如果一百年,你隻需要了解一個趨勢,這個趨勢就是:頁岩氣。它,比金磚四國崛起,影響更深遠;它,正在改變人類穿衣服、駕駛汽車、開飛機的歷史。為了探索這項改變,《商業周刊》團隊飛越一萬多公裏,在美國德克薩斯州(Texas,簡稱德州)展開長達四千公裏的搜尋。
一顆距今超過1.4億年、距離台灣一萬多公裏遠的石頭,正在改變世界。它讓美國工業告別一百六十年的石油歷史,是日本廢除核電的解方;它能造飛機、手機,還能變身成可樂瓶子與衣服,經濟成長與生活少不了它。
它終結石油獨大的時代讓美股創新高、台商每天賺一億
中東石油影響力,因它快速消退,宣告美國、中國新兩大能源強權時代來臨;更不為人知的是,台灣人光是靠它,現在一天賺超過新台幣一億元,是台商的超級印鈔機;台灣人要廢除核電,它是我們不能少的解方;甚至連落入敗部的國光石化,都因為它而出現了復活的曙光。
這裡,更吸引蘋果、摩托羅拉、三星等大廠蜂擁而至,美國企業獲利能力大增,成了美國股市頻創歷史新高的秘密。近一年,標準普爾五百指數大漲二四%,其中原油天然氣精煉類股更飆升1.2倍,可見這顆石頭的威力。
四年後,美國不僅將奪回世界工業強權,亞洲市場基礎工業原料價格,也是美國說了算;七年後,石油第一大國變美國,中東、俄羅斯石油退場。這個改變,迫使日本、韓國與中國此刻都要跨海去搶天然氣,卡位戰打到二○一七年;不管台灣參不參與,你的主要競爭對手正在搶,未來競爭力與財富都已被這顆石頭緊緊繫在一起。
在聖安東尼奧,看到本尊花五十萬美元,鑽出鸚鵡螺化石
四月二十四日,我們在德州聖安東尼奧市(San Antonio),獨立鑽探公司Black Brush共同執行長暨營運長梅齊(Phil Mezey)拿出了一塊石頭,是從地底二千四百多公尺取出來的石頭。就是它改變了世界,直徑約十五公分、高度三十公分的石頭,竟然要花費五十萬美元才能取出來。這是最標準的頁岩,因為深藏地底,受到高壓影響,它的硬度跟花崗石一樣,仔細看,石頭上竟然有貝殼化石。
原來,這是奧陶紀到白堊紀時期留下來的,當時鸚鵡螺這類貝殼類生物大量繁殖,死亡之後成了地底的化石,現在它竟然成為你我生活都不可或缺的一部分。石頭跟生活有什麼關係?四月二十六日,我們到了德州墨西哥灣畔的舒適角(Point Comfort)找答案。經營之神台塑創辦人王永慶在這個地方,利用德州的石油,建構了石化上、中遊的垂直體係,這是王永慶成為塑膠大王的秘密基地。
台塑美國「近水樓台」做衣服的纖維、賣洗澡用的瓦斯
起步是靠石油,然而我們在台塑美國德州廠,卻看到不同的景象。地下埋了一條又一條的管路,延伸到距離工廠約三十公裏一處叫鷹灘(Eagle Ford)的地質板塊,這裡已探知藏有頁岩的麵積比三萬六千平方公裏的台灣還要大,這裡的頁岩被開採成為頁岩氣,輸送到台塑美國廠。
地麵上,則蓋了全新頁岩氣分流工廠,將頁岩氣細分成為甲、乙、丙、丁烷;接著乙烷又進入裂解廠變成乙烯,丙烷脫氫則成了丙烯,丁烷送到碼頭準備出口。
用簡單的白話說,甲烷就是你我家中的天然瓦斯,可以發電也可以洗熱水澡、煮飯;乙烯是衣服、寢具、玩具的原料;丙烯則成為汽車、手機、電腦的外殼,還能再加工成為飛機、自行車的碳纖維;丁烷就是桶裝瓦斯。化石不僅變成氣,還在德州變成生活常見必需品,甚至現在美國生產鋼鐵,都用頁岩氣做為原料,食衣住行樣樣少不了它。
去年一整年,台塑美國賺了十億美元(約合新台幣三百億元),是台塑集團最賺錢的子公司,就是因為它用頁岩氣為原料,替代了高價的石油。一樣賺錢的還有過去從沒接受過訪問的前海基會董事長辜振甫女婿、華美化學(Westlake)董事長趙元修。跟台塑一樣,華美也是用頁岩氣做為原料。為什麼用石油跟用石頭差這麼多?台商亞洲化學董事長兼執行長楊朝諄說,用頁岩氣生產乙烯,成本隻有亞洲的一半,再生產成為工業原料或半成品賣到亞洲,幾乎是一噸賺一噸。
天然氣比礦泉水便宜價格僅亞洲1/4,賣不掉隻好燒掉
頁岩氣有多便宜?我們到了鷹灘上的小鎮卡尼迪(Kenedy),草原的夜空竟然出現了一盞盞火炬,原來這裡的天然氣比礦泉水還便宜,因為美國目前隻批準向簽署自由貿易協定(FTA)國家及日本出口天然氣,所以有兩萬口頁岩氣井的鷹灘,產出來的天然氣不僅價格隻有亞洲的四分之一,而且還多到賣不掉,多餘的隻好就地燒掉。鷹灘還隻是全美的一部分,十年前,美國天然氣不僅貴,還嚴重不足,在沿海蓋滿接收站,要從中東進口;現在整個大逆轉了,本來擁有進口執照的人,全部去關說華府,希望能改為出口執照。
在阿靈頓,遇見「田僑仔」準備養牛的地,探勘公司高價承租
天然氣多到白白燒掉,誇張到衛星照到美國竟是一片發亮,特別是德州與北達可達州。問題是,這樣便宜的天然氣是怎麼來的?我們前往德州的阿靈頓(Arlington)一探究竟。在德州阿靈頓,我們見到了來自台灣的電力學專家——德州大學阿靈頓分校電機係教授及能源係統研究中心主任李偉仁,他買了一塊十五英畝的農場,退休後要養美國牛。他做夢都沒想到,農場地下竟然有頁岩氣,探勘公司上門租了他的土地,讓他賺回買土地的錢,而且每個月可以收到兩張支票,第一是按比例分配開採頁岩氣銷售的利潤,第二是頁岩氣管路通過他的土地,必須付給他租金。
這樣的傳奇在美國處處都有,趙元修說,在墨西哥和德州邊境,還有養牛的農夫碰到銀行家主動上門,給他一張十億美元支票,他一夜致富。開採頁岩氣,成了德州全民運動,甚至蔓延到全美,「美國三分之一的土地下都有頁岩資源。」
有這樣好的事嗎?美國竟搖身變成一個超級天然氣與油田。石頭怎麼能變出天然氣來?
鑽頭轉彎,地底像八爪魚裂開洗出油和氣,不用再向中東進口
趙元修說:「探油行業在美國有百年以上的歷史,有部老電影叫《巨人》(Giant),我小時候看的,以前是打油井成功時,石油像噴水一樣,但現在是不可能的。」原來是石油快沒了,「現在是從一粒粒的黑點,把油吸出來,是一種採礦技術。洗出沾黏在石頭上的一點點石油,接著打破石頭,逼出天然氣,」趙元修說,這麼大的改變,取決於兩大技術:水平式鑽井(horizontal drilling)與水力壓裂(fracking)。水平式鑽井讓鑽頭可以轉彎,因此,鑽一個井,下麵像個八爪魚,可蒐集四麵八方的石油或天然氣;水力壓裂則是用水壓加特殊的化學液體爆破石頭。正確來說,這個技術叫非傳統性能源,是一種採礦技術,不管是頁岩,或含石油的油頁岩、砂,甚至其他化石,都可用這兩個技術提煉出天然氣與石油,因此美國現在同時增加了石油與天然氣產能。
萊斯大學能源研究中心教授梅德洛克(Kenneth B. Medlock Ⅲ)說,其實美國很早就知道頁岩資源的存在,而且這兩個技術從一九六○年代就有研究,過去每次發生石油危機,美國總是會有人討論要發展這兩種技術開發頁岩氣與頁岩油的資源。但為什麼當初美國不開採?因為半世紀來,人們總是很幸運的在危機後發現巨大的油田,例如二次世界大戰之後,中東沙烏地阿拉伯發現石油,取代美國成為世界最大的產油國。二○○八年金融海嘯後,美國總統歐巴馬(Barack Obama)全力發展頁岩氣這個非傳統性能源,開啟了點石成金的傳奇,也同時想拆下了中東這顆「炸彈」。
在休士頓,發現便宜公式鑽井三十天能用三十年,兩年就回本
超級油田從深海、中東,變回到美國人的腳底下,水平式鑽井與水力壓裂技術更突飛猛進。在休士頓(Houston),我們拜訪了紐約證券交易所上市公司桑切斯能源(Sanchez Energy)執行長桑切斯(Tony Sanchez Ⅲ),他說,原本鑽井要九十天,現在隻要三十天,每口井的成本介於一千萬至一千五百萬美元,大約兩年就可回本,平均每一口井生產期高達三十年。
令人好奇的是,要租土地、鑽井,還要打破石頭才能產氣,成本似乎非常高,那麼要怎樣的價格才能賺錢?他說,隻要油價在每桶四十至六十美元,每百萬英熱(MMBtu)的天然氣價格在四.五美元,開採頁岩氣和頁岩油就能賺錢。
所以世界原油的價格變了,趙元修說,過去是美國自產的西德州輕原油(WTI)比北海布蘭特(Brent)貴;現在倒過來,兩者之間一度還差了二十美元。
特別便宜的是天然氣,楊朝諄說,假設要得到一樣的產出,目前美國天然氣的價格相當於油價每桶三十到四十美元。因此美國工業告別石油,大量用天然氣做為原料,也告別了中東。
巴菲特發運輸財火車拉百個原油槽車往沿海跑
在德州的草原上,我們看到股神巴菲特(Warren Buffett)如何掌握趨勢,賺這一波石頭財。本來美國要的石油,得從中東裝上油輪,運往美國沿岸的煉油廠。能源運輸公司NuStar執行長安納斯塔西奧(Curt Anastasio)說,現在完全相反,德州和美國北部不斷生產出原油,完全改變了美國的石油地圖,他們以火車運輸石油,從德州、從內陸到沿海煉油廠,每天達一百萬桶的運量。
他說,從沒見過這麼大的火車運量需求,全是為了將頁岩開採出的石油運出產地,到美國沿岸。因此巴菲特的伯靈頓北方聖達菲公司(BNSF)發了運輸財,到處可見到BNSF拉著上百個原油槽車往沿海跑。
接著巴菲特宣布,BNSF全麵使用天然氣取代柴油,成本足足可以省八成。除了火車,公用交通係統、公車也在改變,德州石油大亨皮肯斯(T. Boone Pickens),正在默默推動的美國新替代交通燃料方案,沿著高速公路蓋天然氣加氣站,讓美國運輸業改用天然氣。
我們到了聖安東尼奧的天然氣公車VIA城市運轉公司,見證了這個趨勢。公車改用天然氣;還有發電廠,電力公司CPS告訴我們,天然氣發電是未來成長最快的能源,核能停止擴張;太陽能、風力等再生能源放緩腳步。世界的經濟版圖、甚至主導世界能源的霸權,也因此改變了。國際能源署(IEA)預估,美國到二○二○年將超越沙烏地阿拉伯和俄羅斯,成為全球最大石油生產國。
在奧斯汀,目睹製造業回流過去沒人投資,現在是問誰還沒來
在美國,我們看到的不是能源霸權,影響最大的是美國製造業復興與經濟,世界製造業重心正從中國往美國移。「這是一九七九年石油危機以來,最大的投資熱潮。」趙元修說。過去從沒有人說要到德州投資,現在反而是問,誰還沒來。Energy Capital執行長平克頓(John W. Pinkerton)說,此刻有十三家頁岩氣的分流廠正在德州擴廠,每家約投資三億美元。此外,還有八家類似六輕的投資案也宣布擴廠。簡單的解釋,美國最快將在四年內成為全世界基礎工業原料的最大生產國,也是增長最快的地方,預計到二○一七年,增加八百萬噸,相當於目前中國一半的產能。成本隻有中國一半,美國製造復興有了堅強的基礎。對於台灣來說,美國快成為亞洲工業原料市場的決定者,「一旦亞洲產能過剩,可能麵臨一場美國屠殺亞洲業者的殘酷戰爭,連中國也逃不了,」楊朝諄相當擔憂這樣的事情發生。因此一個現象出現了——美國石化廠各個成了超級印鈔機,亞洲石化業卻在損益之間掙紮。
州政府招商講中文祭出免稅牌,歡迎國光石化移民
在德州還出現了一種景象,美國官員比中國官員會招商,二十年前招商的中國官員都會學一點台語,拉近跟台商的關係;德州博爾郡經濟發展局局長馬奎斯(David Marquez)則是用中文名片,還要我們要用中文稱呼他「馬局長」。
這個馬局長已經招了日商、韓商、台商東元、中國企業到德州投資,德州州政府經濟發展及旅遊部總監戴默森(Aaron Demerson)更直接用中文告訴我們:「歡迎國光石化到德州投資。」戴默森說,靠著德州產石油、天然氣的財政優勢,可以不收州稅,等於比別的州少一○%左右的成本,而且德州有機會就會減稅,他說,最近德州議會正在討論一項十億美元的減稅方案。免稅、減稅跟當年中國一樣,再加上原料與能源又便宜,五月二十二日,蘋果執行長庫克(Tim Cook)首度透露,Mac電腦也將移回德州生產組裝。接著摩托羅拉宣布也要在德州設廠,生產首部在美國裝嵌的智慧型手機。韓國三星靠剛剛才投產的德州奧斯汀(Austin)廠,一舉在二十八奈米製程產能超越台積電,而且還準備再加碼投資,繼續挑戰台積電的晶圓代工霸主地位。一個遠在一萬公裏外的石頭革命,竟赤裸裸上演著一場三星與台積電的跨國大廝殺。現在連中國的紡織廠都來了,「馬局長」說,中國海陽市一家紡織廠也前來投資,名字是Shantex,來德州做成衣外套。
代價是汙染和地震若公開化學配方,技術會被學走
龐大經濟效益背後是環保爭議,耗水、汙染,是這顆石頭能不能蓬勃發展的障礙。梅德洛克說,當注入岩層、使用過的水被抽取回來之後,卻沒有足夠的設施來淨化,或者排掉這些水,水汙染疑慮從沒停止過。
其次是地震問題。地震並不是來自於水力壓裂,而是當水力壓裂使用過的水取出之後,注入到另一個廢水井,不幸的是,有些廢水井裡頭有斷層,當水注進去時,造成兩塊斷層滑動,結果產生地震。
雖然不是每個井都有斷層問題或造成地震,但李偉仁說,以往沒有地震的德州、奧克拉荷馬州,現在也有了。這是石頭革命所必須付出的代價。另外一個聲音出來了,要求探勘公司公布化學配方,以解除環境汙染的疑慮。問題是,化學配方一公開,中國、俄羅斯等國家就可以取得美國研究多年的秘方,俄羅斯、歐盟、阿根廷也都有頁岩氣,而中國才是蘊藏最多的國家,屆時最便宜的頁岩氣不再隻屬於美國,超級油田與能源大國可能變中國,也讓製造霸權之爭變成未知數。
一場石頭帶來的世界大改變才剛上演,世界的財富、經濟版圖,甚至霸權都會因此而改變。不僅生活中的必需品或未來的電力來源都被牽動,財富也因此改變,頁岩氣已經帶來了全球化的成本與製造大革命,沒有人能避得開。
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煤炭2010年45.86% 2020年(預估)34.39% 核能2010年31.78% 2020年(預估)23.46% 天然氣2010年6.93% 2020年(預估)19.57%再生能源2010年8.40% 2020年(預估)14.45%
資料來源:美國最大市立電力公司CPS整理:鄧麗萍
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Q1.台灣有沒有頁岩氣?能從美國進口嗎?
A1. 幾乎沒有。台灣頁岩氣儲藏量非常有限,從成本考量都不具備開採價值;台灣與美國未簽自由貿易協定(FTA),因此無法從美國進口頁岩氣。
Q2.能取代石油嗎?
A2. 頁岩氣便宜,會取代一部分傳統石油的需求,尤其是石化、鋼鐵等產業原料。但在交通工具應用上仍未普及,僅公車、火車等公共交通開始應用天然氣。
Q3.美國開採,對中東有影響嗎?
A3. 頁岩氣使美國得以減少石油消費量,降低對進口能源和中東的依賴,還導致石油輸出國組織(OPEC)爭論是否要減產以支撐油價。
Q4.台灣的天然氣價格會下跌嗎?
A4. 不會。美國本土開發的頁岩氣,用管路送達用戶,價格很便宜。但出口必須壓縮成液化天然氣,以輪船運送,造成亞洲天然氣均價比美國貴3、4倍。
Q5.可否取代核能發電?
A5.目前仍無法取代核電,但天然氣發電量的占比將提高。
Q6.頁岩氣、頁岩油和油頁岩有何不同?
A6.油頁岩(oil shale)是4,000萬∼5億年前的老沉積岩;頁岩氣(shale gas)和頁岩油(shale oil)就是頁岩層中開採出的天然氣和油。
(整理●鄧麗萍)
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1.圈地鑿井在地麵架設約30公尺高的支架,用約30公分寬的鑽頭往下鑿洞
2.垂直探鑽往下探鑽1,800∼4,500公尺,直到頁岩層
3.橫向轉彎碰到頁岩層後,鑽頭轉成水平方向,繼續鑿1,000至∼3,000公尺,約進行3∼4週,直到發現頁岩氣儲量豐富的位置
4.橫向轉彎碰到頁岩層後,鑽頭轉成水平方向,繼續鑿1,000至∼3,000公尺,約進行3∼4週,直到發現頁岩氣儲量豐富的位置
5.洗出油、氣沙粒撐住縫隙,高壓水洗出頁岩氣和頁岩油,帶回井口
6.運送出去頁岩氣透過地下管線直接傳到化工廠;頁岩油則用卡車和火車載去煉油廠
7.撤掉支架鑽井和水力壓裂完成後,僅留下密封的井口和管路,由電腦遠端操作,持續開採,單一口井可開採30∼50年
8.變成原料頁岩氣被送到石化廠,分解出化學元素,成為塑膠、聚脂纖維等原料,可用來做衣服、飲料瓶等