2024-08-14
台灣的護國神山與AI產業需要大量綠色電力支援發展與實現淨零，但石化產業的淨零轉型難度更高，不僅產業的碳排放占比高，還牽涉到上游生產端與下游產品端須同步轉型才有成效的困境。除了不使用一次性塑膠用品，我們需要怎樣的價值鏈轉型策略，讓石化產業也能達成淨零目標？
高雄氣爆事件已發生10年，長期關心環境議題的民間團體—地球公民基金會發起系列省思活動，從線上觀影、講座、工業區導覽與跨界合作的攝影展，期盼喚起社會各界對石化業轉型的重視，共思產業淨零永續之路。
石化業轉型要進入源頭減量階段
石化產業轉型議題，中央與地方常以「產品高值化」、「新材料循環園區」、「智慧石化」、「科技管理（地下石化管線的運輸及維護）」等方案來回應。然而，這些方案大多是針對石化業下游產品的轉型，尚不足以回應民團對於「舊有石化體系（石化產業中上游）如何轉型」的質疑。
換言之，石化產業最重要也最耗能的上游原料—乙烯、丙烯、芳香烴的生產，以及中間原料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯與ABS等，經濟部十多年來並未提出明確的轉型戰略與政策工具，來驅動既有製程的去碳化，促使源頭端的生產減量（即：國內生產以滿足內需即可，而非大量外銷低附加價值的化學品）。
國內對上述議題的討論仍不多，長此以往，將不利啟動各界對話、研議後續的政策設計。因此，本文整理國際上針對石化產業淨零轉型的政策建議，期能拋磚引玉，呼籲公部門、產業界、以及更多的利害關係人重視此議題，共同加速推動石化業淨零轉型。
石化產業的特性對淨零轉型的挑戰
2022年，全球主要化學品的生產消耗了全球約14%的石油和9%的天然氣，其二氧化碳排放約佔全球溫室氣體排放量的2.5%-3.5%。台灣近年石化業的年排放量約落在3,600-3,950萬公噸CO2e之間，是我國工業部門最大的行業排放源，約佔全台溫室氣體總排放量的12%-13%。
石化與鋼鐵、水泥業常被稱為「難減排產業」，原因在於這些產業所需要的去碳化技術目前多尚未達到商業化的成熟階段。不僅如此，石化減碳更面臨四大挑戰：
- 製程相關設備壽齡長，汰換相對不易
- 製程仰賴高溫熱量，目前以化石燃料燃燒為主
- 製程中固有的化學反應伴隨CO2排放
- 激烈的國際市場競爭，壓縮了產品綠色溢價的空間。
除了上述挑戰，石化業尚有三個特性有別於鋼鐵業及水泥業，進一步加深了淨零轉型的難度：
（a）產品種類多元，且有多種生產方式來製造各類產品。
（b）石化產業使用的原料99%以上來自化石燃料，替代原料（如：生質輕油、生質甲醇）量少且價格相對高昂。
（c）常以焚化的方式處理報廢的產品（如：塑料燃燒），因此原封存於產品中的碳最終又以CO2的形式回到大氣。
產品種類多元的特性，加深了政府部門對該產業／產品訂定減排要求的困難度，也代表主管機關在鼓勵業者導入清潔技術時，可能需同時考量乙烯、丙烯及其他副產品（芳香烴）的整體供需平衡，避免某種產品生產過剩導致能資源浪費，或是生產短缺而影響下游、終端應用者的必要需求。
至於b（替代原料少且貴）與c（報廢產品碳釋放）的特性，則讓石化業的範疇三排放遠大於其範疇一與二，這代表著石化業者必須與上游供應商（如：煉油廠）及下游端的廢棄物處理商、回收商合作，才能真正達到淨零目標。這也意味著政府在設計石化業的淨零政策時，必須考量整體價值鏈，方能避免某一關鍵角色未遺落在減碳目標之外、抵銷了其他業者付出的減排貢獻。
石化業淨零轉型需同時納入供給與需求的策略
雖然石化業在淨零轉型面臨多重挑戰，但BloombergNEF(2022)、IEA(2023)、Meng et al. (2023)等國際研究均指出，石化產業在2050年前實現淨零碳排仍是可能的，但需對當前的能源系統和石化產業價值鏈進行根本性的變革。
研究指出，「製程熱電氣化（使用綠電）」、「提升能資源效率（包含源頭減量、塑料的機械與化學回收再利用）」，「碳捕捉再利用及封存（CCUS）」，是最能為石化業帶來減碳貢獻的技術。
然而，目前這些低碳技術的全球投資金額遠遠不足，各國政府對難減排產業的政策支持也遠低於再生能源和交通電氣化，加上石化產業價值鏈本身的複雜性，種種因素導致石化業的轉型延宕，後果便是居高不下的碳排放、塑膠廢棄物的持續污染、氮循環的破壞（肥料過量使用），為環境生態與人類健康帶來難以復原的影響。
國際研究指出：考量到石化產業的複雜性，政策規劃必須結合「供給面」和「需求面」的政策工具，並搭配有效的碳定價政策（包含碳關稅制度，方能在國內和和國際生產商間創造公平競爭，避免碳洩漏），才能突破石化業轉型的瓶頸，推動企業投資清潔技術、改建現有廠房，且在後續新建廠房時直接採用淨零製程。
根據BloombergNEF（2022）的估計，推動主要石化產品淨零生產所需的碳價格（或補貼）約在100-250美元／噸CO2。但目前各國普遍給予工業部門大幅度的碳價優惠，亦尚未針對石化產品規劃碳關稅政策，恐讓企業對工業淨零技術的投資推遲到2040-2050。
除了碳定價，尚須主管機關透過法規管制或經濟誘因，消除企業投資創新低碳技術的風險，提升業者採用清潔技術的動機。舉例而言，各國已採用的供給面政策為：
- 專案計畫的投資補貼：
例如歐盟、美國均已針對多項有前景的創新低碳專案提供優惠貸款或稅收抵免。特別的是，今年3月美國政府宣布所資助的專案計畫也將制定並實施社區福利計畫，以確保有意義的社區和勞工參與。近80%的專案計畫位於Justice40所定義的弱勢社區，為當地的良好就業和清潔空氣提供了重要機會。加拿大政府亦宣布了一項稅收抵免政策，將抵免2022年至2030年間的CCUS前期設備成本的50%（前提是捕捉的二氧化碳未被用在提高石油採收率）。 - 關鍵基礎設施的投資建設：
（1）清潔電力、彈性電網與合理電價：這需要各類再生能源的開發支持及相關配套，包含儲能、需量反應等。電網基礎設施和電網營運商還必須為工業電氣化帶來的額外要求和彈性限制做好準備，方能加速工業電氣化。
（2）建設於工業區的碳運輸和封存設施（CCS）：此有助於不同的工業排放者共用CO2的運輸網絡和儲存設施。例如英國政府已承諾投入13億美元來發展CCS中心。美國則根據《基礎設施投資和就業法》，分配給CCS110億美元中的一部分會專門用在CO2的運輸和封存設施。 - 永續金融方案：
從長遠來看，需要對資本市場進行徹底改革，才能儘速動員私部門對清潔生產技術的投資。例如歐盟的銀行包裹套案（EU’s Banking Package）和英國的綠色金融路線圖（UK’s Greening Finance Roadmap.）便是讓貸款方（銀行）將氣候風險納入商業決策，從而讓採用清潔技術的生產商可以獲得淨零專案的優惠條款、降低借貸成本。
一般而言，政府較容易就發展成熟的產業技術制定規範，新興技術因其不確定性，加上一些參與者的潛在抵制，使得供給面的管制措施通常不如補貼性政策來得常見。然而，這不代表法規管制或課徵稅／費無法激勵創新低碳技術或是新的商業模式。
例如：歐盟的氫氣使用規範（隸屬於歐盟再生能源指令的一環），便要求工業用戶採購的氫氣在2030年時必須有42% 為綠氫，到2035年，則必須有60%為綠氫，此有望降低化石燃料的使用（製氫）。但要注意的是，此類管制措施可能存在綠色原材料的供應短缺、相關產品價格上升等風險。
在需求面的政策上，主管機關同樣可透過法規管制、經濟誘因的方式來減少材料消費，尤其是對於全新材料（化石燃料）的需求抑制。IEA(2023)、Meng et al. (2023)的研究均指出，從現在開始至2050年，全球化學品的生產仍會因為新的需求推動而上升。
但Meng et al. (2023)的情境研究分析進一步指出，若能同時結合供給面與需求面的政策——在主要的終端需求產業：包裝、運輸、建築、紡織等四大產業都導入資源效率、循環經濟策略，在2020年至2050年間可將烯烴類：乙烯、丙烯、丁二烯等的整體需求減少26%至42%（相較於一切如常business-as-usual的情境），同時大幅降低對CCS此不確定性技術的倚賴。
在石化產業價值鏈，目前各國政府採用的需求面政策為：
- 垃圾按量處理稅／費：為減少城市固體廢棄物並提高回收率和再利用率，日本、韓國與部分歐盟國家均制定一般垃圾的「按量付費」機制。有別於統一費率的垃圾處理費用，這是秉持污染者付費原則，透過經濟誘因讓終端消費者從源頭減少廢物，或是在購買的當下便選擇易回收的產品／服務。
- 一次性產品限用：透過禁用、替代性用品採用、付費使用、資訊傳播（提升消費者環境意識）等多種方式，減少一次性用品。如：免洗餐具、食品容器、塑膠袋等的使用及生產。
- 回收料或生物基含量的目標要求：塑膠包裝是高價值化學品（烯烴與芳香烴）的主要終端市場，若能透過「生產者責任延伸（Extended Producer Responsibility, EPR）計畫」，要求化學品生產商協助中下游的產品處理、廢棄物收集與回收，並針對包裝產業制定回收料或生物基含量的要求，將可強化石化產業價值鏈的合作、減少全新原料的使用。歐盟、英國和美國加州等地已制定塑膠回收含量要求的規範，若要進一步擴大回收量及利用率，仍需搭配多樣機制。例如：廢物收集與分類的基礎設施及準則規範、回收料與生物基原料品質的監管標準、創新的化學回收技術獎勵等，以進一步推動清潔產能（如：電力裂解回收輕油、生質輕油、機械回收／化學回收設備）的投資，取代傳統高碳排製程。
- 綠色公共採購：石化業的終端應用主要在包裝、運輸、建築與紡織等產業，而風力和太陽能產業的發展也將推動特用化學品的需求。雖然當前全球對化學品的綠色公共採購政策不如其他工業產品（鋼鐵、水泥與混凝土等）常見，但若能透過標準化且具公信力的環境標章使化學品達到差異化，或著是針對大型公共工程、特定產品訂定低碳採購規範，如：碳排資訊揭露／碳排效能標準，將有助提升企業及一般消費者的減碳意識、選購清潔綠色產品，進而提升企業研發投資綠色化學品或其他環境友善的替代材料。
相對於供給面政策，目前各國在需求面的政策落實較為不足，尤其是在石化產業。部分原因在於石化產品種類繁雜且生產路徑多元，不易針對特定產品制定標準規範，而石化業的複雜特性也讓相關數據（如：能源耗用、碳排放、產品流向與最終處理）比起鋼鐵與水泥產業更不易蒐集，在缺乏良好數據基礎的情況下，政策制定變得更具挑戰性。
國際研究對台灣的啟示
美國、德國、日本等先進國家工業部門占該國溫室氣體總排放在23%-36%不等，但台灣工業部門占比高達51%，又以石化業為最。這代表政府部門尤需快速、積極規劃供給面及需求面的減碳政策，推動石化產業價值鏈的淨零轉型。
對照上述國際研究的石化業淨零政策建議與我國當前正規劃／已實施的政策【表1】可發現，我國在各方面都還有進步空間。整體而言，碳定價與供給面政策相對缺乏，需求面的政策雖已陸續推動，但成效不足，亟需擴大政策對象及管制範疇，方能推動源頭減量。
【表1】國際石化淨零政策建議與台灣政策對照表
| 碳定價 | 執行有效的碳定價政策，（包含碳關稅制度）以在國內和和國際生產商之間創造一公平競爭的環境，而非給予大幅度的優惠 | 碳費制度尚在規劃中。根據日前環境部召開的會議資料來看，短期內石化產業（高風險碳洩漏產業）需承擔的碳價並不高。 | |
| 供給面政策 | 創新低碳計畫的投資補貼 | 賀伯颱風針對可帶來高度減碳潛力的計畫提供贈款、優惠貸款或稅收抵免。如：電氣化裂解技術、綠氫生產、有條件的碳捕捉與封存等。 | 獎勵補貼計畫多針對漸進式的改善方案，如：既有設備汰換、節能輔導、碳盤查等，而非具有前景的創新低碳計畫。 |
| 關鍵基礎設施的投資建設 | 為加速工業部門的綠電使用、製程電氣化、特定製程的CCUS導入等，需要就以下進行投資建設： (1). 清潔電力、彈性電網與合理電價; (2). 建設於工業區的碳運輸和封存設施 | 從 2022 年至 2030 年有近 9 千億的預算投入在關鍵12項淨零戰略，其中有近一半的預算投入在再生能源、電力系統與儲能。但當前的政策文件尚看不出關鍵的工業綠氫及CCUS等基礎建設的詳細規劃與預算投入。 | |
| 永續金融方案 | 納莉颱風針對金融機構制定法規政策及相關指引，讓採用特定清潔技術的生產商可以獲得較佳的優惠條款，降低借貸成本。 | 已頒布「金融業減碳目標設定與策略規劃指引」、「永續經濟活動認定參考指引」等文件，但尚未針對石化產品訂定技術篩選標準（碳排標準），且此標準是採業界平均值非標竿值，整體政策效力有待觀察。 | |
| 需求面政策 | 垃圾按量處理稅/費 | 莫拉克風災以「污染者付費」為原則，透過經濟誘因讓終端消費者從源頭減少廢物，或是在購買的當下便選擇易回收的產品/服務。 | 台北市、新北市、台中神岡區依垃圾量徵收（垃圾隨袋徵收），其餘縣市多隨用水量徵收一般廢棄物清除處理費，然用水量是否能確實反映一般垃圾產生量需經分析評估。 |
| 一次性產品限用 | 蘇迪勒颱風透過禁用、替代性用品採用、付費使用、資訊傳播（提升消費者環境意識）等多種方式，來減少一次性用品的使用及生產。 | 自2002年起逐步導入限塑政策（不得免費提供塑膠袋），但成效有限。未來限塑的對象與產品將會逐步擴大，2030年目標是較2020年減少13.8萬噸原生塑膠。 | |
| 回收料或生物基含量的目標要求 | 規範特定產品（特別是包裝、容器等）需使用一定比例的回收料或生物基含量，以減少原生料使用。 | 近年鼓勵產業自願使用再生料，並訂定相關作業要點，亦規定中大型網路零售業者之塑膠包材及緩衝材再生料摻配比例需達25%以上。因政策上路不久，效力尚待觀察。 | |
| 綠色公共採購 | 透過標準化且具公信力的環境標章（使綠色化學品達到差異化），或著是針對大型公共工程、特定石化產品訂定相關採購規範，如：碳排資訊揭露/碳排效能標準。 | 目前的綠色公共採購政策及環保標章以消費性產品為主（如：電器、辦公用品等），在大型工程、工業產品（包含石化產品）的公共採購案中尚未導入具影響力的低碳標準及檢驗機制。 | |
淨零政策強度不足，石化產業生產過量
除了產業淨零政策強度不足以外，另一個值得關注的議題是「石化產品過量生產」。根據工研院《石化暨特化產業年鑑》的資料，我國上游端化學品如乙烯、苯雖有較高的內需缺口（乙烯：20-23萬公噸；苯：55萬-91萬公噸），但考量到當前全球乙烯產能已高於全球需求量的兩、三成，苯高於需求量的三、四成，加上近年中國石化產能大開引發市場惡化，日韓部分石化業者不得不減產，甚至關閉業務等現實，中油四輕廠是否需更新並擴建至乙烯年產能規模達100萬噸（目前四輕乙烯年產能約35萬噸），並聯產其他烯烴與芳香烴，實需謹慎評估。
此外，我國石化業中游的人纖原料及塑膠原料產業的產量普遍高於國內需求量【表2】與【表3】，致使產品以外銷為主。例如人纖原料產業中的純對苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG），其出口量占總產量的三到四成，而塑膠產業中的聚乙烯（LDPE／HDPE）、乙烯／醋酸乙烯酯（EVA）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS等，出口比例高達70%以上，聚苯乙烯甚至高達90%。這些原料後續多被用於生產低附加價值的包裝材料、寶特瓶、一次性容器、塑膠袋、餐具，或難以回收再利用的產品。
因此，若中油未來的乙烯生產製程若未能儘早採用創新低碳技術，僅是衍用舊有的輕油裂解製程，且持續讓中下游客戶過量生產低附加價值的中間原料或難以回收之產品，此不僅違反全球及台灣的淨零目標，更與當前的塑膠減量倡議背道而馳。
- 經濟部應蒐集、整理石化產業上中下游的細部關鍵數據（如：細行業別的能源及水量耗用、重要產品碳排放、下游應用端高值化學品/必要化學品對中上游原料的需求量等），以分析我國上游及中游化學品確切的內需量及預期成長量。在考量台灣未來能源、水資源供給限度與2050淨零目標的前提下，訂定相關政策來回應化學品過量生產（特別是中游原料及下游端的低附加價值產品）、石化業上游與中游業者研發創新動能不足的問題。
- 經濟部應積極協調整合各部會，檢視當前碳定價、石化產業政策的不足之處，針對石化產業「整體價值鏈」提出一淨零轉型戰略，同時納入明確的監督檢核機制、供給面與需求面的政策工具及相關支持機制。
- 經濟部與中油應重新評估「石化事業部煉化轉型產業升級投資計畫」，除了納入全球（中國）石化產能過剩、台灣中下游石化產品已過量生產等議題，來評估乙烯產能大幅擴充是否合理，中油身為國營企業應作為台灣企業之表率，積極導入具深度減碳潛力的創新製程、並主動與中下游客戶、石化產品廢棄物處理商／回收商合作，共創價值鏈淨零。
【參考資料】
- 工研院（2020），石化暨特化產業年鑑
- 工研院（2022），石化暨特化產業年鑑
- 工研院（2023），石化暨特化產業年鑑
- 經濟部（2022），製造部門2030淨零轉型路徑
- 經濟部（2024），114年度事業計畫經營政策、產銷營運目標與重要投資目標
- 能源署（2024），資料庫查詢-燃料燃燒排放
- Agora Industry (2023): Chemicals in transition. The three pillars for transforming chemical value chains.
- BloombergNEF (2022a). Decarbonizing Petrochemicals: A Net-Zero Pathway
- BloombergNEF (2022b). G-20 Zero- Carbon Policy Scoreboard 2022.
- BloombergNEF (2023). Scaling Technologies for Greening Heavy Industry
- Cullen, L., Meng, F., Lupton, R., & Cullen, J. M. (2024). Reducing uncertainties in greenhouse gas emissions from chemical production. Nature Chemical Engineering, 1(4), 311-322.
- European Commission (n.d.). Single-use plastics.
- IEA (2020). Energy Technology Perspectives 2020
- IEA (2023). Net Zero Roadmap: A Global Pathway to Keep the 1.5 °C Goal in Reach
- Meng, F., Wagner, A., Kremer, A. B., Kanazawa, D., Leung, J. J., Goult, P., … & Cullen, J. M. (2023). Planet-compatible pathways for transitioning the chemical industry. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(8), e2218294120.
- SBTi (2024). CHEMICALS SECTOR GUIDANCE Version 0.0 | CONSULTATION DRAFT
