美国的页岩气革命对於美国与全球能源局势都有深远的影响。比较少受人注意的是:美国的页岩气组成成份跟常规气不太一样,最大的不同是有许多页岩气井产出很高的乙烷含量。受限於美国对於管道天然气的热值规范,只有很少量的乙烷可以掺杂在天然气出售,然而从页岩气分离出来的乙烷多到难以处理的程度,成为页岩气生产过程中的一大困扰。


页岩油气的持续开发造成乙烷产量快速增加,价格大跌,美国乙烷的价格,从2008年时每加仑1.3美元跌到最近只剩下每加仑0.18美元。美国乙烷持续严重过剩的现象,已经到了让美国化工业不知所措的程度。


传统乙烷的最主要用途是用做生产烯烃的原料,产出物中最主要是乙烯,其次为丙烯、丁烯、丁二烯、苯等副产品。乙烯是用途最广泛的化工原料,也是全球化工产业的指标性物资。但是美国是一个成熟的经济体,对於乙烯的需求量成长缓慢,如果把过剩的乙烷都拿来生产乙烯,将使美国乙烯产量严重过剩,必须寻求大量出口。


从全球来看,可以用来生产乙烯的原料有很多种,其中用的最多是石脑油(约占全球乙烯产量的一半),其次则是乙烷(约占全球乙烯产量的三成),其他的还有丙烷、丁烷。近年来中国兴起煤制烯烃的热潮,产能与产量正在迅速成长。


从烯烃的制程来做比较,原料的分子越大,制造烯烃的制程就越复杂,设备投资金额就越高,能耗也高,污染物也越复杂难处理。拿乙烷制乙烯、石脑油制烯烃、以及煤制烯烃这三者来比较,乙烷制乙烯的资金设备投入最少,原料成本最低,污染最少。而煤制烯烃的资金投入最高,原料成本居中,污染最严重。石脑油制烯烃的资金投入介於两者之间,石脑油原料成本原本是最高,但是在去年石油价格大跌後,石脑油制烯烃的原料成本已经跟煤制烯烃相差不大,而石脑油制烯烃的污染则介於两者之间。


一座年产60万吨烯烃的乙烷蒸气裂解厂的投资金额大约为9亿美元(约57亿人民币),而一座同样产能的煤制烯烃工厂的投资额则高达200亿人民币。因此光是从利息与折旧来看,煤制烯烃就已经输在起跑点上了。而煤制烯烃的能耗很高,污染物很难处理,污染处理成本很高,这些也都是煤制烯烃相较於乙烷制烯烃的劣势。


从原料成本来看,生产一公吨的烯烃约须消耗1.3公吨的乙烷,现在美国乙烷价格大约每公吨134美元,1.3公吨乙烷价格约合835元人民币。煤制烯烃每一公吨烯烃则须消耗约4到5公吨的煤炭,中国的煤炭价格近年来虽然跌了不少很多,但是跟美国乙烷的价格的跌幅比起来,只能说是小巫见大巫。再把利息、折旧、水电、污染处理加进去之後,就算中国的煤价跌到零,中国煤制烯烃的成本也还是会比美国的乙烷制烯烃的成本要高出一倍以上。


目前为止,乙烷过剩的现象还只局限在美国,若是美国大幅增加乙烷制乙烯,可能会造成乙烯价格崩盘。当然美国的乙烯若要外销到中国,则必须花费额外的运输成本。然而在全球商品贸易紧密联系的今天,美国的乙烯过剩并不一定要直接卖到中国才会对中国的烯烃产业造成冲击。美国的乙烷制乙烯产能过剩,也可能造成国际市场乙烯价格下跌而间接波及中国的烯烃产业,或是由於乙烷对於石脑油的替代效应而造成石脑油跌价,提高石脑油制烯烃的竞争力,而间接冲击中国的煤制烯烃。


由於美国在环境影响评估等诸多政府审批程序费时较长,美国化工业的建厂周期要比中国要长。因此美国乙烷过剩的现象暂时还没有迅速转化为乙烯过剩,但是从长期来看,美国乙烷制乙烯大幅扩产势在必行。中国的产煤地区想靠发展煤制烯烃来为煤炭行业脱困,以为延长产业链就一定可以提高煤炭产业竞争力,这样的想法过度天真,缺乏全球视野。等到美国乙烷制乙烯产业扩产完成,现在中国建设的煤制烯烃厂只怕大多都会变成不具竞争力的过剩产能与落後产能。