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Shale gas讓美國石化業逆轉勝! (2012-08-02 IEK產業情報網 )

美國的化學工業是全球領先發展的國家之一,DuPont於1802年開始在美國設廠,以後Standard Oil、Exxon、Mobil等大公司相繼成立,利用美國原油資源和化工技術,使美國成為全球石化工業產能和技術發展的主導國家,2012年美國的乙烯產能為26,390公噸,其中包括DOW Chemical、Exxonmobil、PPG、Chevron Phillips、Praxair、Huntsman、Air Products、Momentive、Mosaic、Dow Corning、Celanese等公司名列在全球前50大化學公司。
近10年來,由於全球石化市場轉到亞洲對於美國石化業生產造成壓力,加上2008年美國房貸問題引起金融風暴以及最近的歐洲國家債信、歐元危機之經濟問題,造成美國石化業市場供需降低,本文希望由近年來shale gas開採帶來石化業新的契機,討論美國石化業的未來發展機會。

一、Shale Gas說明
過去天然氣主要產地在中東,美國最近開採的shale gas成分和天然氣相近,但其中含有相當成分(比例約在6-13%)的石化原料,帶來美國石化業的新機會,shale gas是存在頁岩中的非常規天然氣,通常存在於暗色泥頁岩或高碳泥頁岩中,頁岩氣是主體上以吸附或游離狀態存在於泥巖、高碳泥巖、頁岩及粉砂質岩類夾層中 的天然氣。由於shale gas存在於地下10,000呎以下,而且分散在岩層中,限於開採技術發展,因此shale gas直到2006年以來才大量開採。

二、Shale gas存量
估計全球已知的Shale gas存量460兆立方公尺(見圖一),分布在美國、中國、中東等處,約為全球conventional天然氣儲量(180兆立方公尺)的2.55倍,其 中為美國的Shale gas存量108.79兆立方公尺,為全球最大蘊藏地區,加上美國擁有先進的開採技術,使其成為最主要的生產國。

圖一 全球Shale gas儲存量分配圖

三、Shale gas開採技術
美國的頁岩氣開採技術利用了水力壓裂法,頁岩氣開發才具備商業開發價值。美國2006年起大量使用水力壓裂法採鑽,稱為hydraulic fracturing開採頁岩氣(見圖二),即利用水壓、化學物質、細沙打入頁岩中,將散佈在地下頁岩隙中的天然氣通過水平管道採集出來,解決了垂直管道 覆蓋面不足、無法將散佈於各個結構中的氣體一併採出的技術難關。使美國頁岩氣開發進入了規模增長期,產量在近年也出現了快速成長。

圖二 Shale gas開採技術圖

四、Shale gas開採風險
在開採shale gas的過程中對於環境也產生相當的風險,事實上開採頁岩氣需要大量的水、化學物質、細沙打入頁岩中,再將頁岩氣開採出來,環保界和居民對於這個開採過程已經提出相當的爭議:
  1. 消耗大量的水,目前一個垂直的hydraulic fracturing井需要打入1,000,000 gal的水,因此水的來源和處理成為議題。
  2. Shale gas鑿井穿過地下水層,打入化學品可能汙染飲用水的疑慮,
  3. 岩層破裂可能造成人為地震的疑慮
技術創新最大的敵人是風險,而技術創新的最大效益建立在風險有效掌控,因此參與頁岩氣各大公司正積極研發降低開採所產生的風險技術。

五、 IEK VIEW
由於全球石化工業市場重心轉到亞洲,近年美國化學工業開工率呈現降低狀態,2011年開工率只有71.3%,比起我國石化工業開工率85%以上,顯示美國石化業景氣低迷。而美國Shale Gas的成功開採後,天然氣價格跌到2美元/百萬BTU,因此美國天然氣價格低廉,帶動石化產業的成長,預計將有1,000萬噸新乙烯裂解廠興建,成為美國石化業景氣U型反彈。由於以shale gas為進料的cracker 興建需要穩定的料源、輸送管線和設備、下游產品之規劃,目前多數廠商進行可行性評估,由於料源掌握和環境風險考量費時,因此預計多數新建石化廠完工之時程,將在5年(2017年)以後逐漸完工。
美國廠商利用Shale Gas加速興建新乙烯產能預計1000萬噸。shale gas廠的低廉原料競爭下,乙烯和乙烯的衍生物價格降低下,其在大宗民生應用量將增加,但是以naphtha為進料的我國廠商將受到很大衝擊,而全球以naphtha為原料之進料必將減少,因此未來C4、C5、苯環衍生物產品產量和比例將減少,價格上升下其應用端將會往高值化產品開發,因此石化高值化將是更為重要。在天然氣價格偏低下,C1化學品的衍生物研發和應用,可能成為各大廠商研究的重點。
預期在2017年起shale gas美國石化業將對全球石化業產生很大的衝擊,因應美國Shale Gas帶動石化產業的新一波成長趨勢,以及未來在中國、中東、南美洲等新Shale Gas為進料之乙烯裂解廠,將造成C1、C2等大宗石化產品競爭態勢將大轉變,建議我國廠商就設廠地點、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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