丙烯是重要的基本有机化工原料，也是仅次于乙烯的三大合成原料之一，除用于生产聚丙烯外，还是生产丙烯腈、丁醇、环氧丙烷、丙烯酸等产品的主要原料。近年来，随着聚丙烯等衍生物需求的快速增长，丙烯供需缺口逐年增加，开发新工艺、扩大丙烯来源成为行业关注的方向。传统上，丙烯主要来自石脑油裂解和石油催化裂化，但随着原料多元化趋势的发展，丙烷脱氢（PDH）工艺路线，因其装置流程简单、单位烯烃投资额低、产品相对单一、丙烯收率高、副产品附加值高而备受关注，成为市场追逐的热点。
国内PDH市场现状分析
1.基本供需面分析
丙烯产能持续增长，新原料路线快速发展。我国是全球最大的丙烯生产和消费国，2015—2019年，丙烯产能、产量从2015年的2959万吨/年和2310万吨/年分别快速增长到2019年的4061万吨/年和3288万吨/年，年均增长率分别为8.2%和9.2%，均远高于同期乙烯的行业增速，2015—2019年我国丙烯生产情况详见图1。产能集中释放的主要原因在于2010年以来，国内煤/甲醇制烯烃和丙烷脱氢等新原料路线迎来快速发展，目前仍处于产能释放期，加之2019年国内开启新一轮乙烯投产高峰，国内丙烯产能2019年大增441万吨/年，其中有70%来自丙烷脱氢/混合脱氢、煤/甲醇制烯烃等非传统路线。
丙烯需求快速增长，供需缺口进一步扩大。2015—2019年，我国丙烯消费呈现持续增长态势，表观消费量和当量消费量年均增长率分别达到10.2%和7.8%。2019年在下游聚丙烯出口抢单、新料替代再生料，以及快递、外卖等电子商务行业爆发式增长的带动下，丙烯表观消费量增至3600万吨左右，当量消费量达到4230万吨，分别同比增长9.4%和9.3%。与此同时，2019年，丙烯当量缺口扩大至942万吨。2015—2019年我国丙烯消费变化趋势见图2。
PDH已成为推动我国丙烯行业发展的主要动力之一。从国内来看，我国具有全球最丰富的丙烯生产路线，传统油路线的炼厂副产和蒸汽裂解联产仍是国内丙烯生产的主流，但未来丙烯生产将继续呈多样化发展趋势，以煤/甲醇为原料的CTO/MTO路线和以丙烷为原料的PDH路线发展迅速。2015年及2019年我国丙烯工艺路线格局见图3。
得益于投资门槛较低、建设周期短和生产成本较低等优势，PDH发展迅猛，丙烷脱氢/混合脱氢占比提高到了16.5%，传统路线占比下降到了60.2%。2019年，国内丙烯新增产能441万吨/年，主要来自丙烷脱氢/混合脱氢、煤/甲醇制烯烃等非传统路线，PDH已成为推动我国丙烯行业发展的主要动力之一。其中PDH路线新增丙烯产能150万吨/年，占新增丙烯产能的34.0%；CTO/MTO路线新增丙烯产能151万吨/年，占新增丙烯产能的34.2%；催化裂化和蒸汽裂解副产等传统路线新增产能107万吨/年，占新增丙烯产能的24.3%。预计到2025年我国PDH产能将超过炼厂催化裂化丙烯，成为我国丙烯第二大生产路线。
2.丙烷脱氢项目进展
国内首套丙烷脱氢装置由天津渤海石化有限公司采用鲁姆斯的Catofin 脱氢专利技术于2013 年10 月建成投产。产能60 万吨／年，是当时世界单套规模最大的丙烷脱氢制丙烯生产装置。天津渤化项目的成功为后续在建的丙烷脱氢装置起到了激励和示范作用。2014 年是我国丙烷脱氢装置投产的高峰期之一，相继有宁波海越股份、浙江卫星石化和绍兴三圆石化三套丙烷脱氢装置投产，年度新增产能150 万吨，累计产能达210 万吨/年。
除2016年PDH装置效益较好，有三套装置上马以外，2015—2018年受油价走低影响，丙烯市场遭遇寒流，价格跌至冰点，丙烷脱氢价差显著收窄，企业逼近亏损，只能依靠减产或停车检修来降低风险，2018年甚至没有项目上马。但2019年，包括卫星石化45万吨/年PDH项目与巨正源60万吨/年PDH项目在内，再次有PDH项目建成投产。截至2019年底，我国共有10个丙烷脱氢项目和6个混烷脱氢项目投入运行，产能分别为611万吨/年和93万吨/年，占我国丙烯总产能的17.3%，具有举足轻重的地位（详见表1）。
展望未来，在盈利状况持续较好的情况下，PDH 行业将掀起新一轮的投资热潮。美得石化丙烷脱氢项目一期、浙石化丙烷脱氢装置、东华能源宁波项目预计将于 2020年内建成投产；天弘化学丙烷脱氢项目、中化碳三及下游高性能材料产业链项目一期、淄博海益精细化工有限公司碳三综合利用项目、台塑工业（宁波）有限公司丙烷脱氢项目、广西华谊新材料有限公司丙烯及下游深加工一体化项目等已开工建设。目前，有12个丙烷脱氢项目在建，总产能达到726万吨/年，将在2020—2024年集中投产。此外，在2025年前，还有超过20个项目处于前期调研，行业热度不减。
对市场发展的几点思考
1.市场供需格局将可能发生根本性转折
新冠疫情和原油价格暴跌对市场需求形成冲击。2020年，受新冠肺炎疫情全球持续蔓延影响，同时叠加原油价格暴跌，国内丙烯需求增速将大幅下降。如果全球疫情能够得到有效控制，预计2020年国内丙烯当量消费增速将放缓至4.0%左右，2020年丙烯当量消费量4400万吨左右，基建和消费内需增长将是拉动国内丙烯需求增长的主要动力。如果全球疫情不能得到有效控制，国内丙烯当量消费增速有可能放缓至2.0%左右，甚至可能会出现负增长。
2020年国内丙烯产能首次超过当量消费。预计2020年国内丙烯产能、产量和当量消费量将分别达到4600万吨/年、3680万吨/年和4400万吨/年，届时丙烯产能将首次超过当量消费量，市场竞争趋于激烈。未来随着国内丙烯产能的进一步增长，国内丙烯当量缺口将逐步收窄，但仍需进口部分聚丙烯专用料、弹性体等下游衍生物。
丙烯下游市场过剩苗头隐隐出现。丙烯下游产品产能过剩蔓延，竞争异常激烈，烯烃产能即将追平当量消费。国内丙烯下游有机原料主要有丁辛醇、环氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸、丙酮和环氧氯丙烷，除丙酮外，其余产品的产能/消费比均大于100%，丙烯酸和环氧氯丙烷的产能/消费比更是分别达到了169%和193%，2019年开工率仅60.7%和51.1%，产能过剩严重。根据国内丙烯及下游产业发展预测，2020年国内丙烯产能将首次超过当量需求量。
2.稳定可靠地获取丙烷资源存在隐忧
近年来，随着国际油气开采量的不断增长，全球丙烷生产处于不断增长的态势，2019年总产量已达到17167万吨，同比增长476万吨。从供应地区来看，丙烷的主要产地为中东和北美地区，这两个区域总产量占全球供应总量的59.9%。全球丙烷主要增长区域集中在北美，其中，美国因页岩气开采力度不断加大，副产大量丙烷，导致北美地区丙烷产量快速增长。到2019年，北美地区丙烷产量达到6405万吨，占全球总产量的37.31%，过去五年该地区丙烷产量平均增速达到3.1%，超过全球丙烷增速。
从需求侧来看，东北亚成为全球丙烷消费的主要增长区域，也成为全球丙烷缺口最大的区域。近年来，北美地区消费增长较为缓慢，而远东地区消费增长表现较为明显，2015—2019年远东地区丙烷消费增速高达9%，这和远东地区化工领域丙烷深加工装置的快速发展关系密切，且主要拉动点集中在我国的PDH装置。我国丙烷市场需求的快速增长，直接导致东北亚地区丙烷出现供不应求的状态，截至2019年丙烷需求缺口达到3154万吨。
国际丙烷生产与贸易的区域错位，直接导致我国丙烷供应形势的复杂性。我国自产丙烷资源很少，国内丙烷深加工企业原料主要依赖于进口资源，随着未来几年国内PDH产能的大幅增长，以及多个以丙烷和丁烷为主要原料的蒸汽裂解项目的投产，我国需要大量进口丙烷资源补充国内需求缺口，国内丙烷进口量还将大幅增长，2019年国内丙烷进口量达到了1490万吨，占总供应量的67.58%，具有较高的对外依存度。
从传统上来讲，阿联酋和美国是我国主要的丙烷进口国，分居第一和第二位，进口量各自占到总进口量的1/3。但是，从2018年中美贸易摩擦以来，中国正式公布从美国进口丙烷关税上涨25%，导致国内进口美国丙烷成本大幅上涨，2018年进口量迅速降至150万吨，同比下降55%；2019年进口量更是大幅降到了2400吨，几乎停滞。由此产生的缺口不得不通过阿联酋和阿曼等中东国家补齐货源。中东地区政局存在一定的不稳定性，叠加中美贸易摩擦进一步扩大的影响，加剧了我国获取丙烷资源的不确定性。鉴于此，我国应一方面加大丙烷采购渠道，增加丙烷外采合作单位，并且建立良好的贸易关系；另一方面，建议从自身改善，提升丙烷存储能力，增加丙烷替代原料的开发和研究等。
3.PDH路线制氢蕴含巨大市场潜力
利用工业副产产生的氢具有品质高、资源潜力大、市场供应便利等优势。首先，氢气品质高，以PDH产氢气为例，产出的粗氢气的纯度已经高达99.8%，其中O2、H2O、CO和CO2的含量与燃料电池用氢气规格较为接近，仅总硫含量超出，只需较小的成本对其净化便可用作燃料电池的稳定氢源使用。其次，制氢成本低，参考平均原料价格比较不同制氢工艺下的制氢成本，煤制氢成本最低，工业副产略高于煤制氢，天然气和甲醇制氢居中，电解水制氢成本最高。第三，主要项目贴近市场，国内已建成和在建、规划中的轻烃资源利用项目均分布在华东和华南的沿海港口地区，可以完美地辐射燃料电池负荷中心，降低氢气运输的成本，利用工业副产制氢是可行性比较高的氢源方案。
然而，由于缺乏有效的利用方式，现有的PDH装置副产氢气大部分作为燃料气烧掉，如何实现这些副产氢气的高效利用是亟需考虑的现实问题。随着全球廉价轻烃资源的输出和中国丙烷脱氢装置的快速发展，可提供充足的低成本氢气资源，为发展氢能产业提供可行性比较高的氢源方案。截至2019年我国共有10个PDH项目投产，总产能达611万吨/年，副产氢气25万吨/年。按每辆氢燃料电池车每天加注5公斤氢气计算，这些副产氢气每年可供约14万辆氢燃料电池车行驶，完全可以满足中短期的氢能产业需求。与此同时，氢能的发展在客观上也显著提升了PDH的经济性，有利于PDH的进一步发展。
综合来看， PDH可提供充足的低成本氢气资源，是可行性比较高的制氢方案。但各类型制氢路线在考虑经济性的同时，还应考虑到氢气储运环节，即氢气运输瓶颈尚未完全突破，成本较高，有时下游用户需要支付的储运成本甚至比氢气生产成本还高。在当前供氢体系下，包括生产和储运在内的氢气成本不具备市场竞争力。因此，根据地区资源禀赋，结合下游氢气消纳市场半径，综合考虑生产成本，最终确定适宜的氢源。
