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目前，委内瑞拉已探明石油储量 3000 亿桶，约占全球已探明储量的 17%，居世界首位。
然而，近期关于委内瑞拉恢复出口的新闻中，常出现一句评价：“委内瑞拉的石油质量不好”。这质量不好究竟指的是什么？
很多人说石油质量，其实常把几个概念混在一起，石油是个统称概念，既可以指地下采出来的液态烃资源（更严谨地说是原油），也可能泛指后续炼出来的汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青等石油产品。
原油则更具体，它是从地下开采出来、尚未经过炼化的原始油，是一种成分复杂的混合物。而我们日常用的燃料和化工原料，是原油进入炼厂后，通过蒸馏、裂化、加氢、脱硫等工艺加工分馏出来的。
所以下面讨论的“质量”，主要说的是原油品质，它决定了这桶油要经过多少加工、花多少成本，才能变成合格的成品油。
原油是一个复杂混合物，它的密度有轻有重、含硫量有高有低，而这些决定了原油质量的好坏，密度越大，硫含量越高，原油品质就越差；密度越小，硫含量越低，原油品质就越好。
今天我们就从科学角度解析委内瑞拉石油的特点，以及这些特点带来的技术、经济和环境影响。
原油通常用 API 度（API 度是美国石油学会（简称 API），制订的用以表示石油及石油产品密度的一种量度。
国际上把 API 度作为决定原油价格的主要标准之一）表示密度。API 度越高意味着油越轻，含有的轻质烃越多，经过简单蒸馏就能生产出汽柴油和航煤；API 度低的重质油则包含更多大分子烃，需要更复杂昂贵的加工[1、2]。
密度只是其中一个指标，硫含量也是评判石油的关键，天然硫含量高的油被称为高硫油即“酸油”，而硫含量较低的油被称为低硫油即“甜油”。高硫油需耗费大量氢气和催化剂脱硫才能符合燃料标准。
研究指出，重质油粘度高，富含沥青质和重烃，这些杂质在工艺流程中容易毒化催化剂、造成结焦和腐蚀，因此要采取保护性催化剂或精制催化剂并配合深度转换流程才能转化成清洁燃料[4]。
刚才提到过 API 度越低，密度越高，油从易流动的液体逐渐转变为沥青状固体。以委内瑞拉 TiaJuana 油田为例，一种重原油在 37.8C 条件下的运动粘度约 88.6cSt，API 仅 12.3；而同一地区的一种轻原油粘度仅 8.8cSt，API31.9[6]。这样的差异使得重质油在储运、加工和价格上都与轻质油截然不同。
此外，重质油、硫含量高于 1% 的常常属于高硫油。硫及其它氮、金属杂质决定了脱硫和加氢设备的规模，高硫油会形成腐蚀性硫化物并引发氢致开裂。
委内瑞拉的大部分探明石油储量都集中在奥里诺科重油带，这是地球上最大的特重原油储区之一。
科研资料表明，这些重质油是原先较轻的原油在地下长时间被微生物生物降解的结果，微生物会优先消耗易挥发的轻烃，留下高碳含量的大分子，使原油 API 度下降、黏度升高、含硫量上升[7]。
美国地质调查局在一份报告中指出，该区域约 50000 平方千米，地下蕴藏着超过 1 万亿桶的重质油资源，其中大约 5130 亿桶被认为技术上可采，是全球最大的可采重质油聚集区之一[8]。
这一储层中的原油普遍 API 低于 10，呈超重油或特重质原油性质，密度接近甚至超过水，被称为天然沥青。
这些分子不但增加黏度，还会在工艺流程中导致催化剂中毒、结焦和沉积。因此，委内瑞拉的重质油资源宝库其实就是一座需要大量技术和资金才能开发的黑金矿。
在采出端，委内瑞拉的超重质油犹如沥青，没有稀释剂根本流不动。路透社的报道指出，委内瑞拉油田约三分之二产量是重质油，这种油取出时呈黏稠状，流动性差，必须用石脑油稀释才能通过管道运输[9]。
重质油的稀释剂通常靠进口或从炼厂副产中回收，一旦稀释剂供应受限，产量就会一下子就下降。为降低黏度，生产商常把特重质原油与轻质油掺混出售，这就是市场上见到的合成原油或稀释沥青（Dilbit）。
除了稀释，委内瑞拉还建设了炼油装置，通过延迟焦化和加氢裂化等工艺把 API 度 810 的原油升级成 API2530 的合成油。这些装置投资巨大，需要持续供应氢气和催化剂，一旦停运或缺乏维护，原油只能以高黏度形态出口，运输成本更高。
不过，无论采用哪种路径，重质油都依赖稀释剂供应和炼油装置运行。近年来，由于制裁和基础设施老化，稀释剂进口和炼油装置维护频繁受阻，这也是委内瑞拉重质油产量波动的关键原因。
重质油并非不能用，只要匹配的炼油能力。重质油由于黏度大、硫和金属含量高，需要大量前端投入进行延迟焦化、加氢裂化、深度脱硫等装置，否则难以生产出符合规定标准的汽柴油，因此重质油在市场上往往以折扣价出售。
与此同时，重质油的沥青质和金属含量会毒化催化剂，使催化剂寿命减少，要安设保护催化剂并频繁更换。只有那些投资巨大的综合炼厂才能消化得了大量重质油。
在炼化流程中，重质油最大的难题是所谓“渣油”（桶底油），经过常压和减压蒸馏后剩下的高沸点馏分，其中集中了更多的金属和杂质[4]。
要把渣油转化成高价值燃料，需要采用双重策略，首先通过加氢脱硫/脱氮去除硫和氮，并利用保护催化剂，然后通过热裂解或催化裂解打断长链烃分子。
典型的深度转换装置包含延迟焦化（Coking）、加氢裂化（Hydrocracking）、流化催化裂化（FCC）。
由于这些深度转换单元能耗高、氢耗大，处理一桶重质油所需的能源和成本远高于轻质油，因此即便投入大量资金，重质油成品仍可能难以与轻质低硫油竞争。
质量不好还体现在经济和环境账上。重质油开采一般会用蒸汽驱或井下加热，能耗高，后续还要升级和稀释才能运输，整个链条耗能远高于轻质油。
美国自然资源保护委员会的一份报告说明，高碳排放强度原油（HCICO）包括油砂、煤制油以及委内瑞拉重油等，这些油品生产的全部过程能耗大、排放高，需要额外的能量进行采收或升级[10]。
从经济角度看，质量偏低的重质油在市场上常常要对比布伦特原油(是一种产自北海的原油，被用作国际原油定价的基准之一)大幅折价才能吸引买家。
路透社报道，委内瑞拉旗舰原油 Merey 在市场的报价曾低于布伦特原油 1415 美元/桶，差价较上年翻倍，买家之所以要求折价，是因为这种重质油含硫高、黏度大、运输和保险风险高[11]。
当国际市场出现更多受制裁的廉价原油时，委内瑞拉的重质油不得不进一步降价才能销售。
在环境方面，斯坦福大学的研究指出，学术研究表明，委内瑞拉和加拿大是全球碳排放强度最高的原油生产国之一。
这是因为其石油大多来自特重质原油储层，提取需要高能耗的热采或蒸汽驱。高能耗和蒸汽强化采油使委内瑞拉油田的生产排放远高于全球中等水准[12]。
因此，重质油不仅技术门槛高，经济和环境成本也同样高昂。未来，若无法通过绿色氢、碳捕集封存等技术降低排放强度，这些资源可能会在低碳转型中受到限制。
石油一直是生活里绕不开的基础原料。在现代意义的石油工业的一百多年里，人类当然更喜欢先用那些好采、好炼的轻质原油，因为它省事、成本也低。
但随着这些资源被持续开采，剩下和新增的资源结构也在发生明显的变化，市场上越来越常见的是更重、更黏、杂质更多的原油。
同时，从储量角度看，天然重油、油砂沥青、油页岩等重质资源的体量非常大，也慢慢变得常被拿来讨论其开发潜力。
也正因为这类资源量大但难伺候，重质油及超重质油的开采和利用的重要性会逐步上升。
如果在热采与稀释、升级改质、深度炼化以及减排技术上持续进步，就有机会把这些原本难用的油，变成更稳定的燃料和化工原料来源，对未来一段时期内保障化石能源供给具备极其重大意义。
更现实地说，谁能掌握这类资源的成套技术与产业链能力，谁就更可能在未来的能源安全与工业发展竞争中占据主动。
审核丨田志坚 中国科学院大连化学物理研究所研究员 博士生导师 化石能源与应用催化研究部部长
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