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我国乙烯行业发展关键词
2019年11期 发行日期:2019-06-11
作者:■ 石油和化学工业规划院 赵文明

我国乙烯行业发展现状
   
    我国乙烯行业已连续多年产量仅次于美国居全球第二、当量消费量稳居全球第一。截至2018年底,我国乙烯产能2550万吨、产量2372万吨、当量消费量5023万吨,分别占全球的14.3%、14.8%和31.2%;乙烯行业平均开工率93.0%,比全球平均值高2.9个百分点。国内乙烯市场良好的发展态势,对全球都产生着重要的影响,是中东、北美和亚太地区新增乙烯产能最主要的目标市场。
    由于乙烯行业政策、资源、技术门槛较高,集中度相对较高,但近年来由于煤/甲醇制烯烃产业快速发展,为传统炼化企业之外的资本进入乙烯行业提供了新的契机,行业主体逐步多元化,逐步形成了以中国石化和中国石油为主导,多方资本积极参与的市场竞争格局。其中,中国石化和中国石油两大集团在国内乙烯产业中依然占据绝对优势地位,2018年其乙烯生产能力分别为1138万吨和591万吨,合计占全国乙烯总能力的67.8%,较2010年下降19.1个百分点。2018年国内乙烯生产企业情况如表1。

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    从产业布局情况看,我国乙烯行业基本实现了主要区域全面覆盖、重点向资源和市场中心集聚的发展格局,产能主要集中在东南沿海地区,此外分布于东北、华北、西北地区,“十二五”期间四川乙烯投产填补了西南地区生产空白。但目前国内乙烯区域供需差异较大,西北地区大量输出,而华东、中南地区缺口依然巨大。详见图1。  
    由于下游聚乙烯、乙二醇消费超预期增长,2018年国内乙烯当量消费再创历史新高,达到5023万吨,同比增长9.5%,当量缺口高达2651万吨,自给率回落至47.2%。由于市场需求旺盛而国内供应不足,近年来国内乙烯行业开工率始终保持高位,运行态势良好,但单体和下游当量净进口仍呈持续扩大之势。2000—2018年国内乙烯供需情况如图2所示。
    从消费结构看,聚乙烯和环氧乙烷/乙二醇是国内乙烯最主要的消费领域,分别占到2018年国内乙烯当量消费量的59%和24%。同时也是近年来国内乙烯需求保持快速增长的主要驱动力,特别是聚乙烯过去5年内年均增速达到9.1%,远高于同期乙烯总体7.5%的消费增速。2018年国内乙烯当量消费结构如图3所示。
    从进口情况看,目前我国每年都大量进口乙烯单体及其下游衍生物,进口来源也显现出不同的特点:乙烯单体进口主要来自亚太周边地区(韩国、日本、中国台湾),而下游衍生物主要来自中东、亚洲周边国家及地区,其中超过80%(以乙烯当量计)为聚乙烯和乙二醇。从产品到岸价格情况看,标准化的有机原料产品价格基本不受来源影响,而聚乙烯产品价格差异较大,基本反映出进口聚乙烯中东产品以通用料为主,而美、日、西欧产品以专用料为主的结构性差异。总体来看,目前对国内市场影响较大的主要是中东和亚太地区的进口产品,分别占到我国乙烯当量消费总量的近1/4和1/5,特别是中东产品由于成本竞争力较强,在我国聚乙烯和乙二醇进口中所占比例都超过50%。近年来因页岩气革命而被广泛关注的北美产品对国内市场冲击尚未显现,目前仅占国内消费总量的4%左右。但从发展趋势看,美国乙烷裂解及下游新增产能自2016年末开始逐步释放,由于产品成本优势突出,若中美贸易关系向好,预计今后对我国出口将显著扩大。同时,中东乙烯下游产品对我国的出口仍将维持较大规模。因此,预计未来进口产品争夺中国市场份额的竞争可能更加激烈。

我国乙烯原料路线多元化发展热点及趋势
   
    乙烯原料多元化有着不同的内涵和途径:一是蒸汽裂解等传统路线的原料结构调整(轻烃、乙烷裂解等)和工艺创新(如原油直接裂解);二是基于工艺路线变革的原料多元化,如煤/甲醇制烯烃(CTO/MTO)、催化裂解系列技术(CPP、ACO/Superflex/K-COT、OCP、OCC等)、乙炔加氢等,以及甲烷直接制乙烯、合成气直接制乙烯等国内外尚处于研究或小试阶段技术。
    在宏观战略、进入门槛和行业吸引力等不同层面因素驱动下,我国乙烯原料多元化在“十一五”末萌芽,“十二五”以来开始蓬勃发展,特别是煤/甲醇制烯烃快速发展。2010—2018年期间,国内煤/甲醇制烯烃乙烯产能增长486万吨,同期蒸汽裂解制乙烯产能增长498万吨,基本平分秋色。截至2018年底,国内乙烯产能中蒸汽裂解1974万吨,占77.4%;煤制烯烃291万吨,占11.4%;甲醇制烯烃225万吨,占8.8%;CPP及ACO路线60万吨,占2.4%。
    但随着2015年后国际油价低位震荡,不同路线的相对竞争力发生扭转,新一轮产能扩张主要由蒸汽裂解主导,煤/甲醇制烯烃投资热情消退。当前行业关注热点主要是炼油乙烯产能结构性矛盾下蒸汽裂解制乙烯原料优化途径,以及低价美国乙烷可能带来的新机会。
    1.蒸汽裂解原料呈现轻质化与重质化双向优化态势
  近年来国内乙烯生产企业在坚持轻质化发展方向的同时,更加关注原料的低成本化。特别是面对油价持续低位和国内柴油过剩压力较大的成品油市场结构性矛盾,出现了裂解原料轻质化与重质化双向优化的态势。一方面,深挖内部优化潜力。通过炼化一体化优化,减少石脑油的比例,不断提高炼油和芳烃副产轻烃利用比例,同时加大炼厂干气回收乙烷/乙烯的力度,丁二烯尾气和抽余碳五全加氢返回乙烯裂解炉等也得到重视,以进一步提升各种副产资源特别是轻质原料的利用,降低乙烯原料成本。另一方面,为缓解成品油产销结构性茅盾,解决柴油出厂困难问题,部分企业通过改造提高了对柴油原料的适应性,柴油作裂解料比例有所回升。初步统计,2018年国内蒸汽裂解制乙烯原料结构为轻柴油6.1%、石脑油53.0%、抽余油1.6%、加氢尾油17.4%、轻烃及其他21.9%,较2010年石脑油占比下降13.6个百分点,轻烃类占比提高7.9个百分点,轻柴油占比回升2.2个百分点。2000年以来国内蒸汽裂解装置原料结构变化情况如图4所示。


    随着国内炼化产业进入新一轮发展高峰期,在大型炼化一体化发展模式下,对乙烯裂解原料有了更大的优化空间,轻质化水平将进一步提高,石脑油占比将进一步下降。同时,新建炼化一体化装置多数已考虑到柴油市场困境,在流程中设计了将柴油进一步转化为芳烃和乙烯优质原料的装置,轻柴油直接作为乙烯裂解料的比例将再度回落。
     2.进口乙烷裂解制乙烯的机遇与风险
    在页岩气革命之前,美国常规油气田就伴生有大量的乙烷,其基本全部用于美国本土乙烯装置裂解原料,其价格基本上与石油价格挂钩。但2010年页岩气革命以后,由于伴生乙烷供应量大幅增长,无法通过原有乙烯装置消化,只能回注到天然气管网,导致美国乙烷价格从2012年开始出现大幅走低,逐步与天然气价格贴合(以热值计),产品价格属性从原料型转变为燃料型。
    由于美国页岩气伴生乙烷资源量大量过剩,以及随之而来的乙烷价格大幅走低,以乙烷裂解制乙烯显示出强劲优势,不但刺激了北美乙烯工业重新焕发活力,也吸引了世界其他地区特别是以石脑油为主的地区乙烯企业的关注,英力士、印度信诚等公司均已从美国大规模进口乙烷。2016年以来,随着向欧洲、亚洲等地出口乙烷的增长,以及美国国内新建乙烯产能逐步释放,乙烷价格开始回升。特别在新建乙烯装置密集投产的2018年,由于短时间内供需错配,导致美国乙烷价格出现了大幅走高后又迅速回落的行情。预计随着美国本土乙烯产能的持续释放,以及出口设施的逐步完善,美国乙烷价格将部分回归化工原料价值属性,带来价格上涨,但很难回到页岩气革命以前的价格水平。2010—2019年美国原油、天然气、乙烷、丙烷、丁烷价格走势见图5。

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    以不同国际油价水平下石脑油蒸汽裂解路线为基准,对应烯烃完全成本相当情况下其他路线原料价格水平情况如表2所示。
    按照理论模型测算,当前情况下进口乙烷裂解吨烯烃完全成本基本与布伦特油价40美元/桶下的蒸汽裂解、煤价73/吨元下的煤制烯烃、甲醇价格1333元/吨下的MTO相当,在现有已工业化的路线中具有最强的成本优势,显示出强劲的盈利能力。这也是自2015年以来国内对进口乙烷裂解制乙烯积极性高涨的直接原因,据不完全统计,国内正在开展前期工作的进口乙烯裂解项目能力超过2000万吨,部分项目情况如表3所示。

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    仅以公布的上述项目考虑,乙烯能力达到1785万吨(部分为混合原料),对应乙烷需求量超过2200万吨,远超当前美国乙烷商业化可出口能力,呈现明显的过热态势。

    乙烷裂解制乙烯工艺技术成熟,技术风险很小,行业发展需要高度关注的风险主要有3个方面:原料来源、产品结构、供应链。
    从原料来源角度看,主要风险因素在于进口乙烷来源的唯一性。从全球乙烷生产格局看,美国和中东是最主要的乙烷生产地区,年产量均在2000万吨以上,绝大部分在产地直接用于蒸汽裂解制乙烯。从发展趋势看,中东乙烷增量尚不足以满足其乙烯产业发展需求,不具备大规模出口能力,这也是近年来中东新建乙烯装置开始考虑混合进料的主要原因。而美国由于页岩气伴生乙烷资源量庞大,成为当前世界上唯一具备大规模乙烷出口能力的地区。而美国页岩气伴生乙烷虽然资源量庞大,但管输、分离、出口设施能力滞后,加之本土新建乙烷裂解项目规模较大,出现阶段性供需错配导致价格暴涨暴跌的风险较大。进口原料来源的唯一性不但带来供应稳定性风险,也存在较大的价格波动风险。
    从产品结构角度看,主要风险因素在于乙烷裂解产品的单一性。目前乙烯裂解原料中从最轻的乙烷到最重的柴油馏分均有采用,但只有乙烷裂解产品结构最为独特。通常丙烷及以上的原料裂解时,产品中除主产品乙烯外,还副产大量的丙烯、碳四、芳烃等;而乙烷裂解产品除乙烯外,丙烯及以上的重组分很少,但同时产生大量氢气。由于乙烷裂解收率结构与其他裂解原料差异巨大,虽然最新的裂解炉技术都可以较好的适应多种原料灵活进料,但压缩、分离工段和下游装置的设计很难适应乙烷与其他原料的大规模替换,导致工程上很难实现较大幅度的原料灵活性,进一步放大了对单一原料的依赖度。同时,虽然高乙烯收率的单一产品结构在近几年具有更好的盈利能力,但长远看,下游产业链发展空间偏窄,抗市场波动风险能力偏弱。此外,由于副产氢气量巨大,需要重视这部分资源的优化利用。
    从供应链角度看,主要风险因素在于其体系不成熟导致的容错性低。从美国页岩气开采伴生出乙烷,到最终进入中国沿海乙烯企业,中间需要经过天然气处理厂、天然气凝析液(NGL)分离厂、专用出口设施(储存、深冷、装船)、超大型乙烷运输船(VLEC)、专用接收设施等环节,还涉及到美国境内连接各环节的管道设施。目前美国乙烷出口供应链上各环节设施配套并不完备,富余能力有限,而新建/改扩建实施进度及规模可能存在不确定性,对过剩乙烷的出口能力造成直接的阶段性制约。同时,远洋运输所需VLEC目前仅有三星重工为印度信诚制造的6艘8.7万Nm3船投用。由于目前国际乙烷远洋运输市场尚未形成规模,而VLEC投资规模巨大(单艘造价达1亿美元以上),船东公司基本都是基于与乙烯企业的长期租船合同新下造船订单,现阶段来看远洋运输能力及保障性都存在一定风险。
    由于乙烷裂解装置原料唯一(通常情况下仅能适应乙烷进料,或是按照设计工况混合进料)、来源单一(仅能从美国规模化进口),供应链设施专用(需配套专门的乙烷管输、分离厂、出口设施、VLEC运输船、进口接收设施、储罐等),加之全球范围内尚未形成成熟的乙烷远洋运输、贸易体系,整个原料供应链容错性能较差,任何环节的差错都可能导致乙烷裂解装置及下游装置不能正常运行,这是进口乙烷裂解项目最大的风险源。因此,必须理性看待进口乙烷裂解制乙烯项目的机遇与风险,合理控制发展节奏,示范先行,确保行业有序健康发展。
     3.乙烯原料路线多元化发展趋势
    2015年以来,低油价导致不同路线乙烯相对竞争力扭转,带动乙烯原料路线多元化发展趋势转变。
    蒸汽裂解路线盈利丰厚,引发行业投资态度扭转。停产数年的吉林、抚顺小乙烯相继复产,中韩(武汉)、中沙(天津)、独山子石化正在实施脱瓶颈改造,中化泉州、中石化湛江中科、中石油揭阳等央企大炼化项目进度加快,而民营和外资投资热情高涨。在新建蒸汽裂解装置中,炼化一体化发展仍占主导地位,但轻烃特别是乙烷裂解成为关注热点,而惠州埃克森美孚原油直接裂解装置也带来新的一体化发展思路。
    煤制烯烃投资态度则趋于谨慎。虽然由于煤炭产能过剩和产业转型压力犹存,发展驱动力仍在,但低油价下项目竞争力及盈利能力大幅下降,且投资规模巨大,加之水资源、环保约束加强,投资节奏放缓。从发展思路看,受区域市场消化能力、运输条件等因素约束,下游方案仍以聚烯烃等固体产品为主,但企业开始重视产品市场深化研究,更加关注聚烯烃牌号差异化、高端化发展。
    甲醇制烯烃发展热情消退,虽然由于行业进入门槛低,东部地区仍有部分项目推进,但甲醇价格偏高、原料成本竞争力较弱,当前盈利状况不佳,许多项目进度一推再推。未来方向在于重点结合自身条件优化下游一体化延伸方案。
    预计到2020年,国内乙烯产能将达到3552万吨,较2018年增长1000万吨左右,新增产能中蒸汽裂解路线占到77%,重新主导国内乙烯产能增长。我国乙烯产能工艺路线变化趋势见图6。

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我国乙烯消费市场新特点及发展趋势
    
    乙烯作为支撑国民经济和社会发展的重要基础原材料,其消费与经济发展一般存在弹性关系。而2017、2018年连续两年国内乙烯当量消费均出现了10%左右的高速增长,显著高于同期我国GDP增速。关于乙烯消费增速远超预期的原因,建议重点关注以下3个影响因素:禁废令、环保风暴、新经济形态。
    自2013年“绿篱行动” 实施以来,国内对废塑料进口监管政策不断从严,到2017年“禁废令”出台,废塑料进口量快速下滑,对新料进口产生了一定的刺激作用,影响最明显的是聚乙烯。由于按照最新政策,自2018年1月起,我国开始禁止进口包括废塑料、废矿渣在内的24项固体废物,进口种类和数量大幅减少。受此影响,我国聚乙烯再生料进口量在2018年基本归零,刺激新料进口大幅增长。2010—2018年国内聚乙烯再生料与新料进口情况如图7。  
    在进口废塑料被禁止的同时,国内废塑料回收和再生产业也发生了重大变化。受“大气十条”、“水十条”以及“最严环保法”出台的影响,环保督查常态化,加之国际油价低位,新料与再生料价差显著缩小,导致国内再生塑料开工率下滑、供应明显缩小,再生聚乙烯产量从2015年高点的550万吨减至2018年的360万吨左右。
    从上述分析可以看出,2018年因弥补废塑料进口、回收量减少而带动的聚乙烯新料消费增量在210万吨以上,折乙烯当量消费超过200万吨。若扣除这部分影响因素,2018年国内乙烯实际当量消费增速在5.1%左右,略低于GDP增速。
    从终端消费领域看,国内快递、外卖等电子商务行业的爆发式增长,成为传统消费驱动力下降形势下支撑国内聚烯烃消费的新增长点。据统计,2011年国内快递业务量为37亿件,2018年达到505亿件,近两年增速仍在20%以上。互联网餐饮外卖市场也正处于快速增长期,近3年年均增速超过100%。快递、外卖行业带动了聚烯烃包装材料需求,进而拉动了乙烯、丙烯等基础原料的需求增长。
    从发展趋势看,国内乙烯消费市场影响因素多空交织,新领域消费增长、新农村建设和消费市场下沉、环保政策从严常态化、“一带一路”倡议深化等有利因素,以及中美贸易关系的不确定性、禁废令不再贡献替代增量、快递包装限塑政策、宏观经济下行风险等不利因素共同影响市场需求走势,预计未来几年我国乙烯消费增速总体将呈现下降趋势,2020内国内乙烯当量需求量在5400万吨左右。
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关于乙烯行业高质量发展的思考
    
    总体来看,未来几年国内乙烯行业供应增速将远高于需求增速,市场缺口迅速缩小,而全球范围内北美、中东出口量将继续增长,进一步加剧市场压力。同时,下游石化产品市场进入“结构性短缺”时代,大宗通用型产品竞争激烈,而高端化、专用型产品仍需大量进口。行业发展策略需要根据新形势及时调整,更加注重结合区域特色和企业特点的差异化发展,实现有竞争力、高质量发展。
    从宏观产业布局看,要贯彻落实《石化产业规划布局方案(修订版)》的要求,按照大型化、基地化、一体化思路布局,注重长远发展空间和安全环保风险,确保产业健康、可持续发展。
    从产业路径看,要以资源能源效率和综合竞争力为导向继续探索原料多元化发展。蒸汽裂解路线要重视原料双向优化、炼化资源综合利用、下游产品链的多元化和差异化发展,以及对新原料的探索;煤制烯烃行业要重点降低投资,并探索通过节水、减排、直供电等降低运营成本,强化发展聚烯烃优势产业,创新发展合成气直接制烯烃等新工艺路线;甲醇制烯烃行业重点发挥装置规模和原料供应灵活性优势,以满足企业自身或区域产业原料配套需求为导向,产品方案体现区域市场竞争优势和高附加值。
    从下游产业方向看,要注重优化产品结构。企业应结合自身情况确定核心竞争力,如生产成本、市场渠道、研发力量、技术服务等,进而确定最能发挥优势的下游产品思维。从长远发展角度看,一体化生产的乙烯企业,其经营策略最终需要借鉴巴斯夫等国外巨头的成功经验,从原料供应商转变为解决方案提供商,产品开发导向要从满足市场需求转变为与下游用户共同引领消费升级。
    从国际化合作看,我国乙烯行业将进一步扩大对外开放、提升国际化水平,重点是发挥跨国公司的技术和全球化市场营销体系优势,提升下游高端石化产品发展水平,缓解国内下游产品结构性矛盾的问题。 



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