油、煤、氣三大烯烴工藝路線全方位PK！誰(shuí)更勝一籌？

在石油煉化行業(yè)的三條產(chǎn)品線中，成品油和芳烴目前基本來(lái)自于原油，競(jìng)爭(zhēng)集中在煉廠之間。相比之下，烯烴的原料來(lái)源更為多元化，使得烯烴賽道的競(jìng)爭(zhēng)局面更為復(fù)雜多變。

 

目前，烯烴的主要制取方式包括油制（以石腦油裂解為主）、煤制（含外購(gòu)甲醇）和輕烴裂解三大類(lèi)。長(zhǎng)期以來(lái)，石腦油裂解工藝一直是制備烯烴的主流路線。然而，美國(guó)頁(yè)巖氣革命和中國(guó)現(xiàn)代煤化工的崛起帶動(dòng)了非油制產(chǎn)能的快速擴(kuò)張。在全球范圍內(nèi)，輕烴裂解由于具備工藝流程短、產(chǎn)品收率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、污染小等優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)能占比顯著提升。據(jù) IHS 統(tǒng)計(jì)，2019 年全球輕烴裂解份額已與油制路線基本相當(dāng)。國(guó)內(nèi)方面，由于輕烴資源不足，輕烴裂解處于起步階段，烯烴產(chǎn)能以油制為主，煤制為輔。

圖 聚烯烴制取流程示意圖（左）、國(guó)內(nèi)烯烴制取路線產(chǎn)能占比（2020 年）（右）

 

我國(guó)的資源稟賦決定了發(fā)展煤制烯烴工藝是保障能源安全和化工材料供給的重要措施。煤制烯烴工藝先通過(guò)煤氣化、合成氣凈化合成甲醇，再通過(guò)甲醇的進(jìn)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)烯烴分離，主要包括 CTO（兼顧乙烯丙烯）、CTP（主制丙烯）工藝，廣義上還包括外購(gòu)甲醇路線（MTO、MTP）。

 

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近十年全國(guó)已投產(chǎn)的煤制烯烴項(xiàng)目共有 34 個(gè)（含外購(gòu)甲醇制烯烴），總產(chǎn)能近 1600 萬(wàn)噸/年。其中，CTO 裝置主要位于靠近煤炭原產(chǎn)地的西北地區(qū)，外購(gòu)甲醇制烯烴則主要集中于華東沿海地區(qū)，但由于價(jià)值鏈較短，盈利能力顯著低于其他生產(chǎn)工藝，產(chǎn)能相對(duì)有限。

 

隨著“雙碳”政策的進(jìn)一步落實(shí)，煤制烯烴的發(fā)展將受到資金和政策兩方面的制約，擴(kuò)能步伐趨緩。1、資金方面，相比于大型煉化一體化項(xiàng)目，煤化工項(xiàng)目單位產(chǎn)能投資大，年產(chǎn)能 60 萬(wàn)噸以上項(xiàng)目的建設(shè)成本約 190 億元，是石油煉化單位產(chǎn)能投資的 5-10 倍。受高昂的固定成本所限，煤制烯烴項(xiàng)目規(guī)模普遍不大（產(chǎn)能一般在 60萬(wàn)噸/年以下），產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，存在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)。2、政策方面，各產(chǎn)業(yè)示范區(qū)的能耗指標(biāo)及碳減排把控力度持續(xù)加大，而煤制烯烴的煤耗指標(biāo)巨大，工藝過(guò)程的碳排放也不理想，因此新增項(xiàng)目審批極為困難，未審批或建設(shè)的項(xiàng)目落地投產(chǎn)存疑。據(jù)卓創(chuàng)資訊統(tǒng)計(jì)，“十四五”期間煤/甲醇工藝占烯烴新增產(chǎn)能比例僅為 10%左右。

圖 現(xiàn)代煤化工主產(chǎn)區(qū)所在省份相關(guān)限制政策（左），煤制烯烴項(xiàng)目的能耗及碳排放情況（右）

對(duì)于現(xiàn)存的煤制烯烴企業(yè)而言，成本優(yōu)勢(shì)是影響競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。根據(jù)中國(guó)神華近期的測(cè)算結(jié)果，當(dāng)國(guó)際油價(jià)超過(guò) 60 美元/桶時(shí)，煤制烯烴項(xiàng)目基本具有成本競(jìng)爭(zhēng)力；如按煤化工一體化方式布局，將煤價(jià)控制在 200 元/噸以下，則國(guó)際油價(jià)在 50 美元/桶時(shí)即具有競(jìng)爭(zhēng)力。

 

因此，在當(dāng)前煤炭保供穩(wěn)價(jià)而原油價(jià)格持續(xù)上行的背景下，具備煤炭資源的煤制烯烴龍頭的盈利空間顯著提升。但長(zhǎng)期來(lái)看，煤制工藝的擴(kuò)產(chǎn)空間已十分有限，現(xiàn)存企業(yè)未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)力除了依賴(lài)于煤 -油價(jià)格差形成的成本動(dòng)態(tài)博弈之外，還將取決于降碳技術(shù)的應(yīng)用情況（如搭配可再生能源電解水制氫實(shí)現(xiàn)煤氣化過(guò)程中的氫氣補(bǔ)充，降低碳排放）。

圖 不同油價(jià)下煤制烯烴項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)煤價(jià)

 

輕烴裂解工藝主要包括乙烷裂解制乙烯和丙烷脫氫制丙烯（即 PDH 項(xiàng)目）。與傳統(tǒng)的油制工藝相比，輕烴裂解的目標(biāo)產(chǎn)品收率更高，還能副產(chǎn)高純氫氣，已被視為降低石油依賴(lài)及行業(yè)能耗的重要途經(jīng)之一。

 

《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》也明確提出，“調(diào)整原料結(jié)構(gòu)，控制新增原料用煤，拓展富氫原料進(jìn)口來(lái)源，推動(dòng)石化化工原料輕質(zhì)化”。因此，國(guó)內(nèi)輕烴裂解項(xiàng)目的發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛，也涌入了許多不具備原油加工能力的新玩家。輕烴裂解工藝所用到的乙烷和丙烷一般來(lái)自于凝析液含量高的濕性油田伴生氣（天然氣的其中一個(gè)種類(lèi)，與甲烷含量高的干氣相對(duì)應(yīng)），但我國(guó)相關(guān)資源缺乏，輕烴供給能力不足，絕大多數(shù)項(xiàng)目的原料資源需依賴(lài)進(jìn)口。所以，原料的供給穩(wěn)定性是輕烴裂解的發(fā)展關(guān)鍵。

圖 輕烴裂解與石腦油裂解工藝的產(chǎn)品分布（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，%）

根據(jù)中石油經(jīng)研院的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前共有 16 個(gè)項(xiàng)目（含在建及規(guī)劃），合計(jì)產(chǎn)能接近 2000 萬(wàn)噸/年，已有 4 個(gè)項(xiàng)目投產(chǎn)，包括衛(wèi)星化學(xué)、新浦化學(xué)、中石油蘭州石化和中石油獨(dú)子山石化。其中，中石油的兩套項(xiàng)目立足于本土長(zhǎng)慶和塔里木油田豐富的天然氣資源實(shí)現(xiàn)了乙烷的自我供給，衛(wèi)星化學(xué)、新浦化學(xué)則需采用進(jìn)口資源。而其余規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)尚未有明確進(jìn)展，落地存疑，主要原因在于乙烷進(jìn)口資源的落實(shí)、超大型乙烷運(yùn)輸船（VLEC）的租賃及出港設(shè)施保障等問(wèn)題。與此同時(shí)，乙烷供應(yīng)來(lái)源單一也是隱患。現(xiàn)階段美國(guó)是世界上唯一大規(guī)模出口乙烷的國(guó)家，貢獻(xiàn)了中國(guó) 95%的進(jìn)口資源。盡管美國(guó)需要擴(kuò)大出口以消化乙烷產(chǎn)能的需求與中國(guó)加快發(fā)展原料輕質(zhì)化是相匹配的，但未來(lái)中美關(guān)系的不確定性可能會(huì)提高項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。
 

與乙烷裂解制乙烯相比，國(guó)內(nèi) PDH 裝置的規(guī)模更為龐大。由于丙烷進(jìn)口來(lái)源相對(duì)多元（中東各國(guó)合計(jì)占比超過(guò)50%）、盈利性較好、政策審批難度和投資強(qiáng)度均較傳統(tǒng)石化項(xiàng)目更低等因素，近幾年 PDH 的投資規(guī)模一直呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，已成為丙烯擴(kuò)產(chǎn)的主要工藝路線。根據(jù)評(píng)估機(jī)構(gòu) Argus 的統(tǒng)計(jì)，截止 2021 年底，國(guó)內(nèi)共投產(chǎn)了 19 個(gè) PDH項(xiàng)目，合計(jì)產(chǎn)能突破 1000 萬(wàn)噸/年，“十四五”末有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能翻番，將超過(guò)煤制工藝成為第二大丙烯來(lái)源。

 

不過(guò)，隨著國(guó)際能源價(jià)格的上漲和中國(guó)丙烯產(chǎn)能的大規(guī)模釋放，進(jìn)口丙烷的價(jià)格持續(xù)走高，PDH 項(xiàng)目的利潤(rùn)已受到明顯擠壓，對(duì)在建及規(guī)劃項(xiàng)目的投資意愿和投產(chǎn)進(jìn)度將產(chǎn)生一定的抑制。

 

目前來(lái)看，布局 PDH 項(xiàng)目的企業(yè)主要分為三類(lèi)：一是為滿(mǎn)足自身原料需求的丙烯產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)（如萬(wàn)華化學(xué)、衛(wèi)星化學(xué)）；二是以 PDH 項(xiàng)目切入石化產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的綜合型化工企業(yè)（如東華能源、金能科技）；三是為煉化裝置提供配套的新興民營(yíng)煉化及傳統(tǒng)煉廠。如果成本優(yōu)勢(shì)持續(xù)維持在低位水平，志在以PDH 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)高盈利和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的企業(yè)將面臨較大沖擊。這主要是因?yàn)檫@類(lèi)企業(yè)缺乏其他原料發(fā)展差異化能力，下游配套以均聚聚丙烯為主，品類(lèi)較為單一，在聚丙烯供給較為寬松的環(huán)境下抗風(fēng)險(xiǎn)能力偏弱。對(duì)這類(lèi)企業(yè)而言，開(kāi)發(fā)副產(chǎn)氫的利用價(jià)值，延伸氫能源產(chǎn)業(yè)將是其未來(lái)的主要轉(zhuǎn)型方向。

圖 國(guó)內(nèi) PDH 工藝毛利變動(dòng)情況（元/噸）

總體來(lái)說(shuō)，不同于煤制烯烴工藝，輕烴裂解嚴(yán)格意義上并非完全是油制路線的替代工藝，煉廠也可以配套相關(guān)項(xiàng)目與現(xiàn)有裝置形成互補(bǔ)。一方面，煉廠配套的靈活進(jìn)料裂解系統(tǒng)同樣具備加工乙烷的能力（大型乙烯裂解裝置可通過(guò)多臺(tái)裂解爐同時(shí)加工液體和氣體原料）；另一方面，PDH 裝置可為原有裝置補(bǔ)充丙烯和氫氣。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，如果布局輕烴裂解的新玩家缺乏足夠的下游市場(chǎng)支撐，則其抗風(fēng)險(xiǎn)能力將備受考驗(yàn)。與之相比，具有原油加工能力的煉廠往往規(guī)模更大、產(chǎn)業(yè)鏈更長(zhǎng)、產(chǎn)品線更為豐富，盈利穩(wěn)定性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力可能更具優(yōu)勢(shì)。

圖 烯烴三大類(lèi)制取工藝對(duì)比