石化及塑橡膠產業鏈
臺灣的石化工業以逆向整合方式發展,先建立下游加工業,再由國外進口石化加工原料形成中游體系,最後興建輕油裂解廠供應石化基本原料,串成上中下游完整的石化體系。
石化及塑橡膠產業鏈上游為原油、由原油提煉而成之輕油、汽油、柴油、煤油、燃料油、潤滑油,以及相關開採鑽探設備;中游為上游原料經裂解產生之石化基本原料如乙烯、丙烯、丁二烯、苯、酚等,以及上述原料再經聚合、酯化、烷化等化學反應後製成之塑膠、橡膠、人造纖維等化學原料;下游為塑膠、橡膠、人造纖維等化學原料加工製成的各式食衣住行中所用之日常用品,如塑膠製品、橡膠製品、清潔劑、人造纖維、顏染料、接著劑、塑化劑、農藥及化妝品等,應用範圍相當廣泛。
2023年受到地緣政治緊張、通膨及全球景氣低迷影響,產業鏈持續進行庫存調整,終端市場消費動能減弱,第一季進出口與外銷訂單表現均呈雙位數衰退,出口動能放緩,雖然國內民間消費因解封需求增加帶來商機,但整體景氣呈現內熱外冷狀態;又油價下跌影響, 塑化品減產,以消化庫存為主。2023年第一季化產業的產值為台幣3425億元,較2022年同期減少30.3%,大環境不佳,加上因此預估我國2023年石化產值為1.66兆元,較2022年減少7.7%。估計2023年下半年整體石化產業表現較為悲觀態勢,未來機會就看中國經濟復甦情形而定。
不論疫情期間或疫後,日常生活中,舉凡個人防護裝備的需求或一次性用品如防護衣、口罩和手套等等,皆為塑膠製造;加上食安問題或避免到餐廳群聚,也提升外帶包裝材料的需求,都因此帶動石化產品需求量提升;塑膠是一種科學和創新的材料,一直為社會不斷變化的需求提供創新的解決方案,包括在安全的水與食品、綠色交通、節能住宅、資通訊、醫療保健等,提高人類的生活品質,宅經濟的模式成形後不會因疫後而改變,而民眾對於電子電器產品需求大增,這些產品的外殼、零部件多由塑膠組成,但塑膠產物的最終命運不是被掩埋、被焚燒,就是流入自然環境中。根據估算,全球塑膠的消費量將持續成長,到2060年全球消費量將增長三倍達到12.31億公噸,而2060年塑膠泄漏(plastic leakage)量也增加為兩倍,塑膠氾濫導致的污染危機,影響層面擴及全球,因此減塑的目標與做法,包含對塑膠課稅(含塑膠包裝)、獎勵循環再使用,從源頭減量的生產者延伸責任(EPR)、改善廢棄物基礎建設和提升消費者垃圾回收率等等,這都是刻不容緩的事情。
一、上游:
石化及塑橡膠產業的上游原料為原油,因此原油供需為塑化產品長期供需關係的重要指標。臺灣原油主要來源為沙烏地阿拉伯等中東國家與美國,經裂解後提煉出輕油(又稱石油腦),再產製成乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等分子量較小的系列石化基本原料,供下游工業製造合成纖維、塑膠、橡膠和其他化學品。目前國內石化及塑橡膠上游廠商為中油及台塑石化,而台塑石化是國內唯一的民營石油煉製業者,名列全球前十大單一煉油廠,也是國內最大的石化基本原料製造業者,乙烯產能為亞洲龍頭。乙烯是藉由裂解石腦油所製作出的基礎化學品,是PVC等石化產品的基礎原料,其生產動向可視為化學業界景氣好壞的指標、且是用來衡量一國石化業在全球排行的指標。2023年第一季受到油價與通膨影響,以及中國經濟復甦放緩,合成樹脂(塑膠)需求疲弱不振,以及輕油裂解廠上半年安排大量檢修以及中國下游新增產能逐漸開出,拖累亞洲石化原料價格急跌,乙烯在東亞市場的交易價格5月底下滑至每噸820美元左右;除乙烯外,作為聚丙烯(PP)原料的丙烯價格也下滑至每噸為790美元左右;作為合成橡膠原料的丁乙烯(Butadiene)價格為每噸830美元,大跌3成以上。
市場預期未來經濟狀況不容樂觀,因此PE(聚乙烯)與EVA(乙烯酸乙烯酯)的價格走勢受到影響,上漲不易,但因原料價格下滑,故EVA第二季獲利較有表現。但OPEC於2023年5月開始減產,再加上夏季旺季來臨,且美國戰備儲油將在第三季開始回補,估計短期國際原油價格仍有支撐,約在80美元左右來震盪;目前EVA只有光伏(太陽能)市場需求尚可,其餘鞋材、發泡、熱熔膠、塗覆等受通膨影響消費疲弱,終端需求看壞,加上古雷有30萬噸產能開始投產,EVA市場供給增加,價格欲漲不易。
而乙二醇(EG)因聚酯端需求支撐較強,有助EG持續穩定去化庫存,估計大陸EG自產量持續增加,市場競爭將更加劇烈。
再者隨著環保意識高漲,消費性電子品牌廠開始注重環保議題與利基應用,各大品牌廠積極將產品導入回收再生材料,也讓各廠牌提升差異化產品銷售量。
二、中游:
石化及塑橡膠產業的中游為上游原料經裂解產生之石化基本原料如乙烯、丙烯、丁二烯、苯、酚等,以及上述原料再經聚合、酯化、烷化等化學反應後製成之塑膠、橡膠、人造纖維等化學原料,國內的廠商多為中大型企業,家數不多,但數項產品世界第一,具有優秀之研發能力;化學產品種類多,使用上概略分為泛用化學品與特用化學品兩種,泛用化學品成份簡單、種類少、成本占售價比重高,常為化工製品的基本原料,占總體化工產值約七成;而特用化學品為特定目的而生產的,是化工產業鏈中的中間產物,具有製造技術高、成分複雜、特殊用途等特徵,原料佔生產成本低,占總體化工產值約三成左右,但其具有高附加價值,在大宗石化品競爭加劇下,特用化學品估計未來將是高值化的項目之一,而受到上游原物料與下游終端消費產品綠色永續發展的影響,未來特用化學品也將朝向綠色創新發展,前景可期。
中游產業產品可分為四大類,包括對苯二甲酸觸媒(PTA)、界面活性劑、工業用合成樹脂、橡塑膠添加劑等。PTA是一種石油的下游產品,世界上90%以上的PTA用於生產聚酯,依照本質黏度的不同,聚酯可分成紡織用聚酯、瓶用聚酯、光學級聚酯;依照原料的不同,聚酯主要有三類:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚脂纖維廣泛應用於紗、布、成衣、寶特瓶、媒體視聽器材、醫療X光片、化學纖維、輕工業、電子、建築等,PTA觸媒在產業應用時多半使用醋酸鈷、醋酸錳為催化劑,並以溴化氫為促進劑,醋酸為溶劑,去催化對二甲苯之氧化反應以產生對苯二甲酸。PTA之製程是將對二甲苯PX(Para-Xylene)與醋酸、觸媒溶劑混合液,於高溫和適當壓力下進行氧化反應,再以純水、觸媒催化與氫氣反應,並經一連串的結晶分離過程加以純化精製而得。中國為全球對大消費國,約占全球消費量50%,除中國本土廠商自行供應外,其他仰賴韓國、日本、臺灣等地廠商供應。界面活性劑能使目標溶液表面張力顯著下降的物質,以及降低兩種液體之間表面張力的物質,可搭配不同香料、助劑、填充物,應用於清潔用品、水處理業;合成介面活性劑應用層面非常廣,在紡織、金屬、塗料、塑膠、食品、造紙、皮革都會用到,其用途為滲透、乳化、分散、起泡、消泡、潤滑、洗滌、防靜電、均染、防鏽、殺菌等。界面活性劑主要分為聚氧乙烯型和多元醇型兩大類,聚氧乙烯型可作為洗滌劑、乳化劑,多元醇型主要用作食品、化妝品的乳化劑、穩泡劑、纖維油劑及柔軟劑。
工業用合成樹脂為石化產業之下游,是指簡單有機物經化學合成或某些天然產物經化學反應而得到的樹脂產物,合成樹脂是由人工合成的一類高分子聚合物,在外力作用下可呈塑性流動狀態,某些性質與天然樹脂相似。合成樹脂在塗料、油墨、接著劑、填縫劑與特用化學品等領域,可被合成皮、建築、運輸、電子電機等產業廣泛的應用,最重要的應用是製造塑料,為便於加工和改善性能,常添加助劑,有時也直接用於加工成形。合成樹脂是石油化工行業生產品種最多、產量最大,應用範圍最為廣泛的產品之一。目前全球已見報導的塑料品種有上萬種,其中已經工業化生產的塑料有300多種,常用的有60多種,而用這種塑料生產出的形形色色產品,更是數不勝數,遍及國防、工農業生產等各個領域,常見的是溶劑型塗料用樹脂、紡織用樹脂、不飽和聚酯樹脂、鑄造用樹脂、紫外線光固化樹脂等。塑橡膠添加劑主要功用為生產的過程中,為了使生產的塑膠符合產品要求的特性,加入添加劑以符合需求,例如聚乙烯或聚丙烯為防止其曝露在日光下顏色會變淡,故加入紫外線吸收劑,對於易染灰塵的塑膠則可加靜電防止劑。酚樹脂的成形,一般會調入木粉;其他樹脂可混入玻璃纖維以增加強度。塑膠添加劑有很多種,有潤滑劑、氧化防止劑、熱穩定劑、強化劑等。
全球塑膠產品將朝向循環經濟進行轉型,我國政府也限用一次性塑膠政策,因此預估塑膠產值將呈現衰退。而台灣塗料產業將朝向工業應用與高機能性發展,因此塗料產業值預估將可提升。
三、下游:
石化及塑橡膠業之下游為塑膠製品、清潔用品、顏染料、農藥、橡膠製品、人造纖維、接著劑(即合成樹脂)、化妝品等化學原料加工製成的各式日常用品。 塑膠製品類有塑膠皮、塑膠布、各式包膜與包裝袋、電池蓋開關、耳機保護蓋等塑橡膠合成製品。PE(聚乙烯)之熱膠膜與熱封膜、軟性包裝材料、ABS(丙烯腈、苯乙烯、丁二烯共聚物)、HIPS(耐衝擊性聚苯乙烯)等材料,都可應用在3C電子、光電、汽車等領域;聚乙烯地工膜應用於相關工地施工;PLA(丙交酯聚酯)是一種新的多用途可堆肥高分子聚合物,由天然植物如玉米、甜菜或米等製成,可不用倚賴有限的石油資源,因此具有永續發展的特點,可製成旅行箱/袋、塑膠複合材料、高值化複合材料、塑木複合材料等、汽車塑膠零件,用途多元且廣泛。清潔用品及衛材類布亦屬石化下游應用產品,例如家用清潔用品、工業水處理藥劑、手術衣/巾、藥膏用布、柔濕巾、紙尿褲、衛生棉表層等。顏染料多為有機產品,原料來自中國大陸、印度等國,其中分散性染料,分子較小,在水中溶解度很低,而借助分散劑成為均一的水分散液,分散染料廣泛應用於印染加工化纖紡織品,以達到色澤鮮麗、耐洗牢度高等優點,目前紡織業下游為染料最大應用市場。顏料主要為塑膠製品上色,光電與印刷電路板為新興需求。偶氮顏料應用於印刷油墨、塗料、文具、印花及各種合成樹脂;PVC(聚氯乙烯)、PU(聚脲酯)加工顏料應用於傢俱、玩具、合成皮革;有機顏料、調製應用顏料應用於PVC、PU、PE、PP(聚丙烯)樹脂製品之著色;光起始劑與新型黏著促進劑與分散劑應用於UV/EB(能量固化油墨)墨水和塗料。
農藥也是石化及塑橡膠業之下游,如殺蟲劑、殺菌劑、植物生長調節劑、除藻劑都是植物的保護劑。橡膠則是有彈性的聚合物,其可從植物的樹液中取得,也可以是人造的,橡膠製品廣泛,例如輪胎、墊圈、橡膠鍵盤、自黏橡膠、耳機套、麥克風套等。人造纖維係指尼龍、聚酯等紡織產品,PVC柔軟皮、植毛絨布、濕式PU合成皮、乾式PU合成皮等可製做成各種服裝、家飾上的布料或是工業用途。接著劑的產業鏈為上游化學原料,其用途廣泛,包括熱熔膠、感壓膠、UV膠、瞬間膠、脫膜劑、光硬化膠、木工膠、三秒膠、水膠、膠水等皆屬之。而化妝品則屬於石化及塑橡膠業之下游應用產業,是特用化學品中最重視包裝行銷的產業,因具有高毛利與低風險特性,致使近年許多生技公司與藥廠相繼投入研發化妝品,利用電子商務平台販售,潛在商機相當龐大。塑化產業衍生產品廣泛應用於日常生活中,可視作民生產業之關聯產業,屬景氣循環產業,由於自然環境與人類的衝擊愈來愈大,保育議題將成主流,化學肥料過去在增加農業產量上,發揮不可或缺的作用,但同時也對環境造成龐大的破壞,因為這些肥料需要使用化石燃料來製造,還有汙染水源與空氣的隱憂,因此目前各肥料廠也積極進行轉型,研發各種自然肥料等方式,減少化學物質的汙染。
2022全球輪胎公司營收排名出爐,法國米其林連續三年蟬聯全球業界一哥,第二為日本普利司通,正新全球排名維持第10名,而建大全球排名退居第26名。中國大陸第一大輪胎廠中策近二年來營收排名超越正新,目前全球排名更勇奪第八名,成為兩岸輪胎業最好的全球排名。不過因為全球經濟下行,中國景氣也不如預期,獲利也受到相當影響。
輪胎業是資本密集、技術密集的行業,台灣不生產橡膠,也無法與國際品牌廠如法國米其林、日本普利司通、德國馬牌、美國固特異等有汽車工業作後盾,不利發展輪胎業,但高值化是台灣唯一能勝出的方向,當全球都在談論淨零碳排之際,台灣輪胎廠商也開始轉型,採用回收的海洋漁業廢棄魚網,製成尼龍簾布絲後再製成輪胎簾布,最後再製成自行車胎,符合全球節能減碳趨勢,做出與世界區隔的環保輪胎。
淨零碳排、永續發展已成為國際重要趨勢,國際品牌大廠紛紛訂定使用回收塑膠的目標,石化品生產廠商也必須加速投入再生原料的開發。故環境成本已成為塑化業支出的成本,因此利用循環經濟策略,導入熱裂解技術是石化廠達到設定目標的主要手段之一,或石化廠可與回收商合作共同處理廢塑膠的議題已成為重要合作模式,台廠唯有以「綠色環保」與「高附加價值」為主軸,進行減少碳排放的「綠色製程」,引入回收再利用的「循環經濟」,方可生產更多樣、更高值的綠色化學產品,讓石化產業成為綠色環保產業,才能走向國際化。