国际外油页岩开发应用前景及对策 (国际页岩油价格)

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国际外油页岩开发应用前景及对策

张家强　王德杰

（中国地质考查局开展钻研中心，北京，）

一、油页岩特色

油页岩（oil shale）是一种富含无机质、具有微细层理、可以熄灭的细粒堆积岩。

油页岩中无机质的绝大局部是不溶于普通无机溶剂的成油物质，俗称“油母”。

因此，油页岩又称“油母页岩”。

油页岩是一种动力矿产，属于低热值固态化石燃料。

普通地，国际上常以每吨能产出0.25桶（即0.034吨）以上页岩油的油页岩称为“油页岩矿”，或许将产油率高于4%的油页岩称为矿。

过去，我国将含油率在5%以上的油页岩定为贫矿，并计算储量；含油率在5%以下的油页岩定为贫矿，不计算储量；也有将油页岩产油率低于6%者定为贫矿，高于10%者定为贫矿。

（一）油页岩地质特色

油页岩外观呈浅灰至深褐色，多呈褐色；具微细层理；相对密度为1.4～2.7吨/立方米。

油页岩关键成分是无机质、矿物质和水分。

油页岩中油母含量约10%～50%。

油母是由复杂的高分子无机化合物组成，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。

无机化合物关键由碳、氢及大批的氧、氮、硫元素组成；其氢碳原子比（H:C）为1.25～1.75，要高于煤炭的无机物质H:C比。

油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。

油页岩中矿物质有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等，但关键是粘土矿物。

油页岩中矿物质常与无机质平均细密地混合，而且矿物质含量理论高于无机质。

当油页岩含有少量粘土矿物时，往往构成显著的片理。

水分含量与矿物质颗粒间的微孔结构无关，油页岩中含有4%～25%不等的水分。

用于商业开采的油页岩其无机质：矿物质之比约为0.75:5～1.5:5，低于煤炭中的无机质：矿物质比值。

煤炭中该比值常大于4.75:5。

（二）油页岩成因类型

依据堆积环境，油页岩可分红陆相、湖相和海相3种基本成因类型。

陆相油页岩中的无机质是由富含脂质的无机物组成，关键有树脂、孢子、蜡质表皮和那些经常出现于成煤湿地或沼泽的陆源植物根茎的软组织，它们埋藏后经过煤化作用，构成油页岩中的无机质，因此，这种油页岩也是一种含有较高矿物质的腐泥煤。

湖相油页岩中的无机质母质关键是指生存于海水、海水和盐湖的高等浮游动物藻类，藻类埋藏后经蜕化和煤化作用后构成油页岩中的无机质。

海相油页岩中的无机质母质关键是海藻、未知单细胞微动物和海生鞭毛虫。

油页岩的堆积环境范畴很广，因此，油页岩具有多种无机质和矿物质。

二、油页岩用途

油页岩岂但可提炼出各种燃料油类，而且还可炼制出各种分解燃料气体及化工原料，副产品还可用于制砖、水泥等修建资料。

演绎起来，油页岩有3种关键用途。

1.干馏制取页岩油及关系产品

若将油页岩打碎并加热至500℃左右，就可以获取页岩油。

我国常称页岩油为天然石油。

普通来说，1吨油页岩可提炼出38～378升（相当于0.3～3.2桶）页岩油。

页岩油加氢裂解精制后，可取得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。

2.作为燃料用来发电、取和煦运输

首先是用来发电。

应用油页岩发电的方式有两种，一是间接把油页岩用作锅炉燃料，发生蒸汽发电；另一种是把油页岩高温干馏，产怄气体燃料，而后保送到内燃机熄灭发电。

目前普遍驳回前一种方式。

其次，可以应用油页岩熄灭供暖。

在2001～2002年度，爱沙尼亚应用油页岩发电和向居民、工业供暖所发明的效益区分占国度税收的76%和14%，对其国民经济具有关键意义。

再次，可以应用油页岩熄灭带动发起机，用于短途运输。

3.消费修建资料、水泥和化肥

作为副产品，油页岩干馏和熄灭后的页岩灰关键用于消费水泥、砖等修建资料。

在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的消费。

在我国，油页岩干馏和熄灭后的半焦灰渣用来制作砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。

此外，油页岩还可以间接用于无机肥料的消费。

如我国陕西铜川市汇源实业开发总公司就拟投资1000万元，应用印台地域现有的油页岩资源，在原有5万吨磷肥消费线的基础上启动技术变革，树立年产5万吨油页岩无机复合肥的消费线。

不同国度对油页岩的用途不同。

在爱沙尼亚，油页岩关键用来发电和提炼页岩油；在巴西，油页岩关键用作运输燃料；在德国，油页岩关键用于制作水泥和修建资料；在中国和澳大利亚，油页岩关键用于提炼页岩油和用作燃料；在俄罗斯和以色列，油页岩关键用于发电。

三、环球油页岩散布及开发应用现状

（一）环球油页岩散布

不齐全统计标明，环球油页岩蕴藏资源量渺小，估量有10万亿吨，比煤资源量7万亿吨还多40%。

表1统计了环球各国关键油页岩矿床所蕴藏的页岩油资源量。

从中可以看出，环球油页岩产于寒武系至第三系，关键散布于美国、扎伊尔、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国度。

目前，只要美国、澳洲、瑞典、爱沙尼亚、约旦、法国、德国、巴西和俄罗斯等国的局部油页岩矿床做了详细勘探和评估上班。

其余很多矿床的资源后劲有待进一步探明。

假设思考到有些国度的数据没有搜集全，有些矿床的资源量没有做充沛的考查和评估，那么全环球油页岩蕴藏的页岩油资源总量大体有2.6万亿桶或3662亿吨。

也有估量为4110亿吨或4225亿吨。

无论如何，环球油页岩含油量约比传统石油资源量2710亿吨（IEA，2002年《环球动力展望》）多50%以上。

表1　环球油页岩中的页岩油资源（Matthews 1983）

续表

注：表中中国的数据是探明储量，探明和预测储量有百万桶。

须要指出的是，环球油页岩可采资源量中页岩油总量或许要比估量小得多。

有人估量只要282亿吨。

这是由于，实践可以取得的资源量要受一些要素影响。

例如，一些矿床埋藏太深以致于不能经济开采；低空上的土地利用也在很大水平下限度了有些油页岩矿床的开发，尤其是那些工业化水平高的市区。

（二）环球油页岩开发应用现状

油页岩的开发应用可以追溯到17世纪。

到19世纪时，油页岩的年产规模达百万吨，曾经可以从油页岩中消费一些诸如煤油、灯油、石蜡、燃料油、润滑油、油脂、石脑油、照明气和化学肥料、硫酸氨等产品。

到20世纪早期，由于汽车、卡车的发生，油页岩作为运输燃料被少量开采。

直到1966年，由于原油的少量开采应用，油页岩作为关键矿物动力才分开历史舞台。

但是，如今油页岩的应用愈加宽泛，爱沙尼亚、巴西、中国、以色列、澳大利亚、德国等国对油页岩的应用曾经裁减到发电、取暖、提炼页岩油、制作水泥、消费化学药品、分解修建资料以及研制土壤增肥剂等各个方面。

油页岩产量高的国度关键有爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、中国和德国。

有数据标明，环球油页岩的产量阅历了两个高峰期（见图1）。

第二个高峰期是在1980年，产量到达4540万吨的历史高峰。

尔后产量基本上一路下滑，到2000年，产量只要1600万吨。

目前，环球油页岩关键用于发电和供暖。

据统计，2000年环球开采的油页岩中有69%用于发电和供暖，25%用于提炼高收益的页岩油及关系产品，6%用于消费水泥以及其余用途。

爱沙尼亚是环球油页岩开发应用水平最高的国度。

2002年，爱沙尼亚油页岩的产量达1230万吨，约占环球产量的75%。

2000年，环球页岩油年产量约50万吨，爱沙尼亚就消费了23.8万吨，约占环球产量的47%。

爱沙尼亚有4个装机容量为2967MW的油页岩发电厂，它们也是环球上装机容量最大的油页岩发电厂。

图1　1888～2000年爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、中国和德国的油页岩产量（百万吨）

应用油页岩消费页岩油的国度还有巴西、中国和澳大利亚。

巴西1999年消费了19.5万吨页岩油；中国2001年消费了8万吨页岩油；澳大利亚2001年消费了2.8万吨页岩油，2002年回升到6万吨。

应用油页岩发电的国度还有中国、以色列和德国。

中国的油页岩发电厂装机总容量为24百万瓦；以色列的油页岩发电厂规模为12.5MW；德国的油页岩发电厂规模为9.9MW。

随着开发应用技术的提高和环保看法的增强，环球趋势于充沛应用油页岩资源。

目前，油页岩的应用曾经更趋复合化、多元化。

例如，在德国一个名叫DRZ的工厂中，油页岩既用来发电作为工厂的动力，又用作炼渣砖的燃料和原资料，消费水泥、土壤或岩石的稳如泰山剂、填充剂和密封资料。

多余的电能还可以卖给群众电网。

四、我国油页岩散布及开发应用现状

（一）我国油页岩散布

我国油页岩资源较丰盛，石炭系—第三系都有产出，但关键产于第三系。

我国油页岩资源未启动片面考查，还没有能反映资源全貌的较为准确的数据，各种数据差异迥异。

从表2的数据看，地质部1980年发布的截至1979年底含油率大于5%的表内油页岩储量311.7亿吨是可信的，抚顺石油钻研所的预测油页岩储量4520亿吨的依据较充沛，两项算计为4831.7亿吨，居环球第4位。

表2　中国油页岩资源预测总表

我国油页岩矿的含油率普通大于5%，多在6%左右。

若按含油率6%折算，我国页岩油的远景地质储量达289.9亿吨。

已探明的储量折算成页岩油，至少有18.7亿吨。

若按抚顺石油一厂、二厂的阅历数据，每33～35吨油页岩消费1吨页岩油折算，探明的油页岩储量311.7亿吨，可消费9.17亿吨油；预测储量4520亿吨，可消费132.9亿吨油，两项算计为142亿吨。

我国油页岩的散布比拟宽泛，但散布不平均，关键散布于内蒙古、山东、山西、吉林、黑龙江、陕西、辽宁、广东、新疆等9省。

由于勘探水平较低，目前仅在14个省（区）计算了探明储量，其中吉林、辽宁和广东的储量较多，算计约占全国探明储量的90%以上。

有21个省（区）做了储量预测，内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量大（见表3）。

表3　我国局部省油页岩资源量　单位：亿吨

1.吉林省

吉林省油页岩资源量丰盛，相当于100亿吨石油，散布于二叠系—第三系。

其中第三系、白垩系油页岩远景资源量就达209.05亿吨。

吉林省油页岩总地质储量有499亿吨。

已列入储量表的有7处矿床，总保有储量174.5亿吨，占全国油页岩储量的55%，居第一位。

油页岩产地比拟集中，关键散布在农安、桦甸、罗子沟3个地域。

农安油页岩资源十分丰盛。

从农安至登娄库7000余平方公里范畴的普查获知，5个矿床的保有储量就有168.9亿吨，占全省储量的97%，占全国探明储量的一半以上，具有较大的资源长处。

桦甸市油页岩保有储量30.6亿吨。

汪清县罗子沟油页岩储量范畴为60平方公里，远景储量4.5亿吨；曾经探明储量面积为19平方公里，储量1.5亿吨，平均含油层次大于或等于8%。

2.广东省

广东省的油页岩资源也相当丰盛，总地质储量约132亿吨。

探明储量75.7亿吨，位居全国第二。

油页岩关键集中在茂名，探明储量51亿吨。

3.辽宁省

辽宁省油页岩散布较广，关键散布于抚顺、锦州、阜新、葫芦岛、秦皇岛等市，总地质储量有109亿吨。

探明储量有37亿吨。

锦州凌源市五家子矿区按含油率4%以上或4%～25%计算，油页岩储量为1098万吨。

4.山西省

山西省有工业价值的油页岩，关键构成于石炭纪和二叠纪，散布于蒲县东河至洪洞三交河、保德县腰庄一带的古生代煤系地层中。

山西省油页岩推测储量有430亿吨，探明储量有1.47亿吨。

蒲县东河矿区D级油页岩储量为270.1万吨，含油率6%～8%；底部伴有0.4～0.6米固体石油的腐泥煤，含油率为18%～24%。

洪洞县三交河矿区油页岩和含油煤的储量共有8462万吨，含油率在6%左右。

此外，大同、浑源等地，也探明有腐煤泥的贮藏。

5.陕西省

陕西省油页岩散布较广，铜川市宜君县、咸阳市永寿县、延河流域都有散布。

其中以铜川居多，位居全省首位。

（二）我国油页岩开发应用现状

我国油页岩综合开发应用时期比拟早，关键有吉林省、辽宁省和广东省。

早在20世纪50年代初，我国就在广东茂名建造了油页岩制油厂，我国石油关键以天然页岩油为主。

由于石油充足，过后还发生了“是开展天然油还是开展石油”的争执，起初“开展石油”，发现了大庆油田，“天然油”才慢慢分开关键位置。

广东省茂名市石油公司油页岩矿业公司阅历了半个世纪后，目前曾经具有750立方米/年的采掘才干，有着丰盛的干馏技术，并在油页岩综合应用方面取得可喜成绩。

例如，应用页岩灰渣制砖和消费水泥；从排弃沙土中回收消费优质高岭土，构成了年产高岭土精粉3万吨才干；应用页岩灰渣做陶粒、陶织、塑胶制品掺和料、填充料。

1996年，广东省启动了油页岩开发应用科技攻关，对油页岩发电熄灭技术启动了运行钻研，对茂名地域的油页岩开发应用做了总体布局。

2001年，广东省开局注重茂名地域油页岩开发与环境包全，由环保局资助了名目《油页岩废渣场退步生态系统的生态复原钻研》。

吉林省油页岩开发应用始于1958年，在国度允许下，由延边州石油公司筹建了汪清县罗子沟炼油厂，总投资约300万元，消费页岩油40吨，由于过后设施落后及其余要素，于1960年停产。

1993年，辽宁省葫芦岛龙腾投资咨询有限公司方案投资8亿元人民币，在罗子沟树立油页岩综合开发应用工程。

该项工程分三期树立成功，时期跨度为2004～2007年，工程成功后可构成年产300万吨矿石、20万吨页岩油、5000公斤稀贵金属的消费规模，并建成一个5000千瓦/时余热发电厂、油页岩综合开发应用钻研所、水泥厂、砖厂和稀贵金属提炼厂等关系工程。

1993～1996年，在国度、省和中央政府的独特致力下，吉林省桦甸市树立了油页岩示范电厂。

1999年成功了年发电量9500万千瓦/时，供热面积到达53万平方米。

目前又在筹建二期工程，总体目的是：消费才干到达年耗油页岩36万吨，年发电量千瓦/时，年供电千瓦/时，年供热310万吉焦，年产建材30万立方米。

到2005年，总装机到达4.3万千瓦，年发电2.75亿千瓦/时，年供热310万吉焦，总供热面积到达150万平方米，灰渣砖到达30万立方米（据吉林政府网）。

此外，桦甸热电厂也在踊跃招商引资，谋划名目总经费达万美元的工程。

工程估量树立年产250万吨油页岩的矿区；应用采出的油页岩树立年产20万吨原油的炼油厂；应用炼油残渣树立10万千瓦的半焦发电厂；应用电厂半焦灰渣树立砌块、水泥、陶粒等建材产品名目。

辽宁省油页岩综合开发应用也较早。

目前，抚顺是我国以油页岩为原料的大型石油加工基地之一。

2003年，辽宁省科技基金资助了《油页岩高效正当应用钻研》名目，目的是针对油页岩制油新方法、页岩油性质与深加工、油页岩与废旧高分子资料共炼等启动钻研。

五、环球油页岩开发应用前景

（一）目前油页岩开发应用的局限性

环球油页岩资源丰盛，用途广，开发应用时期也较早，但并不被大少数国度所注重。

这关键有两个方面的要素。

1.消费页岩油和油页岩发电老本高

油页岩的最大经常使用后劲是提炼页岩油。

在传统石油供应无余时，页岩油可望成为石油的替代品；或许是在那些缺少石油资源或石油资源量无余的国度，为了降落对外依存度，可以用页岩油替代石油，满足外国树立的须要。

但是，就目前技术看，油页岩提炼页岩油的老本要比消费或购置石油和其余燃料产品要高。

爱沙尼亚2000年的阅历显示，只要当原油的出口价高于25美元/桶、重油的出口价高于95美元/吨时，消费页岩油才有经济意义，页岩油才有或许替代传统的石油，满足环球对化石动力的需求。

油页岩的第二大经常使用后劲是发电。

爱沙尼亚2000年的阅历显示，只要当煤的出口价高于40美元/吨、自然气的出口价高于3.5美元/兆英国热单位（MBTU）时，用油页岩发电才是经济的。

2.对环境的污染较大

油页岩的开采方式分公开开采和露天开采两种。

无论是公开采矿还是露天采矿，都须要把地上水位降落到含油页岩层的层位以下，这样做会危害到矿山左近的耕地和森林。

依据粗略预算，为了获取1立方米油页岩，普通须要抽出25立方米的地上水。

抽出的地上水在积淀水中的固体颗粒后才干排到河里。

系统监测显示，采矿水在很大水平上参与了低空、地上水和湖泊中硫酸盐的含量。

在巴西，地上水水位和品质就常年被油页岩采矿所扰乱。

用油页岩发电，除了驳回熄灭较充沛的沸腾炉外（德国、以色列把握这种技术），还有一些驳回研磨后熄灭的传统方式。

研磨熄灭具无应用率低、高污染和高肥壮危害等不利特点，扫除的气体中还有细的、可吸入的扬尘。

这些扬尘中含有有毒物质，它们不只危及电厂左近的环境，而且也影响到远离电厂的地域。

另外，页岩油消费环节中放出的热、废水和半焦炭物质也或许惹起环境疑问。

总而言之，在目前技术条件下，对油页岩的应用存在很大的阻力。

在未来若干年内，页岩油还不能替代原油、煤炭在化石燃料市场上的位置。

（二）环球油页岩开发应用前景

只管目前油页岩的开发应用还有局限性，但是，倘若今后技术能跟上环境的要求，能满足经济条件，那么油页岩开发应用前景将是十分黑暗。

澳大利亚、爱沙尼亚对油页岩开发应用前景十分看好，都制订出了宏伟方案。

德国、以色列对充沛应用油页岩资源和包全环境十分注重，展开了少量无关油页岩综合应用的钻研，并把握了先进技术。

在2002年11月爱沙尼亚首都塔林召开的《环球油页岩的应用与展望》会议上，来自13个国度的230位专家探讨以为，自1980年油页岩的产量开局缩小以后，油页岩的开发应用前景在目前看来一片大好。

当传统油资源变得紧缺时，当污染小和效率更高的技术获取宽泛运行后，短期（2006年）、中期（2020年）及2020年以后，油页岩的产量会逐渐增大。

1.2006年

在爱沙尼亚，由于社会对电的需求量有所增大，政府选择启动“重建油页岩地域方案”。

在2006年，爱沙尼亚发电厂和炼油厂将区分须要994万吨和644万吨的油页岩，其余方面的用途或许持平，稳如泰山在74万吨左右。

因此，爱沙尼亚的油页岩产量将从1230万吨参与到1700万吨。

在澳大利亚，2002年页岩油的产量极速回升至6万吨，耗油页岩79万吨；估量在2006年，这两个数字将区分为55.6万吨和700万吨。

受两国产量增长影响，环球油页岩的产量将由2000年的1600万吨参与到2006年的2300万吨。

2.2020年

各国政府出台的政策和关系条例是影响油页岩竞争力的关键要素。

在爱沙尼亚，布局新建一座400万吨规模的油页岩工厂。

倘若爱沙尼亚发电能驳回沸腾炉技术，这些名目将能够实施。

届时，油页岩产量将到达2100万吨以上。

在澳大利亚，先进的ATP流程（Alberta Taciuk Processor）将成功商业化，可以使页岩油的产量由2006年的55.6万吨参与到2010～2013年的717万吨/年，届时须要年开采约1.14亿吨油页岩。

因此，估量到2020年，环球油页岩的消费量会有1.3亿吨。

3.2020年以后

六、倡导

我国石油供需缺口逐年放大，石油供不应求的矛盾将常年存在。

幸运的是，我国还有丰盛的油页岩资源。

倡导我国及早做好预备，迎接环球油页岩大开发的来到。

经过油页岩大开发，接替局部惯例油气，缓解我国动力压力。

依据我国详细状况，提出以下倡导。

1.展开全国新一轮油页岩资源考查和评估

自1962年抚顺石油钻研所成功《中国油母页岩资源考查报告》以来，我国已多年没有对全国油页岩资源启动考查评估。

现有的评估资料都比拟古老，而且零星，计算规范也不一致。

至今，我国油页岩资源家底不清，这将重大制约我国油页岩资源的开发和微观治理。

2003年启动的第三轮全国油气资源评估中，包含了油页岩评估。

但是，这次评估并不投入考查上班，评估结果很难有压服力。

因此，倡导联合全国油气普查上班，展开我国新一轮油页岩资源考查和评估。

2.为西南危机矿山资源接替服务

油页岩矿多与煤矿共生。

我国西南地域的少数煤矿及其左近存在丰盛的油页岩资源。

由于几十年甚至上百年的开采，西南地域的一些关键煤矿，如辽宁抚顺煤矿和阜新煤矿曾经成为危机矿山和矿城；黑龙江的鹤岗、双鸭山、鸡西、七台河都存在“四矿”疑问，其中鹤岗煤矿曾经成为可供性危机矿山。

倡导增强西南危机矿山和准危机矿山及其中心油页岩资源勘查，促成油页岩资源开发应用，为西南危机矿山资源接替和转型服务。

3.在动力充足的边缘地域展开油页岩资源勘查

在动力充足的边缘地域，例如西藏地域，在展开油气勘查的同时，应统筹油页岩资源勘查和开发。

西藏地域多年来动力重大缺乏，曾经成为阻碍社会开展的关键要素之一。

西藏地域惯例油气资源取得策略打破尚需10年甚至20年，在此时期动力充足矛盾仍将存在。

西藏地域有丰盛的油页岩资源，在双湖西北比洛错一带、老双湖（热觉查卡）北方一带有10米厚的油页岩，丁青盆地、伦坡拉盆地有第三系油页岩。

增强西藏地域油页岩资源勘查和开发，应用油页岩发电和消费页岩油，对缓解西藏动力压力和促成西藏经济、社会开展具有关键意义。

4.国度允许和护持油页岩开发应用技术钻研

油页岩开发应用是否走向大规模消费，关键取决于降落老本技术和环保技术。

目前，我国油页岩开发应用技术钻研多是由公司、中央政府允许，钻研周期和规模不大。

倡导国度放大油页岩综合应用技术钻研的允许和搀扶力度，使技术始终降级。

例如，研发新的熄灭炉，让油页岩的熄灭更充沛、更环保；研发更先进的页岩油提炼系统，让油页岩获取更片面、更充沛的应用；钻研如何做到在获取优质主产品的同时，获取附加值更大的副产品。

允许和激励我国迷信家踊跃介入国际协作与交换，尽快把握先进的油页岩开发应用技术。

5.做好油页岩开发后环境修停上班

严厉口头国度无关矿山开采污染及环境修复费收取制度，力争在矿山开采环节中和封锁时，破坏的生态环境能够及时修复。

树立相应的监视治理体系，做到在促消费的同时，包全好环境。

6.制订油页岩勘探、开发国度规范及规范

我国各省油页岩资源勘查缺乏规范，资源评估的规范和计算方法不一致；油页岩开发的经济目的、环保目的和治理有待规范。

倡导参考国外阅历，组织制订出油页岩勘探、开发国度规范及规范。

作者简介

[1]张家强，中国地质考查局开展钻研中心，钻研员。

[2]王德杰，中国地质考查局开展钻研中心，实习钻研员。

美国页岩油老本

30美元/桶。

依据查问腾讯网得悉，中国页岩油的开采老本高达50-80美元/桶，而美国页岩油开采老本为30美元/桶，而中东石油的开采老本仅为8-10美元/桶。

全国的页岩油产量只要不到500万吨，对国际庞大的石油需求来说，是无济于事，远水解不了近渴，短期内原油依赖出口的局面难以扭转。