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石化與生活:環保與經濟雙贏

99/11/04 瀏覽次數 40173
石化工業

石油化學工業(簡稱石化工業)是資本和技術密集的工業,由於和其他產業關聯性高,除民生產業外,也提供高科技工業所需的原料,並支援特化、光電、電子、機電、製藥、運輸工具、建材等產業的發展,可創造高附加價值,整體來說對我國經濟繁榮的貢獻甚大。

石化工業是以石油或天然氣為原料製造各種化學品的工業。以石油為原料所生產的石化基本原料,計有烯烴類(如乙烯、丙烯、丁二烯等)和芳香烴類(如苯、甲苯、二甲苯等),其中乙烯的產能是衡量石化工業規模的一大指標。以天然氣為原料所生產的石化基本原料,則包括烷烴類,如甲烷、乙烷等。

由這些基本原料經過一連串的化學製造過程,先製成各種中間產品,再經各種製造程序,製成合成纖維、塑膠、合成橡膠、肥料、清潔劑、溶劑、黏著劑、塑膠增韌劑等石油化學成品。這些成品再經過加工,最後製成食、衣、住、行、育、樂等日常生活上需要的各種消費品,如鞋子、輪胎、衣服、油漆等。

石化工業的生產體系,大致可分為基本原料工業、中間產品工業和最後成品工業3部分,一般又稱為上游、中游和下游。依聯合國工業發展組織的定義,石油化學工業是指中、上游而言。而依照中華民國工業分類,石化工業的範圍則包括石化本工業和石化依賴工業。石化本工業是指石化工業的上游和中游廠商,如石化原料業、化學肥料業、人造纖維業、合成樹脂和塑膠業等;石化依賴工業則指石化下游廠商,如油漆業、清潔用品業、人造纖維紡織業、針織業、橡膠製品業等。

石化業是承接於煉油業以下的工業,煉油廠由原油蒸餾出輕油,再進一步把輕油裂解成所謂的石化上游原料,而產生一連串包羅萬象且和民生息息相關的石化產品。

以石化業者製造程序和產品區分,石化工業大致可分為 4 個層次。

油源開採探勘業—代表公司如 ExxonMobil、BP、SHELL 等。

石化上游業(輕油裂解、煉油)—產品包括乙烯、丙烯、苯、甲苯等,代表公司如中油、台塑石化等。

石化中游業(石化原料)—產品包括塑膠原料、人纖原料、橡膠原料、石油化學品等,代表公司如台塑、台聚等。

石化下游業(加工業)—產品包括塑膠製品、人纖和紡織製品、橡膠製品、化學製品等,代表公司如東陽、達新等。

石化工業的產業特色,大略有以下 5 點。

資本密集型產業—石化工業屬資本密集型產業,廠家專精度高,無論是建廠工程或購買國外技術都需龐大資金。

技術密集型產業—石化廠的製程技術大都掌握於少數國外技術廠家,技術多屬外購。從規劃、製程設計、工程設計、安裝設備、試車至正式開工量產的石化建廠技術,相當複雜且具高度專業性,國內則擁有部分建廠技術。

完整的上中下游一貫作業體系—我國石油化學工業的發展是以逆向整合方式,自下游加工業的需求,衍生出發展中、上游石化原料的必要性,建立石化工業完整的上中下游體系,現有中油和台塑兩大石化工業體系。

獨特的產業特性—例如以乙烯產能代表石化業規模的一項指標,產品具產業高關聯性,基本原料高內銷比率和下游產品高出口比率,產品種類具多樣性,產品的生產集中度高,產品具國際關聯性,大規模生產體系,同一石化工業體系的工廠具高群聚性。

重要的支持型基礎工業—石化工業除了是民生產業不可或缺的上游產業外,還能提供高科技工業所需的原料,支援特化、人造纖維和紡織、光電、電子、機電、製藥、運輸工具、建材等關聯產業的發展,可創造高附加價值,地位非常重要。

石化工業對經濟的貢獻

石化產業發展和國內整體經濟發展密切相關,大致可歸納成以下幾個階段。

第一階段:1945 年至 1957 年 這階段可稱為「酸鹼工業與無機肥料時期」。這階段石化工業的發展,主要是一般化學工業和以農業用途為主的肥料工業,這些工業是以後石化工業的基礎。這期間政府實行了第1期4年經建計畫(1953-1956 年),因此這段期間以食品、紡織和化學製品所占製造業產值較大,而紡織業的興盛也帶動了石化工業中游和上游的發展契機。

第二階段:1958 年至 1967 年 在這階段,政府先後推行了第 2 至第 4 期的 4 年經建計畫(1957-1968年)。第 1 期經建計畫原本是以進口替代政策為主,但是因生產已超過國內市場需求,因此政策由進口替代轉為出口導向的貿易型態。經建計畫讓大量的農業人口投入工業生產的行列。1960 年代後期,勞力密集產品的出口開始急速成長,工業產品在所有出口中所占的比率,由 1965 年的 46% 增為 1970 年的 79%,其中又以塑膠製品和紡織產品是早期出口的大宗。

第三階段:1968年至1973年 這階段可稱為「石化工業的萌芽階段」。1968 年,中油第 1 座輕油裂解廠於高雄煉油廠內完成啟用,年產量 5.4 萬公噸乙烯。因為只有臺聚一家客戶,產能無法完全消化,其中有五分之二產品沒有出路。當初決定把一輕設於高雄煉油廠的理由,是基於關聯產業的集中,且由於大部分重化工業所需原料都仰賴海外進口,為減低運輸費用,因此設在臨海一帶的港口地區,加上日本時代已有的煉油基礎,使高雄逐漸成為石化工業發展的重心。

第四階段:1973年至1984年 這階段可稱為「石化工業的發展階段」。在這個時期,政府顯示發展石化業的決心,並納入為當時十大建設計畫中的一項重大建設。二輕於 1975 年完工,廠址位於高雄煉油廠內,同時開發附近的大社仁武工業區,提供中游廠商設廠。此外,為配合大林埔煉油設備和發電廠,在林園開闢一個工業區設立三輕,並提供中游廠商在工業區內設廠,形成一個完整的石化工業體系。由於鄰近港口、腹地廣大等優點,使得高雄縣市成為台灣石化的重鎮。

二輕生產的石化基本原料,除乙烯外,還有丙烯和丁二烯,是製成人造纖維的原料。三輕計畫於 1976 年完成,但由於受到 1973 年的石油危機和世界經濟衰退的影響,使得許多民間廠商退出計畫,迫使三輕的計畫分為前後兩期,1976 年完成的三輕延後至 1979 年才正式開工生產。

第五階段:1984年至1989年 這階段可稱為「石化工業的穩定成長階段」。1980 年代,石油危機解除,美國經濟逐漸復甦,油價也下跌,經建會重新對石化工業的發展做評估,認為國內未來十年,石化工業在經濟發展的過程中仍具關鍵性地位,因此石化工業再次成為發展目標。1984 年,四輕完工,廠址設於三輕所在地—林園工業區。1986 年擱置五輕的計畫被推翻,但是廠址(高雄市後勁)居民的抗爭使得五輕延後至 1990 年才開始興建。

另一方面,由於石化產品的國際價格大幅下降,許多下游加工業者紛紛進口原料,引起中游業者的恐慌。事實上由於中油一輕是石化基本原料的獨占廠商,經營效率差、成本高,因而加重了下游廠商的成本。對此,中、下游業者感到不滿,臺塑公司甚至申請興建「三輕」,但是被政府駁回。為了減緩中游廠商的不滿,政府因而對中游產品進行系列的保護措施。但是,隨著環境保護意識的提升,中油五輕計畫或台塑六輕選址,都因當地居民的反對而遭遇重重困難,使得石化工業的發展逐漸面臨威脅。

第六階段:1990年代至今 這階段可稱為「石化工業的後續發展階段」。1990 年,政府正式核准臺塑的六輕計畫;1992 年,中油完成五輕廠;1993 年,東帝士集團提出七輕計畫;中油公司也和民間合作,提出八輕計畫。然而由於地方居民對於環境保護的持續重視,因此許多計畫的進度都未達預定的時程。

由於石油化學工業是化學工業的基幹,除了是塑膠、人造纖維、橡膠等工業的上游工業外,更是支援電子、資訊、航太、汽車等高科技產業發展所需的基本原料工業,因此一個國家或地區石化工業的發展和經濟成長關係極為密切,甚至是一國 GDP 的代表性指標。

石化產業是台灣整體產業的「關鍵產業」,和其他產業的關聯度相當高。廣義的石化工業,涵蓋生產基本原料的上游工業、生產中間原料的中游工業,以及生產各種加工品如玩具、塑膠袋、電子產品的塑膠零組件、紡織等的下游工業,範圍涵蓋食衣住行,對整體經濟有很大的影響。

依照目前經濟部工業局的分類,石化工業的範圍包含石油化工原料業、合成樹脂及塑膠原料業和合成橡膠原料業3大類。2008 年時,共有 50 家廠商,員工數量約 3.3 萬人,年產值已突破兆元,達新臺幣 1.66 兆元。若包含塑膠、橡膠、特化、紡織等石化相關產業,則產值超過新臺幣 3 兆元,占全國製造業總產值近三分之一。由以上數據可以看出石化工業的發展,以及它在整個國家經濟中的重要性。

目前的石化產業政策推動面臨艱困的局面,一方面,石化產品的關聯性大,產業本身是製造業中發展最完整的體系,不能輕易放棄;另一方面,來自國內的環保抗爭運動使得石化業的發展倍感艱辛。

石化工業對環境的影響

早期石化工業的經營由於尚未具有環保的概念,對於環境保護的議題並未加以重視。隨著地球環境的日趨惡化,包括溫室效應、臭氧層破洞、有害物質的大量排放等,對人類的安全和社會的發展造成嚴重的威脅,使得環境保護逐漸成為眾所矚目的議題。

石化工業所使用的原料、中間產物和產品種類繁多,若製程、設備、管線輸送、儲存、運輸過程等步驟稍有疏失,都可能成為汙染的排放源或逸散源。其中部分成分含有對人體造成健康危害的致癌性和致突變性物質,使得一般民眾對石化產業的發展產生疑慮。

石化工業區的空氣排放資料顯示,石化汙染物的種類有揮發性有機物、多環芳香烴化合物類、二氧化硫、硫化物、一氧化碳、一氧化氮、微粒等。而這些汙染物對人體造成的危害可分為3大類。

皮膚—高濃度的有機溶劑蒸氣會刺激眼睛黏膜流淚;和皮膚接觸會溶解油脂而滲入組織,影響生理機能,造成細菌感染並引起表皮角質化;刺激表皮引發紅腫和水泡;溶劑滲入人體內,會破壞血球和骨髓。

消化器官—長時間暴露於低濃度有機溶劑蒸氣的作業環境中,會引起慢性中毒。汙染物從口腔進入後,接著到食道和胃腸中,引起噁心、嘔吐等現象,再經由消化系統危害至其他器官,影響血小板、紅血球等,造成鼻孔、牙齦和皮下組織出血,最後造成貧血現象。

呼吸器官—揮發性有機物由呼吸器官進入人體後,經氣管到達肺部,再藉由血液擴散到淋巴液或其他器官,因此常對呼吸道、神經系統、肺、腎、血液和造血系統產生重大毒害。

經濟與環保的兩難

石化工業雖對經濟有顯著的貢獻,但對環境的影響也是大家心中的疑慮。石化產業發展現況可利用下列賽局說明。

在 A<E(給定重視環保的條件下,重視經濟的效應會低於忽略經濟的效應)、B<D(給定重視經濟的條件下,重視環保的效應會低於忽略環保的效應)、C>G(給定忽略環保的條件下,重視經濟的效應會高於忽略經濟的效應),及 F>H(給定忽略經濟的條件下,重視環保的效應會高於忽略環保的效應)的假設下,利用經濟學中遊戲理論(Game Theory)的概念,可以發現該遊戲的 Nash 均衡有兩個,分別是「重視經濟」和「忽略環保」,以及「忽略經濟」和「重視環保」。

這結果正顯示目前石化產業發展過程中,經濟和環保兼顧的兩難局面。如何在經濟和環保間達到平衡,透過誘因機制的設計讓最終均衡為「重視經濟」和「重視環保」,是相關當局刻不容緩的研究課題之一。

環境影響評估的重要性

為避免人類在追求經濟發展的同時,忽略環境保護的重要性,「環境影響評估」確實有其必要性。環境影響評估制度是一種預防勝於治療的措施,透過事前的妥善規劃、評估、審查、追蹤考核等程序,以降低相關政策和開發行為的實行對環境所造成的損害,實踐永續發展的目標。

我國於民國 83 年 12 月 30 日公布「環境影響評估法」(以下簡稱「環評法」),自此環境影響評估有了法律依據。依照「環評法」第 4 條第 2 款的規定,對於「開發行為」和「政府政策」應做環境影響評估。然而,「環評法」的內容幾乎全是「開發行為」環境影響的相關規定,「政府政策」環境影響評估(以下簡稱「政策環評」)的規定,僅見「環評法」第 26 條:「有影響環境之虞之政府政策,其環境影響評估之有關作業,由中央主管機關另定之。」

另外,環評法訂定「政府政策」為環評對象,並未經立法辯論程序,執行可行性有待商榷。且環評法立法當時,國內已累積數百件「開發行為」的環評案例,具備充分實體經驗,惟「政府政策」仍屬新領域,國內已完成的「政策環評」案例仍不多見,石化產業過去也未曾辦理。

環境保護的概念日益受到重視。根據 1992 年聯合國環境與發展會議的定義,所謂「永續發展」是指「發展並滿足當代的需求,同時不損及後代滿足其本身需求的能力」,它是建構在「環境保護、經濟發展及社會公義」3大基礎上。永續發展範圍廣泛,舉凡土地資源、水資源、能源、農業、海洋資源、環境保護、健康風險、教育、社會福祉、城鄉發展、經濟發展、科技研發、國際合作等,都是它的工作範疇。

台灣地狹人稠,自然資源不豐,天然災害頻繁,國際政治地位特殊,對追求永續發展而言,比其他國家更有迫切性。行政院國家永續發展委員會曾在民國91年6月著手規劃國家層級的推動永續發展計畫架構,包括任務、理念、工作項目、具體工作內容、主協辦機關、執行期限等。

當時除考慮到臺灣地區永續發展的推動現況外,並參考全球發展趨勢和南非約翰尼斯堡「2002 年聯合國永續發展世界高峰會(RIO+10)」的永續發展行動計畫內容,廣泛邀請專家、學者研商和舉辦公開研討會以集思廣益,擬定完成「臺灣永續發展行動計畫」,做為 21 世紀初期臺灣地區透過具體行動實踐永續發展的依據。

這項計畫的具體工作項目共計 264 項,其中 130 項規劃於 92 年 12 月完成或進行重點查核,以配合「臺灣永續元年」的推動。且為達成國家永續發展的願景,研擬出「成本內化優先預防」的永續發展原則:使用經濟工具,透過市場機能,實現企業和社會的外部成本內部化,合理反應生產成本,並藉由環境影響評估和有效的預防措施,避免對環境造成影響。顯示為達到永續發展的目標,環境考量已納入決策機制中,而環境影響評估制度就是實行這項原則的工具之一。

在經濟成長的同時,如何兼顧到個案開發時對環境的保護,兩者平衡點的拿捏格外重要。石化工業是一個發展成熟、技術領先的產業,相較於高科技產業,近年來製程技術日益提升,新開發案都要求採用製程最佳可行技術和最佳可行控制技術,確實達到減少環境汙染和降低資源耗用的目標。目前經濟部工業局正辦理石化工業政策環評,希望透過政策依據,完成公眾參與機制,以及減輕石化產業推動所帶來的環境衝擊,有效協助石化產業發展並兼顧環境保護,達到雙贏的局面!
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