个试点提炼厂，Unocal Corporation在1944年建造一个实验性干馏炉。德士古公司在1945年开始研究页岩油精炼。

## 1950年代至1960年代

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爱沙尼亚、俄罗斯和中国的油页岩产业在第二次世界大战后继续增长，但大多数其他国家则因高昂成本和廉价石油充斥而放弃。澳大利亚页岩油开采于1952年停止，原因为政府停止资助，法国于1957年停止，英国和南非于1962年停止，瑞典和西班牙于1966年停止。在德国，只有位于多滕豪森的Rohrbach Zement水泥厂（现隶属瑞士商霍尔希姆股份有限公司）仍使用油页岩生产水泥、电力和热能。

第二次世界大战后，苏联占领者（参见占领波罗的海国家）把爱沙尼亚的油页岩产业恢复。第一座隧道窑在1945年修复，到1940年代末期，四座隧道窑均完全修复，劳动力大多为德国战俘。除修复隧道窑外，也在1950年代建造几座 Kiviter工艺干馏炉，也建立首座Galote工艺干馏炉。列宁格勒和爱沙尼亚北部城市从1948年起使用爱沙尼亚生产的油页岩气以代替天然气。在1950年代曾于基维厄利做过把地下油页岩气化的尝试，并未成功。1946年到1952年间，在锡拉迈埃的笔石质泥质油页岩中提炼出铀化合物。Kohtla-Järve发电厂（世界首座工业规模，以粉状油页岩为燃料的火力发电厂）于1949年在爱沙尼亚开动。世界最大的两座以油页岩为燃料的发电厂 - Balti发电厂和Eesti发电厂（合称纳瓦电厂群） - 分别于1965年和1973年启用。爱沙尼亚在1965年生产5.1亿立方米（18×109立方英尺）的油页岩气，开采出1,650万吨油页岩。

俄罗斯Zavod Slantsy公司于1945年成立，采热裂解工艺生产页岩气及合成页岩油以供应列宁格勒，该公司的油页岩火力发电厂首台机组在1952年启用。该公司在1955年到2003年间也采Kiviter工艺生产页岩油。

在中国，抚顺“第二炼油厂”于1954年投产，1959年的最高产量达到78万吨。这些页岩油用于生产轻质液体燃料。中国在1961年，其3分之1的石油产量来自油页岩。之后因发现大庆油田，廉价常规石油产量增加，页岩油产量开始下降。

美国国防部在1951年对利用油页岩作为喷气机燃料的替代资源产生兴趣。美国矿务局在Anvil Point持续其研究计划，到1956年结束。矿务局建立一小规模示范矿场。它还在1949年到1955年间测试气体干馏工艺用的设施。在Avril Point的示范矿场于1964年被科罗拉多矿业学院承租，也受美孚石油领头的财团（由美孚、Humble Oil、Continental Oil（后被Conoco并入）、Amoco、Phillips石油 和辛克莱石油公）对此种干馏炉做进一步开发。辛克莱石油在1953年开发出一种利用竖井群之间已有裂缝加上诱导裂缝进行原位处理的方法。有项名为Project Bronco的提议在1960年代提出，作为改进原位加工工艺，这种工艺采小型核爆产生的碎石烟囱（把岩石破碎而形成的区域），于其中提炼。但提议于1968年被美国原子能委员会放弃。开发实验性原位干馏工艺的公司还包括Equity Oil、ARCO、壳牌和Laramie Energy Technology Center。

Unocal Corporation在1940年代后期开发Union工艺，首先设计出Union A干馏炉。这项工艺于1954年至1958年间在科罗拉多州名为降落伞的地方做测试。由于成本问题无法克服，此工艺最终于1961年停止。德士古在1957年建立一个开采试验工厂，以开发自有加氢工艺。德士古在科罗拉多州降落伞附近开设一个地下矿场并建造一实验工厂，但生产价格超过进口原油，而在1972年关闭。

## 1970年代至1980年代

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由于1973年石油危机，几个国家重新启动油页岩产业。美国海军和海军石油和油页岩储备办公室（Office of Naval Petroleum and Oil Shale Reserves）开始评估油页岩作为军用燃料资源（例如喷气机燃料、船用燃料和重油）的适用性。由页岩油衍生的JP-4喷气机燃料一直生产到1990年代初，被由煤油衍生的JP-8取代。以俄亥俄州标准石油公司为首的17家公司合资成立Paraho Development Corporation来开发Paraho工艺（参见页岩油开采）。生产于1974年开始，但于1978年关闭。美国内政部于1974年宣布科罗拉多州和犹他州油页岩地区的土地租赁计划。合成燃料公司于1980年成立，运作到1985年结束。

西方石油公司于1972年在科罗拉多州洛根·沃什（Logan Wash）进行美国第一个改良原位油页岩实验。由海湾石油和AMOCO前身的印第安纳州标准石油公司合资成立的Rio Blanco Oil Shale Company，最初考虑采用 Lurgi-Ruhrgas工艺，但在1977年也改用这种改良原位工艺。In 1985 the company ceased its operations.合资公司在1985年停止运作。太阳石油公司、Phillips和俄亥俄州标准石油公司于1974年合资成立White River Shale Corporation，以开发开位于优音塔盆地中的怀特河的油页岩矿藏，运作到1986年结束。

Superior Oil在1977年取消其Meeker页岩油厂项目。一年后，亚什兰集团、Cleveland Cliffs和俄亥俄州标准石油公司退出位于科罗拉多州降落伞附近的殖民地页岩油项目。壳牌虽退出殖民地项目，但仍继续进行原位工艺测试。美国油页岩产业于1980年代初，世界油价下跌时崩溃。1982年5月2日是个所谓的“黑色星期天”，因为埃克森美孚在当天宣布取消其在科罗拉多州名为降落伞的附近，金额达到50亿美元的殖民地页岩油项目，原因是油价低迷和开支增加。有2,000多名工人遭到解雇。雷根总统于1986年签署1985年统一综合预算协调法案，废除合成液态燃料计划。Unocal Corporation所经营的油页岩干馏厂是美国的最后一座，也在1991年关闭。

由于爱沙尼亚燃烧油页岩发电成功，当地油页岩开采量在1980年达到顶峰，有3,135万吨，油页岩发电量在同年也达到顶峰，有18.9太瓦时（1012W⋅h）。爱沙尼亚矿场（Estonia Mine）是世界上最大的油页岩矿，于1972年投产。纳瓦油厂在1980年投产。产业在峰值出现后的二十年里逐渐衰退。当苏联建造核电厂，特别是列宁格勒核电站，对来自爱沙尼亚电力的需求因而降低。

以色列在1982年至1986年间测试过一0.1兆瓦的试点油页岩发电厂。在Mishor Rotem发电厂，有座12.5兆瓦（MW）的流化床反应炉示范工厂，在1989年开始运行。罗马尼亚的Crivina发电厂在1983年到1988年运作，但因效率不佳以及技术上的问题而被除役。在巴西，有座日产2,400吨半成品干馏炉（Irati Profile工厂）于1972年投产，并于1980年开始做有限的商业营运。使用Petrosix工艺的试点工厂于1982年启动。之后在1984年建立示范工厂。商业化干馏炉于1991年12月投入使用。

## 最新动态

全球油页岩产业在20世纪90年代中期开始略有增长，而大多数在俄罗斯的却已停止。在斯兰齐和塞兹兰燃烧油页岩的发电厂改而使用天然气和重油作燃料。页岩油生产商Zavod Slantsy公司停止油页岩加工。只有在塞兹兰的工厂继续用油页岩生产鱼石脂。

在中国抚顺和广东省茂名市的页岩油工厂于1990年代初关闭。但在抚顺所建的新厂配备有220个干馏炉，页岩油年产能增至35万吨。另有几个项目在不同地方开发。中国在2005年成为世界最大的页岩油生产国，参与开采的公司也有增加。

爱沙尼亚油页岩产量在1990年代初期有所下降，但自1995年起则持续增长。也设立几家采用改良Galoter工艺的新厂。在大型采矿开始90年后的2006年，累积开采的油页岩已达10亿吨。并在2012年开始新建一座新的，发电量为300兆瓦的油页岩火力发电厂。

澳大利亚在昆士兰州格列士敦附近的斯图尔特油页岩项目建有示范加工厂，采用Alberta Taciuk工艺，此工厂在2000年至2004年间生产超过150万桶（240×103立方米）页岩油。这工厂在2008年到2009年间被拆除，而于2011年9月启用新示范工厂，采用的是Paraho工艺。

美国油页岩开发计划于2003年启动。2005年能源政策法案在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州公共土地引入商业租赁计划，以供开发油页岩和油砂资源。而承租者中，雪佛龙于2012年关闭其雪佛龙CRUSH工艺项目，壳牌于2013年关闭其Mahogany研究项目（参见壳牌原位开采页岩油工艺）。

自2006年以来，约旦政府与包括巴西石油在内的多家外国公司签署生产谅解备忘录，并与壳牌、Eesti Energia、卡拉克国际石油公司（Karak International Oil）和沙特阿拉伯国际油页岩投资公司签署特许经营协议。2008年，约旦能源和矿产资源部、约旦国家电力公司和Eesti Energia签署建设460兆瓦，以油页岩作燃料的阿塔拉特发电厂协议。

摩洛哥在2005年通过一项新的油页岩活动战略和法律框架。

并开始与一些公司签署不同的协议，包括巴西石油、道达尔和San Leon Energy。2010年4月，第四届油页岩清洁利用区域合作研讨会于2010年4月在埃及举行，同月较晚日期，埃及、约旦、摩洛哥、叙利亚和土耳其在约旦首都安曼成立油页岩合作中心。而以色列在2011年把Mishor Rotem发电厂关闭。

乌兹别克斯坦国家石油控股公司Uzbekneftegaz于2013年开始在Sangruntau油页岩矿藏建立页岩油提炼厂。