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页岩气的主要成分是甲烷,此外还有其他一些有用的副成分。这些副成分是树脂和涂料等多种有机材料的原料,乙烷就是其中的代表。从页岩气中提取的乙烷价格低,美国化工业的成本竞争力将因此而提高。由于拥有了廉价的原料,大规模化工厂在美国相继开工建设。2016年这些化工厂全面投产后,树脂的价格有望大幅降低。
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图中的数字是新建乙烯工厂的年产能。此外还有两座尚未选址的年产能为150万吨的工厂。这8座工厂中,有6座预定在2016年~2018年投产。再加上现有工厂的重新启动和增产,数年后美国的乙烯增产规模将增至约1200万吨/年。这差不多是2012年日本全国乙烯产量的2倍。本图由《日经制造》根据日本经济产业省公布的“世界石油化学产品的未来供求动向(对象期间为2004~2017年)”资料制作。 |
●图1:普利司通利用采用新
(a)为利用生物乙醇制造丁二烯后再制成的苯乙烯•丁二烯(SB)橡胶。(b)为利用该SB橡胶试制的轮胎。该轮胎还利用了很多其他的可再生原料。 |
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●图2:原料单体与衍生品(聚合物)的关系 树脂是使作为原料的单体通过化学反应结合成大的聚合物(高分子)。 |
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表1:页岩气的主要成分及其衍生品 (ABS=丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂,EPDM=三元乙丙橡胶,EVOH=乙烯-乙烯醇共聚体,PA=聚酰胺,PC=聚碳酸酯,PE=聚乙烯,PET=聚对苯二甲酸乙二醇酯,PMMA=聚甲基丙烯酸甲酯,PS=聚苯乙烯,PVA=聚乙烯醇,PVC=聚氯乙烯,SB=苯乙烯丁二烯) |
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图3:页岩气各主要成分的用途 页岩气与石脑油相比,丁烷和苯类的含量极少。因此,预计在乙烷和丙烷供给过剩的同时,丁烷和苯类将短缺。 |
乙烯生产将快速增加
利用乙烷可以制造最基本的化学原料乙烯。因此,美国正在大规模建设利用页岩气中所含的廉价乙烷制造乙烯的工厂。仅近几年内的新增产量就约达1200万吨/年(表2),约为2012年日本全国产量(615万吨)的近2倍。因此,在这些工厂全面投入使用的2016年以后,廉价的乙烯及其衍生品将大量投入市场。也就是说,树脂等有机材料今后将全面受到页岩革命的影响。目前正处于“革命前夜”。
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表2:美国计划增设的乙烯工厂 表由《日经制造》根据日本经济产业省的资料“世界石油化学产品的未来供求动向(对象期间为2004~2017年)”制作。 |
英国大型监查及咨询公司PricewaterhouseCoopers(PwC)的美国子公司PwC US分析了各地区乙烯、高密度PE(聚乙烯)及乙二醇等的生产成本。结果显示,乙烯的生产成本在美国为316美元/吨,在沙特阿拉伯为455美元/吨,而亚洲是美国的5倍以上,为1717美元/吨。高密度PE的生产成本在美国为526美元/吨,在沙特阿拉伯为692美元/吨,而亚洲为2018美元/吨。防冻液和PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的原料乙二醇的生产成本在美国为336美元/吨,在沙特阿拉伯为524美元/吨,而亚洲为1378美元/吨*3。因此,美国产品在成本竞争力方面具有绝对优势。
*3 据估算,在沙特阿拉伯作为原料的石油伴生气的价格为0.75美元/MMbtu(按原油换算约为4.5美元/桶),美国的页岩气价格为3美元/MMbtu(按原油换算约为18美元/桶),亚洲的原油价格为100美元/桶。btu是天然气使用的热量单位,1btu=1.054kJ,MMbtu为100万btu。
日本经济产业省2013年4月30日公布了“世界石油化学产品的未来供求动向(对象期间为2004年~2017年)”(以下简称“未来供求动向”)。这是由化学公司、石油公司、贸易公司及金融机构的20位董事级人士组成的世界石油化工产品供求动向研究会,以经济产业省化学课为秘书处整理出来的报告,经过了缜密的调查分析。
“未来供求动向”中预测,乙烯衍生品的产能(按乙烯换算*4)将随着北美、中南美、中东、中国及印度增减新设备而大幅增加,2017年全球产能将达到1.8亿吨/年以上(表3),而预计2017年乙烯衍生品(按乙烯换算)的需求约为1.53亿吨。因此产能将大大超过需求。
*4 按乙烯换算:乙烯衍生品有很多种类,因此并没有单纯合计,而是换算成衍生品中所含的乙烯的量后来分析。
表3:全球乙烯衍生品的产能走势 本表由《日经制造》根据“未来供求动向”制作。世界整体数字包含俄罗斯等表中未出现地区的数据。计算多座工厂的产能时,因存在尾数处理误差,所以年产能的增加部分与2017年和2011年的年产能之差不一定一致。 |
丙烯类也将供大于求
预计聚丙烯等的原料丙烯的产能也将大大超过需求(表4)。以前一直以为页岩气中所含的丙烷比例较低,因此利用丙烷制造的丙烯和丙烯衍生品会出现紧缺。但最近发现,页岩气中其实含有相当多的丙烷。因此,美国计划建设年产能达到数百万吨的丙烯制造工厂。
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表4:全球丙烯衍生品的产能走势 表由《日经制造》根据“未来供求动向”制作。世界整体的数字包含俄罗斯等表中未出现地区的数据。计算多座工厂的产能时,因存在尾数处理误差,所以年产能的增加部分与2017年和2011年的年产能之差不一定一致。 |
另外,中国接连新建了多座以石脑油而非页岩气成分为原料制造丙烯衍生品的大规模工厂。“未来供求动向”中的数据显示,与2011年相比,2017年北美及中南美的年产能将增加420万吨,中国将增加1420万吨。随着工厂的增加,预计2017年丙烯衍生品的全球总产能将达到1.266亿吨/年。但预计需求只有1.1亿吨/年。
另一方面,关于可能会出现原料短缺的苯类,预计2017年甲苯和二甲苯将陷入供不应求的局面。苯的全球总需求为4720万吨/年,而产量为5010万吨/年,看起来似乎能确保需求量,但预计甲苯和二甲苯的需求将大于生产。
预计2017年甲苯的需求为2650万吨/年,而产量只有2570万吨/年,将出现80万吨/年的缺口。同样,二甲苯的需求为5330万吨/年,而产量为5030万吨/年,预计将出现300万吨/年的缺口。不过,针对这种供不应求的情况,供货方将采取应对措施,陆续开拓新的供给渠道。例如,三菱化学“正在考虑通过石油精炼工艺提取苯类作为化学原料使用”的方法。
关于丁二烯和丁二烯衍生品,“未来供求动向”中并没有分析。不过,三菱化学控股公司代表董事社长小林喜光在该公司2013年3月召开的中期经营计划说明会上表示,(丁二烯和丁二烯衍生品)将受页岩革命的影响“出现短缺”。
三菱化学控股认为这是一个商机,其旗下的三菱化学正讨论使自主开发的丁二烯制法实现业务化。除了开篇提到的普利司通和三菱化学外,旭化成、昭和电工公司及三井化学公司等也开发了丁二烯新制法,正在讨论或计划投入量产。如果新制法能顺利推进量产,丁二烯及其衍生品可能就不会出现供给不足的情况。
日本化工行业认为,制造成本的差距与庞大的增产规模是严重的问题。为防止供应过剩,已有3座乙烯工厂(年产能合计为113万吨/年)计划停产,具体是三菱化学公司的鹿岛工厂、三菱化学与旭化成化学公司共同运营的水岛联合工厂(冈山县仓敷市)及住友化学公司的千叶工厂(千叶县市原市)。与钢铁共同支撑着重工业的石油化学工厂已经开始缩小规模。
甲醇的用途越来越广
在美国,利用页岩气的主要成分甲烷制造甲醇的工厂建设计画也接连涌现。以全球最大的甲醇生产商Methanex公司为首,预计多家企业都会在2014年~2017年增产,总增产规模预计为500万吨/年。
三井物产公司与美国大型化工品厂商塞拉尼斯公司(Celanese)各出资50%设立了业务公司,该业务公司计划建设年产能为130万吨的甲醇工厂,于2015年中期投入使用(图4)。总投资达8亿美元。
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图4:将建设甲醇工厂的德克萨斯州Clear-Lake 三井物产和塞拉尼斯共同出资设立的公司将在照片中画圈的地方建设产能为130万吨/年的甲醇工厂,计划在2015年中期投产。 |