石化，塑料與化石燃料：你了解這些產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)系嗎？

你知道嗎？超過99％的塑料都是由來自于化石燃料的化學(xué)品制成的?；剂吓c塑料工業(yè)之間有著緊密的聯(lián)系。了解這些產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)系及其在推動塑料生產(chǎn)和塑料投資中的作用，對于解決日益嚴(yán)重的全球塑料污染危機，以及確定企業(yè)參與者在該危機中發(fā)揮的作用來說至關(guān)重要。

本文內(nèi)容編譯自國際環(huán)境法中心（CIEL）的報告《石化，塑料與化石燃料》，將會介紹化石燃料在塑料生產(chǎn)中的作用，從化石燃料到制成塑料的過程 ，并揭示化石燃料和塑料工業(yè)及其產(chǎn)品之間的深層聯(lián)系。

概述

? 塑料生產(chǎn)所使用的化學(xué)品幾乎全部來自化石燃料。

? 由于化石燃料的生產(chǎn)流程高度本地化，塑料生產(chǎn)也集中于化石燃料生產(chǎn)高度發(fā)達(dá)的地區(qū)（特別是美國的墨西哥灣沿岸）。

? 天然氣凝析液（NGL）作為塑料生產(chǎn)的關(guān)鍵原料，難以長途運輸。因此，以天然氣凝析液或乙烷為原料的石化生產(chǎn)商通常喜歡聚集在天然氣產(chǎn)地的周圍。當(dāng)下美國的頁巖氣熱潮正推動著墨西哥灣地區(qū)塑料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模擴(kuò)張。

? 石腦油（Naphtha）是塑料生產(chǎn)中的另一個關(guān)鍵原料。作為煉油產(chǎn)品，其生產(chǎn)集中在具有煉油能力的大石油公司中。實際上，僅五家大公司（英國石油公司，雪佛龍，埃克森美孚，殼牌和中國石油天然氣集團(tuán)）就提供了全球一半以上的石腦油銷量。

? 因為需要將化石燃料開采和塑料生產(chǎn)放在一起，所以這兩個行業(yè)之間存在高度的縱向一體化；許多大型的石油和天然氣生產(chǎn)商擁有塑料公司；同樣，許多大型的塑料生產(chǎn)商也擁有石油和天然氣公司。陶氏杜邦、?？松梨?、殼牌、雪佛龍和英國石油公司都是兩者兼經(jīng)營的綜合性公司。

塑料的來源

盡管塑料是我們每日都能接觸到的東西，但許多人不知道塑料從哪來，甚至不知道“塑料”的準(zhǔn)確定義。廣義上來說，塑料是由有機聚合物形成的材料。有機聚合物是由多個較小分子（稱為單體）聚合而成的高分子長鏈。但是，這些幾乎總是起始于石油井口、石油鉆塔、煤礦的供應(yīng)鏈的單體，本身就是供應(yīng)鏈的產(chǎn)物。超過99％的塑料都是由來自于化石燃料的化學(xué)品制成的。盡管塑料種類繁多，但以下五種塑料占全部塑料產(chǎn)量的90％以上（按重量來算）：

? 聚乙烯（34.4％），

? 聚丙烯（24.2％）

? 聚氯乙烯（16.5％）

? 聚對苯二甲酸乙二醇酯（7.7％）

? 聚苯乙烯（7.3％）[1]

乙烯是生產(chǎn)聚乙烯（PE)、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）的重要原料。按重量來算，這些塑料約占全球塑料產(chǎn)量的65％。丙烯是聚丙烯的平臺化合物①。因此，絕大多數(shù)塑料的源頭都可以追溯到兩種工業(yè)化學(xué)品：乙烯和丙烯[2]。

【注】

①平臺化合物（ Platform Chemicals）：指那些來源豐富、價格低廉、用途眾多的一類基本有機化合物，如丙烯，苯等。從它們出發(fā)，可以合成一系列具有巨大市場和高附加價值的產(chǎn)品。

乙烯和丙烯在塑料包裝生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。塑料包裝是塑料產(chǎn)品中增長最快的一類，也是加劇塑料污染危機的最大因素之一。在美國，約有34％的塑料用于包裝[3]，而在歐洲，這個數(shù)字是40％[4]。此外，塑料包裝幾乎完全由上述五種熱塑性塑料組成，其中主要是聚乙烯（PE)，聚丙烯(PP)和聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）[5]。

超市中遍布塑料包裝的身影 圖 | Pixabay

原料選擇

美國豐富的天然氣供應(yīng)，使天然氣凝析液 (NGL) 成為乙烯生產(chǎn)的首選原料。在美國，富含乙烷的天然氣凝析液生產(chǎn)了近90%的乙烯[6]；此外，幾乎所有的乙烷和三分之一的丙烷用于生產(chǎn)乙烯[7]。大型天然氣生產(chǎn)商（其中屬?？松梨谧畲骩8]）為人所知，這些大型生產(chǎn)商的天然氣開發(fā)量約等于美國天然氣總開發(fā)量，因此可以根據(jù)天然氣的勘探和開發(fā)，大致計算出美國的乙烯產(chǎn)量[9]。

與美國類似，中東在乙烯生產(chǎn)中使用大比例的天然氣凝析液[10]。相反，在中國、歐洲、東南亞和日本生產(chǎn)的乙烯主要由石腦油制成[11]。石腦油是原油精煉的產(chǎn)物。目前，塑料生產(chǎn)占全球石油消費的4％至8％[12]。但是，如果石油消費和塑料生產(chǎn)的趨勢按預(yù)期那樣持續(xù)下去，那么“到2050年，整個塑料行業(yè)的石油消耗將占石油總消耗的20％?！盵13]

由于石腦油不是粗制產(chǎn)品而是精煉產(chǎn)品，石腦油市場高度集中。2014年，英國石油公司、雪佛龍、?？松梨?、殼牌和中石油這五個把控行業(yè)的公司的營業(yè)份額超過行業(yè)收入總份額的50％?！?[14]

烯烴是大量石化產(chǎn)品（包括塑料在內(nèi)）的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)。至今為止，乙烯和丙烯一直是最重要的烯烴[15]。使用天然氣凝析液和石腦油生產(chǎn)烯烴之間的重要區(qū)別在于可運輸性。天然氣凝析液很難進(jìn)行國際運輸，而石腦油（像原油市場的其他組成部分一樣）更易于運輸。近30%的石腦油產(chǎn)品在國際上交易[16]。

隨著天然氣的蓬勃發(fā)展，到2020年，美國有望超過中東成為最大的石腦油出口國（美國國內(nèi)對石腦油的需求降低，因而有更多石腦油可以出口）[17]。到2020年，全球石油原料產(chǎn)量的增長也將導(dǎo)致石腦油供應(yīng)過剩，可能比市場需求盈余約1400萬噸[18]。

美國不斷增長的石腦油和天然氣凝析液出口量擴(kuò)大（而不是取代）了全球其他地區(qū)的塑料生產(chǎn)。在21世紀(jì)以前，歐洲塑料生產(chǎn)在產(chǎn)量上一直領(lǐng)先于世界，此后，以中國為首的亞洲成為最大的塑料生產(chǎn)地區(qū)。在中國，塑料行業(yè)的投資腳步并沒有放緩；而在歐洲，化學(xué)公司INEOS目前正計劃擴(kuò)建兩個乙烯工廠，并計劃在歐洲大陸建設(shè)一個新的丙烯生產(chǎn)廠——這是近幾年來對歐洲化學(xué)品產(chǎn)能的首次重大投資[19]。這些工廠將使用從美國運來的天然氣凝析液，而不是煉油廠精煉出的石腦油[20]。

行業(yè)整合

因為塑料生產(chǎn)是化石燃料供應(yīng)鏈的一部分，所以許多化石燃料公司直接或通過子公司生產(chǎn)塑料樹脂和產(chǎn)品。例如，全球最大的私有化石燃料公司，?？松梨诠揪蛽碛幸粋€化學(xué)公司——埃克森化學(xué)公司。正如最近的一份新聞稿所述，“?？松梨诔^90％的化學(xué)產(chǎn)能整合自大型煉油廠或天然氣加工廠?！?[21]殼牌、雪佛龍、菲利普斯、道達(dá)爾和中石化（中國最大的國有石油公司之一）都擁有、運營或投資于塑料基礎(chǔ)設(shè)施。

石化行業(yè)巨頭 圖 | CIEL

反之，一些大型的塑料公司也經(jīng)營化石燃料業(yè)務(wù)。世界上最大的化學(xué)公司陶氏杜邦（DowDuPont）擁有一項碳?xì)浠衔飿I(yè)務(wù)。根據(jù)其年度報告，該業(yè)務(wù)使其成為“全球最大的乙烯生產(chǎn)商之一。而乙烯作為內(nèi)部原料，供給了生產(chǎn)商Performance Plastics（位于俄亥俄州）的內(nèi)部消費”[22]。這使得陶氏杜邦成為了在開拓天然氣新領(lǐng)域方面的，意料之外卻規(guī)模相當(dāng)大的參與者（例如在阿根廷的Vaca Muerta地區(qū)）[23]。第二大塑料生產(chǎn)商LyondellBassell也在美國墨西哥灣地區(qū)經(jīng)營一家煉油廠。

對于企業(yè)來說，這種整合不僅方便，帶來了可觀的收入增長，還可以對沖化石燃料價格波動的風(fēng)險。當(dāng)油價下跌時，企業(yè)的上游業(yè)務(wù)利潤下降，化工部門的利潤率卻反之升高，企業(yè)借此挽回部分利潤[24]。在2015年，?？松梨诘幕げ块T為企業(yè)提供了10%的收入，卻創(chuàng)造了25%以上的利潤[25]。

乙烯和丙烯

影響乙烯生產(chǎn)的市場動態(tài)同樣也會影響丙烯生產(chǎn)。丙烯作為化工產(chǎn)品，主要在乙烯生產(chǎn)流程中作為副產(chǎn)品被生產(chǎn)出來。將乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯的裂化裝置也將丙烷轉(zhuǎn)化為丙烯。但是，兩個趨勢正在改變?nèi)虮┥a(chǎn)格局：第一，因原料變化，美國的丙烯產(chǎn)量減小。第二，中國利用大量的化石燃料儲備生產(chǎn)丙烯。

不同的裂解流程會產(chǎn)生不同量的丙烯。由于天然氣的蓬勃發(fā)展，美國許多乙烯生產(chǎn)商的丙烯生產(chǎn)方法從裂解石腦油轉(zhuǎn)向裂解天然氣凝析液，新流程中產(chǎn)生的丙烯減少[26]。此外，純乙烷流（pure ethane streams）(與包含乙烷、丙烷、丁烷、異丁烯和戊烷的混合天然氣凝析液不同)的裂化裝置只產(chǎn)生少量的或根本不產(chǎn)生丙烯[27]。在這種轉(zhuǎn)變慢慢興起之后，生產(chǎn)商開始建造和運行“定向”生產(chǎn)丙烯的設(shè)施，有意地使用丙烷作為原料生產(chǎn)丙烯，丙烯不再僅作為副產(chǎn)品產(chǎn)出[28]。盡管這一變化可能會分離乙烯和丙烯生產(chǎn)之間的明確聯(lián)系，但它可以使美國的丙烯生產(chǎn)更分散以及可追溯。

丙烯不再僅作為副產(chǎn)物產(chǎn)出 圖 | Pixabay

中國決定大量投資新的丙烯生產(chǎn)設(shè)施，這是影響全球丙烯生產(chǎn)發(fā)展的更加重要的因素。中國已經(jīng)是世界領(lǐng)先的丙烯生產(chǎn)國。根據(jù)預(yù)計，中國的丙烯生產(chǎn)增速將超過世界上任何其他國家，到2025年其產(chǎn)量可能會增長到全球市場份額的一半以上[29]。屆時，世界上絕大部分的丙烯生產(chǎn)，以及中國的乙烯生產(chǎn)將由國有企業(yè)控制[30]。

結(jié)論

雖然不是所有的化石燃料都用于制造塑料，但幾乎所有塑料都是由化石燃料制成的。此外，化石燃料行業(yè)以及塑料行業(yè)中最大的企業(yè)——陶氏杜邦，?？松梨冢瑲づ?，雪佛龍，英國石油公司和中石化——都是同時生產(chǎn)化石燃料和塑料的綜合性公司。了解這些產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)系及其在推動塑料生產(chǎn)和塑料投資中的作用，對于解決日益嚴(yán)重的全球塑料污染危機，以及確定企業(yè)參與者在該危機中發(fā)揮的作用來說至關(guān)重要。

尾注

[1] See PlasticsEurope, The Plastic Industry 3 https:// committee.iso.org/files/live/sites/tc61/files/ The%20Plastic%20Industry%20Berlin%20 Aug%202016%20-%20Copy.pdf (last visited July 11, 2017).

[2] See PlasticsEurope, Poly-ethyleneterephthalate (PET): Bottle Grade (2008), available at http://www.plasticseurope.org/Documents/ Document/20100312112214-FINAL_EPD_ PET_BottleGrade_270409-20081215-016EN-v1.pdf; Petroleum Technology History Part 2 – Refining Byproducts, http://www. greatachievements.org/?id=3679 (last visited July 12, 2017).

[3] See American Chemistry Council, 2012 Distribution of Plastic Resin Sales and Captive Use (2013), available at https:// plastics.americanchemistry.com/resin-reportsubscriptions/Major-Markets-2012-Report.pdf.

[4] See PlasticsEurope, Plastics – The Facts 2016 (2016), available at http:// www.plasticseurope.org/documents/ document/20161014113313-plastics_the_ facts_2016_final_version.pdf

[5] See id.; American Chemistry Council, supra note 3.

[6] See How Much Oil Is Used to Make Plastic?, Energy information Administration (last updated May 17, 2017), https://www.eia.gov/ tools/faqs/faq.php?id=34&t=6; Mitsubishi Chemical Techno-Research, Global Supply and Demand of Petrochemical Products relied on LPG as Feedstock (Mar. 7, 2017), available at http://www.lpgc.or.jp/corporate/information/ program5_Japan2.pdf [hereinafter Mitsubishi Presentation]; Jan H. Schut, How Shale Gas Is Changing Propylene, Plastics Engineering (Feb. 20, 2013), https://plasticsengineeringblog. com/2013/02/20/how-shale-gas-is-changingpropylene/.

[5] See id.; American Chemistry Council, supra note 3.

[6] See How Much Oil Is Used to Make Plastic?, Energy information Administration (last updated May 17, 2017), https://www.eia.gov/ tools/faqs/faq.php?id=34&t=6; Mitsubishi Chemical Techno-Research, Global Supply and Demand of Petrochemical Products relied on LPG as Feedstock (Mar. 7, 2017), available at http://www.lpgc.or.jp/corporate/information/ program5_Japan2.pdf [hereinafter Mitsubishi Presentation]; Jan H. Schut, How Shale Gas Is Changing Propylene, Plastics Engineering (Feb. 20, 2013), https://plasticsengineeringblog. com/2013/02/20/how-shale-gas-is-changingpropylene/.

[7] See Charles K. Ebinger & Govinda Avasarala, Natural Gas Liquids 7 (2013), available at https://www.brookings.edu/ wpcontent/uploads/2016/06/Natural-Gas-Liquids. pdf

[8] See Top 40 producers, Natural Gas Supply Association, http://www.ngsa.org/download/ analysis_studies/Top%2040%202015%20 2nd%20quarter.pdf.

[9] It is important to stress, however, that this apportionment is not exact: the ratio of NGL per cubic meter of natural gas in the United States varies between approximately 10% in “dry natural gas” to 30% in “wet natural gas.” See Kinder Morgan, The Role of Natural Gas Liquids (NGLs) in the American Petrochemical Boom 2 (2017), available at https://www.kindermorgan.com/content/docs/ White_Natural_Gas_Liquids.pdf.

[10] See Mitsubishi presentation, supra note 6, at 9.

[11] Id.

[12] See The New Plastics Economy: Rethinking the Future of Plastics, World Economic Forum 7 (2016), available at http://www3. weforum.org/docs/WEF_The_New_Plastics_ Economy.pdf.

[13] Id.

[14] See Naphtha Market Analysis By Application (Chemical, Energy & Fuel) And Segment Forecasts To 2022, Grand View Research (Mar. 2015), available at http:// www.grandviewresearch.com/industry-analysis/ naphtha-market [hereinafter Naphtha Market Analysis].

[15] See Products & Technology: Olefins, American Chemistry Council, https://www. americanchemistry.com/ProductsTechnology/ Olefins/ (last visited Sept. 11, 2017).

[16] See News Release, HIS Markit, By 2020, U.S. to Emerge as Largest Exporter of Light naphtha, Essential for Production of Gasoline and Chemicals, HIS Says (Apr. 21, 2015), available at http://news.ihsmarkit.com/press-release/ chemicals/2020-us-emerge-largest-exporterlight-naphtha-essential-production-gasoline-.

[17] See id.

[18] See id.

[19]See Press Release, INEOS, INEOS Plans Massive European Expansion Programme (Jun. 12, 2017), https://www.ineos.com/news/ ineosgroup/ineos-plans-massive-european-expansionprogramme/.

[20] See id.

[21] See News Release, ExxonMobil, ExxonMobil to Acquire One of World’s Largest Aromatics Plants (May 10, 2017), available at http://news. exxonmobil.com/press-release/exxonmobilacquire-one-worlds-largest-aromatics-plants.

[22] See Dow Chemical Company, Annual Report on Form 10-K, at 13, filed on EDGAR on Feb. 9, 2017, available at https://www.sec.gov/Archives/edgar/ data/29915/000002991516000066/ dow201510k.htm.

[23] See Reuters Staff, Argentina Sees Vaca Muerta Investment Reaching up to $8 Billion This Year, Reuters (Apr. 26, 2017, 3:55 PM),

http:// www.reuters.com/article/ us-argentina-energyvaca-muerta/argentina-sees-vaca-muertainvestment-reaching-up-to-8-billion-this-yearidUSKBN17S2Q5.

[24] See Adam Levine-Weinberg, Big Problems Ahead for Big Oil in 2016, The Motley Fool (Dec. 20, 2015, 2:30 PM), https://www.fool.com/ investing/general/2015/12/20/big-problemsahead-for-big-oil-in-2016.aspx.

[25] See Jtender Miglani, How ExxonMobil Makes Money? Understanding ExxonMobil Business Model, Revenuesandprofits.com (Mar. 31, 2016), http://revenuesandprofits.com/ howexxonmobil-makes-money/.

[26] See Jeffrey S. Plotkin, The Propylene Gap: How Can It Be Filled?, American Chemical Society (Sept. 14, 2015), https://www.acs.org/content/ acs/en/pressroom/cutting-edge-chemistry/thepropylene-gap-how-can-it-be-filled.html.

[27] See id.

[28] See Schut, supra note 6.

[29] See Mitsubishi Presentation, supra note 6, at 11.

[30] See China Focus: China’s Ethylene Production Embracing New Era of Expansion, Xinhua Finance Agency (Jan. 4, 2017, 9:55 AM), http://en.xfafinance.com/html/Industries/ Materials/2015/34311.shtml.

本文編譯自 “Fueling Plastics”系列中的第一篇報告《石化，塑料與化石燃料》。該系列由國際環(huán)境法中心（CIEL）發(fā)布，揭示了化石燃料和塑料工業(yè)之間的聯(lián)系，并倡導(dǎo)研究塑料全生命周期，從源頭和根本上解決塑料危機。

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編譯：鹿卡、舒妍玉

審稿：周君

校對：舒妍玉、Sherry