化學

油頁岩（oil shale）（下）
臺北市立第一女子高級中學二年級王因琪

油頁岩主要用途

在油頁岩煉油過成中有許多副產品：硫酸銨可作肥料；酚類和吡啶可用作生產合成纖維、塑料、染料、藥物的化工原料；排出的氣體，例如煤氣，可作氣體燃料；留下的頁岩灰渣，可用來製造水泥熟料、陶瓷纖維、陶粒等建築用材。

1、頁岩油的製造

要先將油頁岩從地底下開採出來再煉油，由馬龍（Mallon）公司採用的一方法是將帶孔的鋼管插進地底下的油頁岩裡數個星期到數個月，用垂直電極高溫加熱適合的油頁岩量，依靠電磁波產生的熱能，將有機質分解成頁岩油和氣體，使他沿著鑽井從地底下跑到地面上。而柏罕（Burnham）公司採用的方法較類似傳統的石油鑽井技術，可以在較低的加溫速率下進行開採。

在加溫範圍中最高溫大約是攝氏400度，約五天內可完成；中等溫度則是攝氏350度，需要的時間是3到4個月；若是在攝氏3度的情況下加溫，需要的時間長達7.6年。低溫加熱的好處是頁岩油的含原油比例會較高，類似裂煉的效果，較接近直接開採的原油。

大塊的油頁岩經過破碎、篩選，送到一種巨大的爐子裡；在隔絕空氣的條件下加熱，使有機質分解生成油氣；油氣再進入一個冷卻裝置，被冷卻凝結成油狀的液體，這就是頁岩油。頁岩油很類似石油，除了液態的碳、氫物質外，還含有少量氧、氮和硫的化和物。頁岩油經過進一步加工提煉，可以製得汽油、煤油、柴油等液體燃料，具有與石油相同的作用。

2、作為燃料用於發電、取暖和運輸

利用油頁岩發電的形式有兩種。一是直接把油頁岩用作鍋爐燃料，產生蒸汽發電；另一種是把油頁岩乾餾，產生氣體燃料，然後輸送到內燃機燃燒發電。目前普遍採用前一種形式。其次，可直接利用油頁岩燃燒供暖，或者利用油頁岩燃燒帶動發動機，用於長途運輸。

油頁岩（oil shale）（上）
臺北市立第一女子高級中學二年級王因琪

前言：全球能源背景

中國經濟數據顯示，世界上最大能源消費國中國的油量需求在去年的經濟放緩之後開始恢復，因此提高了對2013年全球石油需求的預期。國際能源署（the International Energy Agency）對今年全球石油日均需求預測提高至90,800,000桶，比去年多1%。

而國際能源署在10月份發布的報告中指出，到2020年，美國的石油產量將超過石油輸出國組織（Organization of Petroleum Exporting Countries）最大產油國沙烏地阿拉伯。該組織並預測美國石油產量的快速上升將迫使石油輸出國組織成員國適應快速變化的石油貿易，而且在石油出口市場與北美展開競爭。預計今年非石油輸出國組織國家每日供應量將增加940,000桶，達到53,900,000桶，主要來自美國、加拿大、拉丁美洲和俄羅斯。

美國頁岩油產量大增，將推動今年美國石油產量增加520,000桶，使得美國因此成為非石油輸出國組織中產量增加最快的國家。但石油輸出國組織在2月13日發布的警告稱，今年對非石油輸出國組織的國家產量預期的增長面臨較高風險，特別是美國的油產量，有很多不利條件，包括政治、經濟、氣候、環境和地質因素將使得美國的油產量在近期無法達到預期的水平。

油頁岩簡介

受技術水平進步導致大量頁岩氣儲藏釋放推動，近年來美國石油產量強勁增長。並開始改變全球能源市場貿易格局，將導致石油輸出國家在原油市場的主導地位受到威脅。

雖然稱為油頁岩（又稱油母頁岩），但是地質學家並不全然將之歸類為頁岩。油頁岩是一種高灰分的含可燃有機質的沉積岩，它和煤的主要區別是灰分超過40%。主要成分是油母質（Kerogen），可自其提煉出許多種類的液態烴類，和水分、礦物質以及其他岩類主要有石英、高嶺土、粘土、雲母、碳酸鹽岩以及硫鐵礦，成分通常高於有機質。

油母質一般認為是石油的前身，生物遺骸中的有機碳氫化合物、蛋白質、碳水化合物、類酯體等等，會在厭氧細菌的作用下，進行「低溫化學反應」：先是被分解成單分子體，再聚合成油母質。據估計，大約只有千分之一或更少的生物體經快速掩埋與氧隔絕避免腐爛，才有機會轉化成石油的前身「油母質」。