原料多元化发展趋势下 不同路线烯烃投资机会分析
■ 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 于春梅
2014年下半年以来国际原油价格的大幅下挫，给全球烯烃产业尤其是中国烯烃产业发展带来了较大的变局，烯烃原料呈现出多元化、轻质化的发展趋势。本文试图通过对不同工艺路线来分析烯烃投资机会。烯烃项目投资成功的要素包括：建设时机、稳定的低成本原料、先进成熟的技术、靠近目标市场、项目实施的进度等等。除此之外，在产品方案确定上还应根据企业自身情况及当地的消费市场，围绕产品链做好上下游延伸，向高端化、差异化发展。
烯烃原料趋于多元化
在国家产业政策的引导及国际油价居高不下的背景下，丙烷脱氢、煤/甲醇制烯烃技术趁势崛起，增产丙烯的新技术与原有石油路线的蒸汽裂解、催化裂化和烯烃转化、丙烷脱氢等工艺共同构成了烯烃来源多元化的新格局。“煤炭-甲醇-烯烃”、“进口甲醇-烯烃”、“进口丙烷-丙烯”路线发展备受企业关注。
1.乙烯
2015年我国乙烯产能达到2124万吨，产量1714.5万吨，乙烯单体进口量151万吨，表观消费量达到1865 万吨，当量消费量（乙烯表观消费量+下游衍生物净进口折乙烯当量）约3720万吨，国内当量自给率约47.4%。
“十二五”期间新增乙烯产能主要来自西部煤制烯烃项目和东部沿海甲醇制烯烃（MTO）项目。截至2015年底，国内共有乙烯生产企业33家，装置44套（其中蒸汽裂解制乙烯装置31套，重质油催化热裂解生产轻烯烃 (CPP)装置2套，MTO装置11套），合计乙烯产能达到2124万吨。其中蒸汽裂解制乙烯能力1812万吨，占85.3%；煤制烯烃（CTO）装置乙烯能力153万吨，占7.2%；MTO乙烯能力114万吨，占5.4%；CPP装置乙烯能力45万吨，占2.1%。我国乙烯原料路线情况见表1。
2.丙烯
2015年，我国丙烯产能为2820万吨，产量估计在2290万吨，进口量为277 万吨，表观消费量为2567万吨，当量消费量达到3020万吨，当量自给率85%。
丙烯来源除传统的石脑油蒸汽裂解、炼厂副产外，还来自MTO、甲醇制丙烯（MTP）、丙烷脱氢制丙烯（PDH）及烯烃转化等。近年我国PDH项目迅猛发展，成为丙烯新增来源的主力军。截至2015年底，国内蒸汽裂解制丙烯生产能力900万吨，占31.9%；炼厂副产丙烯能力1050万吨，占37.2%；MTP能力263万吨，占9.3%；CTO丙烯能力251万吨，占8.9%；PDH能力在356万吨，占12.6%。我国丙烯原料路线多元化现状见表2。
2016年国内丙烯产能将大幅增加，2016年河北海伟、福建中软、福基石化三套PDH装置投产，合计产能182万吨。煤基烯烃、甲醇制烯烃的装置如果能按计划投产，丙烯新增产能300 万吨。2016年国内丙烯产能进一步增加到3000万吨以上。随着国内经济增速放缓及其行业结构调整、增速的减缓等影响，预计煤制烯烃项目可能会推迟。
竞争力比拼看原油价格
1.生产成本分析
从世界范围看，由于中东、北美以廉价乙烷为原料的乙烯装置具有绝对成本优势，大约是国内石脑油制烯烃成本的1/3。我们拟从国内烯烃4种主流生产工艺——石脑油蒸汽裂解、煤制烯烃、甲醇制烯烃及丙烷脱氢进行成本对比，由于前三种工艺均在生产乙烯的同时联产丙烯，其成本则以每吨烯烃综合成本测算。
本文以石脑油蒸汽裂解装置规模800千吨，煤/甲醇制烯烃装置规模600千吨为对象，选取高油价100元/桶，低油价50美元/桶进行测算。不同原料价格水平下，石脑油蒸汽裂解装置、煤/甲醇制烯烃及丙烷脱氢装置烯烃生产成本（以生产成本计，为含税价），具体影响因素包括：原材料、化学品、辅助材料、副产品扣除、燃料及公用工程、人工福利、折旧费、维修费、其他制造费用等。对比如图1所示。由于影响成本的因素较多，成本高低只是相对的比较，绝对数值意义不大。因此，在高油价时期，CTO具有明显的成本优势，MTO与PDH成本接近，而石脑油制烯烃成本最高。在低油价时期，石脑油制烯烃成本最低，而外购甲醇制烯烃成本最高。
2.原料价格分析
原料价格是影响项目经济性的关键因素之一。以下针对石脑油、甲醇、丙烷原料价格走势进行分析。
石脑油 石脑油价格紧随油价波动。2014年下半年，国际原油价格呈现断崖式下跌态势。深刻分析本次原油价格下跌与以往有着本质的区别，是新能源对石油的替代，包括美国页岩油、页岩气、中国煤化工、生物能源等的快速发展，挤压了传统能源的市场空间。国际上能源机构及各大投资银行预测国际原油价格在今后一段时期内将维持在50～60美元/桶的几率居多，部分机构预测在70～90美元/桶，全球各大机构对原油价格的预测虽然存在分歧，但均不否认，低油价将成为新常态。
甲醇 外购甲醇制烯烃的生产企业多位于我国东部沿海地区，依赖进口甲醇。以往甲醇价格相对于石脑油，波动较小，抗跌性相对较强。由于中国煤基烯烃产业的蓬勃发展，甲醇的产品属性正逐渐发生变化，其与原油的关联度也越来越高。2014年末，甲醇价格随着国际油价的大幅下挫，也出现了与国际油价走势相一致的下跌行情。
我国是世界最大的甲醇生产国，产能6923万吨，均占世界总产能的55%~60%；我国的甲醇产能已严重过剩，开工负荷只有60%左右；我国煤制甲醇的产能占总产能的70%左右，因此甲醇价格在底部运行的区间受到煤制甲醇成本支撑。相对于原油、甲醇来说，煤炭价格早已触底，波动较小。我国煤炭资源主要分布于中西部地区，煤炭价格在100~300元（吨价，下同），对应的甲醇成本价在1300~1900元（含税，包括折旧），西部的甲醇运到华东地区，运费在400~500元，到达华东地区成本价在1700~2300元，目前，东部甲醇价格跌到1750元（港口）左右，西部1250元左右得到了支撑，接近甲醇成本价。
丙烷 进口液化气（LPG）主要组分是丙烷、丁烷。 2004年我国LPG进口量达到峰值636万吨，之后由于民用领域天然气的替代使得LPG的消费量大幅缩减。2005年开始进口量逐年下降，2012年进口量342万吨，已缩减了近50%。2014年由于中国PDH项目的投产，使得LPG进口量从2014年起开始攀升，2015年进口丙烷854.9万吨，进口丁烷335.4万吨。超过日本成为世界最大的LPG进口国，我国PDH投产使美国的丙烷出口量猛增。
丙烷价格除与原油价格的关联度较高外；另外还随季节变化，冬季取暖用量增加，价格相对较高，夏季是LPG消费淡季，价格相对较低。此外，随着全球LPG化工利用的增加，尤其是我国PDH项目对丙烷需求量的大幅增长，使得丙烷对季节敏感性波动降低。由图2可见，2015年的丙烷走势与石脑油走势相近，没有出现往年的季节性波峰、波谷。
有人担心中国PDH项目的集中投产会抬高丙烷价格，但笔者认为丙烷价格大幅上涨的可能性不大。2016年国内在建的PDH装置全部投产，PDH装置所消耗的丙烷量增加210万吨左右，按PDH装置满负荷开车计算，需进口丙烷876万吨，和2004年进口高峰期相比丙烷进口量仅增加了580万吨。而2013年全球的液化气贸易量就超过7000万吨，此外美国页岩气的蓬勃发展，出口量大幅增加，2014年丙烷出口量激增2000万吨，同时俄罗斯也有液化气出口计划。因此全球液化气供应充足，另外目前中国PDH需求上涨的几率不大，丙烷价格主要随国际原油价格的涨跌而波动。但不排除，如果后续再有大量的PDH项目投产，包括美国、中国等国家，大幅增加丙烷需求的可能，使丙烷资源供应紧张。但由于全球丙烯供应过剩，后续大量建设PDH项目的可能性较小。
投资方向各有侧重
1.石脑油制烯烃：副产品深度利用是关键
传统的石脑油制烯烃技术较为成熟，资源综合利用率较高，被认为是最适合生产烯烃的工艺路线。最大特点是终端产品链较为丰富，包括C2、C3、C4、C5、C9等副产品。可以抵御产品单一带来的市场风险，且副产品增值潜力大。但我国裂解装置的副产品利用深度不够，远低于发达国家。因此副产品深度利用是提高裂解装置经济性的关键。部分企业在对比煤化工和石化项目效益时，往往忽略了石化企业副产品的综合利用所带来的经济效益，成本计算不尽合理。
“十三五”期间国企投资炼化项目热情显著降温，除中化泉州、福建古雷大型乙烯项目还在推进中外，其他项目进展缓慢或处于停滞状态。低油价时期，油制烯烃的经济效益显著，加上国家加大开放政策，激发了民营资本进入油气领域的投资热情。继大连恒立、盛虹石化千万吨级炼化项目后，浙江荣盛4000万吨炼油化工一体化项目正在积极推进之中。为解决资源瓶颈，未来民企投资石脑油蒸汽裂解装置的步伐将加快。其原料不再局限于石脑油，依托进口、国产的轻烃资源也是大势所趋。民间资本的介入，以其资源优势、市场优势等迅速占领市场，将给一些面临资源、市场、设备老化等诸多不利因素的国企，带来较大冲击。
对乙烯装置原料轻质化进行改造，其经济技术指标可以得到提升，对于炼化一体化装置，可以考虑采用饱和LPG（正丁烷）、碳五馏分（正戊烷）、催化干气（乙烷）、气分装置（丙烷）等作为裂解原料，实现乙烯原料多元化和和轻质化，降低原料成本。在乙烯原料轻质化改造过程中不同企业所面临问题也会不同，有的乙烯装置原料轻质化比例几乎已经达到了设备负荷极限；有的轻质化将影响乙烯下游装置丁二烯抽提、裂解汽油加氢和芳烃抽提等装置的原料供应和操作负荷，打乱全厂的总物料平衡。因此，对乙烯原料轻质化需要深入研究分析，优化产品方案。
我国沿海地区可考虑进口美国乙烷资源实施乙烯原料轻质化改造，美国乙烷生产商正在亚洲，包括我国洽谈出口乙烷合作事宜。如果合作进展顺利，“十三五”期间轻烃原料路线的乙烯装置改造、建设步伐将会加快。
2.煤制烯烃：聚烯烃价格决定利润
在低油价下，CTO一体化装置的利润主要来自PE、PP装置。2015年上半年PE、PP价格高位运行，为CTO企业带来可观利润。而2015年年末PE、PP价格大幅下挫，使得煤化工利润大幅缩水。从PP供需层面分析未来价格走势，业界普遍认为，2016年我国PP生产基本实现自给，进口少量专用料，通用料自给有余，甚至需要少量出口。预测未来5年内亚洲丙烯价格将保持低位。
预计到2019年我国PE仍有39%的缺口，数量超过1000多万吨。在未来5年里，中国依然是全球最大的PE进口国。据安迅思预测，美国的聚烯烃等乙烯下游产品将在2017年迎来投产高峰，预计到2020年美国聚乙烯产能将新增700万～800万吨，2018年保守估计新增出口资源达到200万吨，2020年将达400万吨以上，中国将成为其主要目标市场之一。因此通用料的聚乙烯产品竞争将日趋激烈，聚烯烃的价格会直接影响到CTO项目的经济性。另外，CTO项目投资巨大，一个典型的180万吨甲醇煤制烯烃一体化装置投资约200亿元，财务费用和折旧占到生产成本的40%，有的煤化工企业在计算经济效益时，没有全面考虑折旧费用，因此计算的边际利润较高，实际投资回报率却较低。
3.外购甲醇制烯烃：配套项目很关键
在低油价背景下，MTO装置盈利能力已大幅缩水，成本高于CTO装置。配套的非聚烯烃产品，如环氧乙烷、乙二醇等产品市场价格低迷，整体装置经济性欠佳。
与煤炭产地建设的煤制烯烃项目相比，外购甲醇制烯烃装置省去了煤气化和甲醇合成工段，相应投资要小很多。审批门槛也较低，受到青睐。但原料甲醇的价格对项目成本占据着主要地位。同时，外购甲醇还面临原料价格上涨、物流和仓储的挑战。规模为180万吨外购甲醇制烯烃的装置，每天需要的甲醇原料接近5000吨，这对企业的物流、仓储管理能力也是较大考验。
对于资源短缺、远离港口的地区，布局MTO项目也是一种选择。在我国MTO技术在大规模工业示范装置得到验证并趋于成熟的情况下，未来很可能走向海外，在北美、中东、东南亚等天然气价格低廉的区域，参与构建天然气-甲醇-烯烃产业链一体化项目建设。
4．丙烷脱氢制丙烯：仍能适度发展
PDH以投资低、技术成熟、转化率高、产品单一等优点，受到关注，对有丙烯需求，且氢气能够有效利用的企业是理想选择。2015年上半年PDH项目的利润一度高达2000元以上，2015年下半年丙烯价格的狂跌让PDH装置出现了亏损。2016年3月份开始，丙烯价格一路上扬，从最低点3850元涨至目前的6450元，PDH装置又出现了盈利。
丙烷与丙烯的价差是决定PDH项目盈利的关键因素。由于目前投产、在建的PDH项目，几乎都有二期项目的规划，且预留了二期的土地，考虑了公用工程条件，因此二期项目建设速度会更快。如果PDH装置维持持续的高利润，二期项目会马上跟进，丙烯产能的集中释放势必影响到市场供需平衡，抑制丙烯价格上涨。预测未来国内丙烯供应趋于平衡或过剩，丙烷-丙烯价格收窄是今后的趋势，PDH装置高利润时期将很难再现。
不过，PDH企业投资也会趋于理性。因为建设PDH项目，要依托良好的港口条件、面临物流和仓储等挑战。
表1 我国乙烯原料路线多元化现状 万吨
原料路线 2005年 2010年 2015年
产能 占比/% 产能 占比/% 产能 占比/%
蒸汽裂解 757.5 100 1476.5 97.4 1812 85.3
煤制烯烃 0 0 30 2 153 7.2
甲醇制烯烃 0 0 0 0 114 5.4
其他 0 0 10 0.6 45 2.1
合计 757.5 100 1516.5 100 2124 100
表2 我国丙烯原料路线多元化现状 万吨
原料路线 2005年 2010年 2015年
产能 占比/% 产能 占比/% 产能 占比/%
丙烷脱氢 0 0 0 0 356 12.6
煤制烯烃 0 0 30 1 .9 251 8.9
甲醇制烯烃 0 0 0 0 263 9.3
炼厂副产 392.1 44.3 816 51.5 1050 37.2
蒸汽裂解 493.9 55.7 737 46.6 900 31.9
合计 886 100 1583 100 2820 99.9