现代煤化工是近十年来我国石油和化学工业最大的亮点之一。“十二五”期间,我国现代煤化工技术得到全面突破,煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇产业化,煤制芳烃工业试验取得进展,关键技术水平已居世界领先地位。“十三五”期间以来,虽然煤制芳烃没实现产业化,但已建煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇项目实现长满优运行,产业规模继续扩大,能耗和水耗水平不断下降。
煤制烯烃:
经济性经受住了低油价考验
2019年,南京诚志二期60万吨外购甲醇制烯烃项目于2月、宁夏宝丰二期60万吨于9月、鲁西化工30万吨煤经甲醇制烯烃于12月相继投产,新增煤/甲醇制烯烃产能150万吨。
截至2019年底,我国投产煤制烯烃和甲醇制烯烃项目39个,烯烃产能1824万吨,配套新增甲醇产能3547万吨。其中,寿光鲁清石化20万吨、鲁深发20万吨、山东玉皇10万吨、瑞昌石化12万吨、沈阳蜡化10万吨等8个15万~20万吨外购甲醇制丙烯(MTP)装置长期停产,重启可能性微乎其微。去掉这些长期停产项目,在建CTO和MTO项目31个,合计烯烃产能达1703万吨,其中乙烯产能717万吨,占我国乙烯总产能2750万吨的26%;丙烯产能986万吨,占我国丙烯总产能4103万吨的24%。
我国在产煤制烯烃和甲醇制烯烃项目盈利能力良好,运行稳定,平均装置开工率在85%~90%之间。2018年,我国神华包头60万吨煤制烯烃项目为装置开工率103%,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)产量分别31.71万吨和31.03万吨,营业收入58.4亿元,利润7.54亿元;中天合创137万吨煤制烯烃项目,聚乙烯和聚丙烯合计产量达127万吨,装置开工率92.7%,营业收入113.76亿元,利润22.55亿元。2019年上半年,神华包头60万吨煤制烯烃(CTO)项目,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)产量分别为18.02万吨和16.55万吨,总计34.57万吨,项目平均运行负荷高达115.2%,项目实现营业收入30.84亿元,毛利率23.6%,折算吨烯烃利润为1036元。宁夏宝丰60万吨焦炉煤气制烯烃项目,上半年生产聚乙烯和聚丙烯分别为18.11万吨和16.54万吨,合计34.65万吨,平均运行负荷高达115.5%,项目实现销售收入26.23亿元,净利润约9亿元,折算吨烯烃利润达2600元。
煤制油:
发展低于预期,开工率不断提高
2017年2月8日,国家能源局印发的《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》指出,预计到2020年,我国煤制油产能将达到1300万吨。2019年我国没有新的煤制油项目投产,截至当年我国建成煤制油项目17个,总产能1167万吨 。其中,建成拥有自主知识产权的神华直接煤制油项目产能108万吨,也是目前世界唯一在运行的直接煤制油项目 ;建成间接液化ICTL-FT项目7个,合计产能900万吨;延长石油建成煤油共炼项目1个,产能45万吨 ;建成甲醇制汽油MTG项目8个,产能114万吨。延长煤油共炼项目因技术仍有待进一步改进,长期停车;MTG项目因亏损和环保原因,全部停产;神华鄂尔多斯18万吨间接项目也长期停车,在产产能990万吨。根据在建项目进展,预计2020年没有煤制油项目投产,规模低于国家规划。
我国煤制油项目开工率不断提高。根据煤化工专业委员会数据,2018年煤制油各类产品总产量617.5万吨,产能利用率由2017年的40%大幅提高至64.8%。2018年我国煤制油项目各类产品总产量617.5万吨,产能利用率由2017年的40%大幅提高至64.8%。2019年上半年,煤制油项目油品产量352.0万吨,装置平均开工率超过70%。
煤制油产业曾被说是“水老虎”,但当前我国煤制油项目水耗已经大幅度下降。伊泰集团16万吨间接煤制油工业化示范项目2010年建成之初生产1吨油耗水13.48吨,2011年达产后1吨油耗水量下降到9.47吨,2013年完成用水和污水处理改造后,目前吨油水耗低于6吨。
2014年下半年国际油价大幅度下降,WTI当年均油价93美元/桶,2018年以来国际油价低位运行,平均油价在60美元/桶左右。此外,2014年我国财政部从环保角度出发,三次提高成品油消费税,煤制油企业税负增加。与2013年同期相比,2015年煤制油企业承担的消费税成本增幅高达50%。2014年以前税负占煤制油项目收入的比例在20%~23%,税率调整后2015年已升至33%。在低油价高燃油税的生存环境下,煤制油盈利能力大幅度下降。2018年,该项目安全稳定运行,累计生产各类油品19.43万吨,销售收入87131.27万元,盈利3312.87万元,吨油品利润170.5元,缴纳税费4808.13万元,吨油品税费247.5元;2019年1—7月,伊泰煤制油累计生产各类油品12.38万吨,实现销售收入5.25亿元,同比上升18.58%,利润总额2018.68万元,吨油品利润163元,纳税3673.65万元,吨油品税费296.7元。
煤制气:
进展缓慢,技术逐渐成熟
天然气供应的缺口与我国能源结构仍将长期以煤为主的现实,导致原本备受争议的煤制气一度成为主推产业,受到各方热捧,诸多企业(中海油、神华、华能、中电投、新奥、中石化、新天等)看好并拟进入煤制天然气行业。获得开展前期工作“路条”的17个项目,合计产能898亿立方米,一期产能526亿立方米,与已经获得“路条”合法身份的项目相比,徘徊于审批门外甚至已经未批先建的项目数字更为庞大,据不完全统计,这类项目曾多达28个,总产能达1107.5亿立方米。
煤制气发展受到技术、输气管道和调峰的影响,目前发展速度低于预期。根据国家能源局印发的《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》,预计 2020 年煤制天然气产能为 170 亿立方米。2019年我国煤制天然气产能51.05亿立方米,远低于预期;产量19.7亿立方米,同比增长了25.5%。
煤制乙二醇:
面临产能过剩风险
“十二五”期间我国煤制乙二醇技术没有完全成熟,产品质量与石油法乙二醇相比有差距,不被聚酯等下游完全接受。华鲁恒升5万吨甲醇弛放气制乙二醇等部分建成装置不能稳定生产,装置开工率较低。
“十三五”以来,由于我国乙二醇下游聚酯产业不断扩大,而国内乙二醇供应不足,进口依赖度一度高达80%。煤制乙二醇与石油基乙二醇掺混使用而被下游聚酯客户逐渐接受,为我国煤制乙二醇提供了很好的发展空间,产能快速增长,2015年我国乙二醇产能170万吨。2019年,我国已投产运行和试车成功的煤(合成气)制乙二醇项目共21个,产能共计462万吨,2015—2019年煤制乙二醇年均产能增长率接近40%。2019年上半年产量166.3万吨,同比增长56.4%。目前我国煤制乙二醇项目运行稳定,其中,通辽金煤的20万吨、华鲁恒升50万吨等煤制乙二醇装置开工率达100%。
但是目前我国乙二醇新建拟建项目多,面临过剩的风险。据不完全统计,目前我国新建、拟建项目22个,合计新增产能940万吨,一期产能820万吨。在建、拟建项目工艺路线中,煤制乙二醇项目20个,合计产能950万吨,主要分布在华中、华北、西北等拥有较为丰富的煤炭资源;石油制乙二醇项目2个,产能170万吨,其中大连恒力石化90万吨乙二醇装置即将投产,浙江石油化工有限公司4000万吨炼化一体化项目一期80万吨乙二醇已经开工建设。
煤制芳烃:
发展受到油头芳烃严峻考验
煤制芳烃技术也是最备受关注的现代煤化工新技术。2013年,陕西华电榆横煤化工有限公司采用清华大学的流化床甲醇制芳烃(简称FMTA)技术建成1万吨中试装置,由于技术问题,该技术未能产业化。
“十三五”以来,我国芳烃产能增长迅速,进口缺口越来越少。以苯为例,2015年我国苯的产能为1077万吨,2018年达到1276万吨,期间产能增速达7.7%。与此同时进口量从2015年750万吨下降到327万吨,年均下降速率达24.2%。
2018年我国对二甲苯(PX)进口量1590万吨,进口依赖度高达60%。但2019年4月大连恒力450万吨PX项目顺利投产,促使PX行业发生巨变。4月份开始PX价格一路下跌,行业利润由高变为保本甚至出现亏损,月进口量大幅度下降。随后,中化弘润石油化工有限公司60万吨PX项目8月顺利投产;浙江石化4000万吨炼化一体化项目在建项目陆续投产,该项目包括4000万吨炼油、800万吨PX;恒力二期2000万吨炼油项目又规划了780万吨PX。预计,未来我国PX产能将大幅增加,有过剩的风险。
国际油价低位运行,受用煤指标和环境容量限制,煤制芳烃能否产业化存在变数。
“十四五”现代煤化工发展的思考
“十四五”期间,我国现代煤化工主要面临以下几方面的挑战:
(1)国际油价低位运行,现代煤化工竞争压力加大。
(2)将面临来自石油化工更加严酷的竞争。一方面,我国炼油能力快速增加,已经产能过剩,2018年,我国原油一次加工能力净增2225万吨,超过全球净增能力的一半,总炼能增至8.3亿吨,全国炼厂平均开工率72.9%,为全球最低;2019年,随着浙江石化一期2000万吨、恒力石化2000万吨大型炼化一体化项目相继投产,全国原油一次加工能力净增4000万吨。随着我国炼油产能过剩日益严重,大型炼厂纷纷减油增化,对我国现代煤化工的竞争力将加大。煤制烯烃、煤制乙二醇和煤制芳烃以烯烃、乙二醇和芳烃等大宗化工产品为目标产品,这些产品发展空间越来越小,产能过剩的风险越来越大;目前我国油品已经产能过剩,加上高昂的燃油消费税,煤制油项目不得不减油增化。
(3)环保压力大。目前煤化工项目都非常重视环保,废气达标排放,废水回收用率越来越高,但是不容讳言,与石油化工相比,煤化工将产生更多的环境排放和环境负荷,煤制油项目生产1吨油要排放7~8吨CO2,是原油精炼工艺的6.5~14倍。
我国现代煤化工的发展初衷是保障能源安全,是作为石油化工的一种补充而发展起来的,目前除煤制芳烃外,示范项目已经获得成功,产业规模不断扩大。现代煤化工主要分布在西部地区,生态环境脆弱,产业发展与地区生态环境保护的矛盾日益突出。在此情况下,需要重新审视“十四五”煤化工的发展。