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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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頁岩氣 台灣能源產業不可錯失的先機

今年夏天,美國電廠使用天然氣的總量,超過了連年位居第一,且高污染的煤。這個化石能源的新里程碑,是世界能源產業前景轉變的新指標。

天然氣已經快速地改變人類使用能源的習慣,當再生能源的成本高居不下、頁岩氣進料成本遠低於石油腦時,全世界的能源供給與需求端都無法置身事外,跟隨產業脈動,發展差異化、高值化,將是台灣能源產業的首要課題。

美國大選結果揭曉,總統歐巴馬繼續連任,這對美國發展頁岩氣(shale gas)的決心又注入一劑強心針。歐巴馬在去年的國情咨文中,就支持頁岩氣發展,可預期的是,頁岩氣將受惠於開採技術及政策的催生,而有風起雲湧的發展,不僅在未來十年內,美國可望從天然氣輸入國變成輸出國,更帶來數十萬個工作機會,振興美國石化業與工業。

工研院表示,美國發展頁岩氣的風潮不僅撼動全球能源供應和石化業,也可能威脅我國石化業競爭力。因此本次ITRI FORUM中,來自國際知名諮詢公司HISChemical的石化業領域專家維特(Dave Witte)及國內能源方面的重量級貴賓齊聚一堂,包括中油公司總經理林勝益副、台電公司燃料處處長徐振湖、清華大學化學工程系教授萬其超以及工研院綠能所所長童遷祥等,透過論壇方式為我國石化產業找到因應之道,布局永續發展藍圖。

頁岩氣進料成本遠低於石油腦

工研院副院長劉仲明表示,頁岩氣其主要成分是頁岩層中的天然氣,目前主要分布在北美、中亞、大陸、非洲、歐洲等一帶;在應用面上除了可提煉出天然氣外,在經過分離和轉換後,則可提煉出石化業的上游原料乙烯、丙烯等。美國是首先開採並利用頁岩氣興建1,000萬噸新乙烯廠,因為台灣至今並沒有發現具開採價值的頁岩氣,因此國際競相開採頁岩氣的做法,恐將對我國石化業的發展產生威脅。因為台灣目前的石化業,是以石油腦(Naphtha)為進料成本;相對於以頁岩氣為進料成本,成本會高出50%,對整個台灣石化供應鏈來說,在國際競爭力上將面臨嚴峻的考驗。

石化產業是台灣經濟成長的重要支柱,產值高達新台幣1.9兆元,產業中包含台塑集團、台聚集團、和桐集團、南紡集團等50家重量級上市公司。然而,台灣石化產業近年已經遭受大陸、中東擴充新產能的競爭,與外銷大陸市場萎縮的衝擊,未來更可能因為美國大量以頁岩氣新建乙烯廠,帶來新產能、新技術的威脅。

因此,產、官、學、研希望從頁岩氣的發展趨勢,分析出對於台灣能源供需和石化產業的影響,進而盡早從頁岩氣的開採、儲運、裂解的生產鏈中,建構我國業者的競爭能力。

美國發展頁岩氣 將降低對外能源依存度

IHS的維特指出,美國是全球開發頁岩氣最早也是最成功的國家,自從1981年第一口頁岩氣井透過橫向井水壓裂技術成功開採後,頁岩氣的開採產業便進入一個新的里程。在2000年,美國頁岩氣的產量為130 億立方公尺,2005年為209 億立方公尺,年平均成長率為9.9%;到了2010年產量增加到1,359億立方公尺,接近2005 年7倍之多,年平均成長率高達47.7%,預估到2035年將成長至12.2億立方公尺,約占美國天然氣產量的一半。

美國大量開採頁岩氣,除了大大提高美國本身的能源自給率外,同時降低能源對外依賴度,活絡美國經濟,並引起世界能源領域的一場革命。根據MIT報告顯示,頁岩氣的持續發展,有可能延緩到再生能源發展,預估將使美國再生能源發展延遲20年。

美國開採頁岩氣的做法,近來已對天然氣市場產生變化;美國本來是全球天然氣需求(21.5%)與生產(20%)最多的國家,最近則因為頁岩氣開採技術的進步已漸漸獲得充足的天然氣,估計未來十年內,將從天然氣進口國轉變成輸出國,改變了原來的天然氣供需市場。甚至不僅未來天然氣占比將超煤趕油,估計2035年頁岩氣產量將足以占美國天然氣總量的一半。

同時,美國在頁岩油的發展,也應該會讓美國成為僅次於沙烏地阿拉伯跟俄羅斯,成為第三大石油生產國。尤其以美國現在一天的產量接近達到900萬桶來算,單單德州一天的產量就有200萬桶,相當有潛力。維特還指出,頁岩氣在美國開採的趨勢,近來也已吸引全球知名企業參與包括ExxonMobil、Shell、DOW、Sumitomo等都規劃在美國建置新規模化學工廠,到2030年在美國將新投資一千億美元。

以頁岩氣開發出來的乙烷、丙烷為原料,生產出的乙烯、丙烯和下游衍生物的成本大為降低,都將對全球石化業帶來新衝擊。而亞洲中國家如大陸也感受到頁岩氣的潛力,近來已積極與美國簽訂頁岩氣開採技術合作,並與領導廠商合作進行開採,甚至也不惜祭出優惠補助措施鼓勵民間業者參與,由此可以看見世界各國正對頁岩氣展露高度的興趣和期待。

台灣能源與石化的龍頭業者對於頁岩氣的衝擊也提出看法。徐振湖指出,雖然現在美國的頁岩氣仍以國內供應為主,但煤炭價格已經受到影響而大幅滑落,而其他國家的天然氣業者也開始調整計價結構;這對仰賴進口燃料發電的台電來說,每年3,000億元的成本壓力就能因此減輕。

而林勝益認為,因為台灣有超過九成的能源都仰賴進口,未來除了尋求採購或購併、探採新能源的機會外,更應該藉機發展高值化的石化產品,或者在能源產地生產中間品運回國內,以維持台灣石化產業的發展。

萬其超則提醒,除了美國積極發展頁岩氣的布局外,全球頁岩蘊藏量最大的國家正是大陸,「等到大陸也有成熟的開採技術,不那麼仰賴進口能源時,對於台灣又會有什麼影響?」他認為,台灣因針對此一議題,應該有更全面的分析與瞭解,才能找出最適合的因應對策。

加入頁岩氣供應鏈 落實石化差異化、高值化

工研院產經中心(IEK)副組長曾繁銘則表示,美國開採頁岩氣的作法,已經形成國際趨勢,大陸、澳洲、中東、蘇俄等國家也積極探勘和開採境內頁岩氣,進而促成以天然氣為進料的石化產業蓬勃發展興起,由於以頁岩氣為進料生產乙烯的成本約比石油腦(Naphtha)為進料成本降低50%,這對其他以非天然氣為進料的石化業如台灣將形成衝擊。曾繁銘強調,台灣目前發現的頁岩氣儲量均有限,大都不具開採價值,但是美國和其他各國頁岩氣的發展,勢必造成我國能源和石化產業的衝擊,因此就三個構面提出因應之道。

在能源供給方面,應進一步構思我國參與頁岩氣礦產供應鏈的策略。除了隨時掌握國際頁岩氣發展趨勢與價格波動,簽署最有利購氣合約外,建議政府和台灣主要應用廠商如中油、台電,進一步構思參與頁岩氣礦產供應鏈的策略。唯有在穩固的液化天然氣來源與合理進口價格條件下,才能永續拓展天然氣應用與發展天然氣產業。

在石化產業方面,應積極投入研發生產與頁岩氣資源國家差異化的產品。由於濕頁岩氣(wet shale gas)含有約10到20%的乙烷、丙烷、丁烷等,可以經過裂解和轉換成為石化上游原料,因此預期未來乙烯、丙烯和其下游的大宗石化品會受到頁岩氣價格競爭。因此業者需要積極投入研發,生產與頁岩氣資源國家差異化的產品。

在石化產業趨勢面,在2017年前,針對頁岩氣發展提出對策,就設廠地點、產品線種類、產品高值化等策略及早規劃因應。預期2017年起美國發展頁岩氣的作法,將開始對全球石化業造成很大的衝擊。需及早因應美國頁岩氣帶動石化產業的新一波成長趨勢,以及未來在大陸、中東、南美洲等以頁岩氣為進料之乙烯裂解廠的佈局;因此台灣廠商必須就設廠地點、產品線種類、產品高值化等策略及早規劃因應,才能在下一波競爭中勝出。

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