직접 채굴에는 노천 채굴과 지하 채굴이 포함된다. 노천 채굴은 얕은 광상 채굴에 적합하고, 원가가 낮고, 안전계수가 높다. 랴오닝 푸순과 광동 무명이 대표적인 예이다. 지하 채굴 방법에는 갱도 채굴과 수평 갱도 채굴 두 가지가 있는데, 깊은 광상 매장에 적용된다. 직접 채광은 비교적 원시적인 채굴 방법으로, 큰 한계가 있으며, 생태 환경 파괴에 심각한 영향을 미치며, 주로 세 가지 측면에서 나타난다.
첫째, 생태와 수질의 파괴가 심각하다. 노천 채굴이든 지하 채굴이든, 지하수위를 오일 셰일이 함유된 층 아래로 내려야 한다. 채굴 1 입방미터 오일 셰일은 일반적으로 25 입방미터의 지하수를 추출해야 한다. 채광수는 지표수와 지하수의 황산염 함량을 크게 증가시켰다. 브라질에서는 오일 셰일 채굴이 오랫동안 광산과 그 부근의 생태 균형과 수위와 수질의 안정성을 파괴해 왔다.
둘째, 재 오염이 심각하다. 직접 채굴된 오일 셰일은 셰일유를 정련하거나 직접 연소하여 대량의 회분을 생성하는 데 쓰인다. 재활용을 하지 않으면 대기오염을 초래할 뿐만 아니라, 금속원소와 미량 원소가 지하수에 스며들어 사람들의 생산과 생활에 해를 끼칠 수 있다.
셋째, 직채가 차지하는 면적이 커서 일단 개간하면 완전히 회복할 수 없다.
지하 변환 과정
지하전환공예 (ICP) 는 쉘이 거금을 들여 개발한 오일 셰일 등 비정규 자원을 채굴하는 특허 기술로 심층 오일 셰일을 개발하는 데 특히 유리하다. ICP 에서 오일 셰일을 채굴하는 기본 원칙은 지하의 오일 셰일 광층을 가열하여 양질의 석유나 가스로 전환한 다음 관련 채널을 통해 각각 석유와 가스를 추출하는 것이다. 이런 고퀄리티 오일 (가스) 은 지상에서 가공을 수집한 후 석뇌유 등유 등 정제유를 생산할 수 있다. 이 기술의 두드러진 장점은 자원 개발 이용 효율을 높이는 것이다. 채굴 과정에서 생태 환경에 대한 피해를 줄이는 것, 즉 점유 감소, 미광과 폐기물 없음, 공기오염 없음, 지하수 오염 감소, 유해 부산물 발생 최소화. 이 기술은 아직 완전히 상업화되지는 않았지만, 기술 및 장비와 같은 주요 기술 문제가 해결되어 미국 콜로라도와 캐나다 앨버타에서 상업화 시범을 보였다. 2005 년 5 월 배럴당 원유 개발 비용에 따르면 전통적인 건류기술은 배럴당 20 달러, ICP 기술의 생산비용은 KLOC-0/2 달러/배럴이다. ICP 기술의 비용은 기존의 건류기술보다 낮으며, 유가가 25 달러/배럴보다 높을 경우 이윤을 낼 수 있다. 중국 길림성은 오일 셰일 자원이 풍부하지만 대부분 평원 농지 아래 묻혀있거나 지하에 묻혀 있다. 길림성 지질광산탐사개발국과 셸 탐사유한공사는 2004 년 2 월 8 일 협력 프레임워크 협정에 서명했다. 쉘이 북미에 있는 ICP 기술 개발과 길림성의 오일 셰일자원 조사에 따르면 합자회사는 2006 년부터 ICP 기술의 상업 시범을 시작하고 20 10 이후 전면 상업운영을 시작할 것으로 예상된다.
오일 셰일 채굴 방법은 거의 2 세기 동안의 발전을 거쳐 많은 성공 경험을 쌓았으며 끊임없이 개선되고 있다. 성숙한 채굴 기술은 오일 셰일 산업의 부상에 대한 강력한 보장이다. 국내에서는 주로 푸순 건류공예를 채택하고 있으며, 다른 공예는 대부분 실험 단계에 있다. 전체 기술 수준이 낮으며 업계 내 산악 회사, 지방정부 지원, 연구주기 및 규모가 작은 것과 관련이 있습니다. 2007 년 국가발전개혁위는' 산업구조조정지도목록' (2007 목) 을 발표해 앞으로 몇 년 동안 신용, 세금 등에서 오일 셰일, 오일 샌드 등 비정규에너지의 발전을 크게 지원할 것이며 산업기술 발전이 돌파될 것으로 전망했다.
기술의 진보와 환경 의식이 향상됨에 따라 오일 셰일 자원은 단순한 에너지 이용에서 종합 활용으로 발전하여 자원 활용도를 크게 높이고 비용을 절감하며 환경 오염을 줄이고 자원의 지속 가능한 이용을 보장해 주었습니다. 오일 셰일 광석을 채굴한 후, 우선 에너지, 즉 건류제련으로 연료로 사용한다. 건류 후의 셰일유는 연료 기름으로 판매할 수도 있고, 수소 정제와 비수소 정제를 통해 경유를 생산할 수도 있고, 셰일유의 부가가치를 높이고, 정제된 중유를 연료로 사용할 수도 있다. 오일 셰일은 주로 발전, 즉 보일러 연료 또는 저온 건류로 직접 사용되는 가스 연료로 난방 및 장거리 운송에도 사용할 수 있습니다. 건류와 직접 연소로 인한 재와 배기가스는 용도가 다르다. 재는 광산을 채우고, 시멘트나 세라믹을 만들고, 벽돌을 만드는 데 쓸 수 있다. 지금은 셰일 폐기물을 성공적으로 이용하는 기술이 많다. 배기가스는 연료 연소로 생성된 증기로 생산과 생활에 쓰일 수 있고, 오일 셰일 건류용 열원을 재활용할 수도 있다.
오일 셰일의 이용은 주로 셰일유 정제와 발전에 집중하기 때문에 건류공예와 연소 보일러의 발전은 사용 효과에 직접적인 영향을 미친다. 비용 절감, 환경 보호 및 자원 활용에 대한 요구는 오일 셰일 활용 기술의 혁신을 촉진하는데, 주로 건류공예와 연소 보일러의 개선에 나타난다.
건류기술
현재 세계 여러 나라에서 오일 셰일 건류법을 연구하고 있으며, 일부는 이미 공업 생산 규모를 형성하였다. 중국, 러시아, 에스토니아의 발생로와 독일의 LR 난로는 생산력이 작고, 출유율이 낮고, 기술이 선진적이지만 투자가 적어 소형 셰일 정유소에 적합하다. 에스토니아 Kiviter 난로와 미국 TOSCO-II 난로는 용량이 크고 중간 투자로 중형 오일 셰일 정유소에 적합하다. 에스토니아의 Galoter, 브라질의 Petrosix, 오스트레일리아의 Alberta-Taciuk 생산능력, 출유율, 투자가 높아 중대형 오일 셰일 정유소에 적합하다.
오일 셰일 서스펜션 연소 가스화 기술
오일 셰일은 발전 연료로서 오랜 연구 개발 과정을 거쳤으며, 오일 셰일 현탁 연소와 기화에서 오일 셰일 스트리밍 침대 연소, 오일 셰일 순환 스트리밍 침대 연소에 이르기까지 긴 연구개발 과정을 거쳤다. 기술은 끊임없이 개선되고, 효율은 부단히 향상되고, 오염은 끊임없이 감소한다.
구소련은 오일 셰일 연소로 직접 전기를 생산한다. 1950-70 년대에 에스토니아와 발트해에 세 개의 발전소가 세워졌는데, 총 설치 용량은 24 15MW 이고 보일러 생산량은 시간당 65-320 톤이었다. 하지만 많은 문제가 있습니다. 보일러의 실제 힘이 떨어지고, 난로에 초점이 맞춰지고, 가열면의 고온이 부식되고, 꼬리의 가열 면적이 회색으로 막힙니다. SO2 및 NOX 배출량이 많고 환경을 심각하게 오염시킵니다. 분쇄 시스템은 전력 소비량이 높고 보일러 유지 보수 비용이 높으며 운영이 비경제적입니다. 기계의 신뢰성이 떨어지면서, 종종 강제로 중단되고, 가동 중지 시간이 매우 길다.
오일 셰일 유동층 연소 기술
구소련은 먼저 오일 셰일 스트리밍 보일러를 개발했고, 1980 년대에는 에스토니아와 발트해 발전소가 보일러를 개조했다. 오일 셰일 스트리밍 침대 보일러도 광둥 무명과 랴오닝 무순에서 잇따라 응용되었다. 그 두드러진 장점은 난로 안의 코킹의 가능성을 낮추고, 대류 가열면에는 심각한 적재가 없고, 연기의 NO 와 NO2 함량이 적고, 연소할 때 대량의 황을 흡수하여 보일러의 실제 수출력을 증가시킬 수 있다는 점이다. 플라이 애쉬는 보일러의 과열기와 이코노마이저 단속에 붙지 않고, 보일러의 열효율은 70% 이상이다. 오일 셰일 스트리밍 침대 연소 발전은 기술적으로 가능하지만 효율이 낮고 경제적 이득이 떨어지는 것으로 입증되었다.
오일 셰일 순환 유동층 연소 기술
순환유동층 연소 기술은 오일 셰일 이용률과 보일러 열효율을 효과적으로 높여 오염가스 배출을 줄였다. 오일 셰일 발전에 가장 유리한 연소 방식이며, 석탄의 적응성이 좋고, 연소 온도가 낮고, 넓은 체분 입자를 연소하고, SO2, NO, NO2 배출이 매우 낮고, 보일러 효율이 80% 이상이다. 이러한 두드러진 장점은 오일 셰일 에너지 활용과 오일 셰일 연소 발전 기술에 새로운 활력을 불어넣어 새로운 기회를 가져왔다. 중국 이스라엘 등은 오일 셰일순환 스트리밍 침대 연소 발전의 에너지 이용 연구 방면에서 성공적인 경험을 쌓았다. 1989 년 이스라엘은 핀란드 아허스트롬의 50 톤/시간 순환 스트리밍 침대 보일러를 채택한 최초의 반상용화 오일 셰일 순환 스트리밍 침대 연소 시범 발전소를 건설했다. 1990 년대 이스라엘은 230t/h 순환 스트리밍 침대 보일러로 오일 셰일을 연소하는 상업발전소를 건설했고, 1996 길림성 화전 오일 셰일 시범화력 발전소는 동북 전기과원에서 만든 65t/h 저배율 순환층 오일 셰일 발전소 보일러 3 대를 채택하여 장기적이고 안정적인 운행을 이뤘다.
오일 셰일의 응용기술은 엄청난 발전을 이루었고, 많은 나라의 경제 발전에 큰 공헌을 하였다. 그러나, 오일 셰일은 국가마다 주요 용도가 매우 다르다. 에스토니아는 주로 셰일 오일을 생산하고 추출하는 데 사용됩니다. 최근 40 년 동안 전력 생산의 99% 는 주로 오일 셰일에 의존하고, 브라질은 주로 수송 연료로 사용되고, 독일은 주로 시멘트와 건축 자재를 제조하는 데 사용되고, 중국과 호주는 주로 셰일유를 추출하여 연료로 사용하고, 러시아와 이스라엘은 주로 발전에 쓰인다.