頁岩氣具有價格低廉的優勢，加上含有乙烷、丙烷等成分，在開發技術成熟下，如今美國已陸續進行大規模開採工作，成為目前最熱門的進料，而頁岩氣的崛起，也再一次掀起全球石化產業的新應用趨勢。

自2012 年以來全球石化業最大的議題是美國頁岩氣（實際上重點是頁岩氣中含有乙烷、丙烷、丁烷的Natural Gas Liquid, NGL）規劃興建石化中心的風潮，這個風潮使得美國石化業增加近1,000 萬噸乙烯新產能，由於頁岩氣的進料成本低，而且美國石化廠擁有先進技術和全球運籌能力，全球石化業興起探討頁岩氣帶來威脅和因應策略。

量產技術克服 石化廠商相繼投資

所謂的頁岩氣，是主體上以吸附或游離狀態存在於泥岩、高碳泥岩、頁岩以及粉砂質岩類夾層中的天然氣，由於頁岩氣存在於地下3,000 ∼10,000 呎深地層下，且分散在岩層中，受限於開採難度高、技術發展慢，直到2007 年以來才大量商業化開採。根據美國能源署公布資料顯示，全球已知頁岩氣存量為460 兆立方公尺，分布在美洲、中國大陸、歐洲以及中東等處，約為全球天然氣儲量（180 兆立方公尺）的2.55 倍。

頁岩氣開採如果要具備商業價值，必須以特殊技術進行開採，如透過水力壓裂、水平鑽井、垂直鑽井以及影像傳輸等技術，其中水力壓裂法（Hydraulic Fracturing）即是利用水壓將化學物質與細沙打入頁岩中，將散布在地下頁岩隙中的天然氣通過水平管道採集出來，解決垂直管道覆蓋面不足、無法將散布各結構中的氣體一併採出的技術難關。

在開採技術克服下，國際石化廠紛紛投入頁岩氣投資行列， 目前開發頁岩氣最積極的國家是美國， 由於頁岩氣成本低廉， 吸引許多國際石化公司計畫在美國擴充或是新建乙烯廠， 包括艾克森美孚（ExxonMobil）、陶氏化學（DowChemical）、殼牌（Shell）、雪弗龍飛利浦（Chevron Phillips） 以及台塑（Formosa）等。由於以頁岩氣為進料的輕裂廠興建需要穩定的料源、輸送管線、設備以及下游產品的規畫，目前多數廠商均在進行可行性評估，不過因為料源掌握與環境風險考量較為費時，預計多數新建石化廠完工時程將會落在2016 年以後。

由於頁岩氣主要含有乙烷與丙烷等低碳原料，因此造成石化產業中乙烯（C2 系列）、丙烯（C3 系列）之下游產品增加，隨之而來的低廉產品價格，將導致使用石油腦作為原料進行生產的裂煉廠面臨更嚴苛的競爭。由於頁岩氣開採技術的成長，使得美國天然氣產量大增，近年美國天然氣價格已遠低於相同熱值單位的原油價格。

另外，隨著頁岩氣發展帶來乙烯產能過剩的問題，高含碳量衍生物供應不足的議題也逐漸浮上檯面，由於頁岩氣生產的產品以C2、C3 系列產品為主，提高頁岩氣的進料比例，連帶將影響丁二烯（C4 系列產品）、C5 系列產品以及苯系列產品生產量，若無新增產能，恐造成這類產品價格上漲。

圖1　我國石化廠商建議發展方向

具備價格優勢 台灣石化品思轉型

從頁岩氣的組成來看，甲烷含量最多，占80 ∼95％，乙烷與丙烷次之，占3 ∼20％，其他成分則相對較少，因此當頁岩氣進料提高，含4 個碳以上系列產品的產量則會降低。以丁二烯為例，過去2 年價格因為市場供應短缺，導致價格波動劇烈，影響下游衍生產品的發展，因此專門開發丁二烯技術將會是石化廠商的研發目標。

美國頁岩氣成功開採後，天然氣價格跌到每百萬單位熱值3 ∼4 美元，具有相當大的價格優勢，因此帶動石化產業的投資，預計未來幾年將有超過1,000 萬公噸乙烯裂解廠興建完成。

由於頁岩氣的發展，使得美國石化產業再度復甦，廠商均大規模擴充石化產品產能，而美國石化廠在掌握頁岩氣低廉的原料優勢下，可大幅降低C2 與C3 系列衍生物的生產成本，在此情況下，將可大幅提升美國石化業者的價格競爭力；至於中東地區石化業者由於主要以天然氣為進料，因此也具備成本優勢，相較之下，包括台灣、中國大陸、日本以及韓國等國家以輕油（Naphtha）為進料的石化廠商，將受到很大衝擊。因此隨著頁岩氣的發展，美國與中東地區石化廠在C2 與C3 系列的大宗產品，將可望維持高度競爭力。

綜合上述內容，如上頁圖所示，未來在頁岩氣生產的乙烯與其衍生物大量進入市場後，台灣的C2、C3 原料以及衍生產品如何轉作高值化產品，將會是重要的議題，另外，如何開發丁二烯專產技術，也是台灣石化產業的重要課題；而善用C5 以上餾份，開發高價值衍生產品，亦是未來台灣石化產業應發展的目標。

台灣業者面臨的困難與機會

使用頁岩氣生產的低廉乙烯價格，將導致使用石油腦作為原料進行生產的乙烯裂解廠毫無利潤可言，由於台灣石化廠商幾乎均採用石油腦作為進料，未來數年內廠商將面臨海外廠商低價C2、C3 系列產品的強烈競爭，影響台灣C2、C3 原料與衍生產品的競爭力。目前台灣約有250 萬公噸產能，如何轉型成具差異化與高值化的產品，將是重要議題。其次，美國頁岩氣所具備的低成本優勢，將不利於台灣石化煉製產業的競爭力，為取得便宜上游原料，工研院IEK 建議台灣石化業者評估赴美設廠的機會。但到美國設廠，除了產品銷回亞洲市場外，也要開拓北美市場。

由於使用頁岩氣進料比例增加，未來高碳量的產品產量和比例將減少，價格恐出現大幅波動。目前台灣丁二烯（C4 產品）需求缺口約 10 萬公噸，若能開發以既有 C4餾份（丁烯或丁烷）合成丁二烯，將可滿足台灣的需求缺口；開發 C5 衍生物以及建立完整C5 產業鏈，將是台灣石化業者未來發展的方向之一；另外，台灣C6、C8 原料充足，透過氫化、胺化、烷化等製程技術注入，可開發環保、耐高溫等的高值化產品。

綜上所述，面臨頁岩氣的威脅，台灣石化業者的發展策略勢必大幅變動，在國內發展高值化品、並赴海外投資以取得低價原料。然而若廠商赴海外投資，國內將面臨資金外移的窘境，業者須思考如何運回低價原料，在台發展高值化產品的策略。根據上述情勢，工研院IEK 預測2014-16 年，台灣石化業的產值將介於新台幣1.9-2.0 兆元之間。最後，國光石化在馬來西亞的投資，面臨取得低價原料以及產品銷售市場的問題，必須審慎評估此項投資計畫。

IEK View

未來在面對頁岩氣生產的乙烯與其衍生物大量進入市場時，國內產業將面臨兩大課題，包括如何將C2、C3原料及衍生產品轉作高值化產品、以及國內石化業者是否能因應低廉頁岩氣進料帶來的威脅和機會，都將影響石化產業是否具備競爭力的關鍵。建議未來研發的產品能與大宗產品以及頁岩氣衍生產品產生區隔，並在高碳數衍生產品方面開發高價值衍生產品，作為國內石化產業未來發展的目標。

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