[行业动态]中国乙烯市场和技术前景分析

PCITC智能物流 2020-11-25 06:57:11

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本文原载于: 能源情报


文/高春雨 中国石油化工集团公司经济技术研究院


石化产业是国民经济重要的支柱产业,产品覆盖面广,资金技术密集,产业关联度高,对稳定经济增长、改善人民生活、保障国防安全具有重要作用。改革开放以来,我国石化产业发展取得了长足进步,主要产品产量位居世界前列,科技创新、节能减排、对外合作取得积极成效,但仍存在产能结构性过剩、自主创新能力不强、产业布局不合理、安全环保压力加大等问题,制约了石化产业整体转型升级的步伐。


2014年下半年原油价格的大幅回落,使得原本失去成本竞争力的蒸汽裂解制乙烯重新回到人们的视野,而曾在国内火及一时的煤制烯烃(CTO)或甲醇制烯烃(MTO)工业却有所降温。“十九大”提出了中国经济已进入了新时代的科学论断,未来石化产业将进入到发展质量和提高核心竞争力的新阶段。


在这一形势下,如何提高中国乙烯工业竞争力已成为市场的必然要求,在面临国际原油价格低迷、国内炼油产能严重过剩及乙烯缺口不断扩大的局面,大力发展有竞争力的乙烯工业,不仅有利于提高国内炼化工业的整体竞争力,同时对缩小国内乙烯及下游产品的对外依存度有积极意义。


1

全球乙烯市场供需仍相对偏紧



1.1全球乙烯能力增长缓慢,乙烯装置开工率维持在高位


2010年以来,国际原油价格高位和天然气价格持续低迷的环境下,全球乙烯建设发生了较大变化。一是北美地区依靠丰富和低廉的天然气液开始建设新的乙烯装置;二是中国在MTO技术突破后,大力发展以煤或甲醇为原料的烯烃产业。


与此相反的是,中东地区由于乙烷资源减少,乙烯产能增速明显下降;同时东北亚、东南亚等地以石脑油为原料的乙烯工业在高油价背景下,竞争力也显著下降,规划建设的乙烯装置也明显减少。正是由于以上原因,2015年后全球乙烯装置开工率明显提高,到2016年全球乙烯开工率已接近90%,见图1。



与此同时,全球乙烯需求仍保持了相对稳定的增长,2010–2015年全球乙烯年均增速达到3.0%,尽管略低于2005–2010年的3.1%的水平,但在全球经济持续疲软,国际贸易不断下滑的环境下仍能实现这一增长已属不易。


1.2  乙烯原料的轻质化比例明显提高,轻烃已成为乙烯原料的主要来源


天然气价格下滑,使得乙烷原料成本优势显现。目前北美乙烯生产成本紧随中东之后,低于500美元/吨。巨大的优势使得美国乙烯原料轻质化进程显著加快,2008年美国乙烯原料中,轻烃(乙烷、丙烷、丁烷)所占比例仅为69%,到2016年这一比例已提高至93%。同时其他地区也在大力推进乙烯原料的轻质化,使得全球乙烯原料轻质化比例明显提高,到2016年,全球乙烯原料中轻烃所占比例已达到51.2%,较2010年提高了6.6个百分点,而传统的石脑油(含轻柴油)所占比例则由2010年的54.7%下降至2016年的45.5%,降低了8.7个百分点(见图2)。目前轻烃已成为全球乙烯原料的主要来源。



1.3  未来全球乙烯扩能仍相对较少,乙烯开工率将维持在87%左右


从未来发展看,全球乙烯扩能主要集中在美国、中国和印度等国家及地区。据IHS预测,2017–2025年全球将新增乙烯产能为6280万吨/年,其中以上3个国家新增产能就达到3830万吨/年,约占全球新增产能的61%。而近年来产能增长较快的中东地区增速明显下降,2016–2025年中东地区新增产能为850万吨/年,年均增速仅为2.6%,远低于前10年两位数的增长。预计到2025年全球乙烯产能将达到2.27亿吨/年(见图3)。



从需求看,随着全球经济的逐步恢复,特别是“一路一带”建设带来的全球经济的逐步融合将拉动全球乙烯需求的稳定增长,预计到2025年全球乙烯需求将达到1.99亿吨,2016–2025年年均增长将达到3.4%,明显高于2010–2015年年均增长3.0%的水平。


在需求增长的拉动下,全球乙烯开工率仍将维持在较高的水平,尽管近期由于产能集中使得开工率有所回落,但从长期看乙烯装置的开工率仍将超过87%,维持在较高的水平。


2

中国乙烯市场缺口近年来不断扩大



2.1国内乙烯产能增长缓慢,近年来煤化工成为国内乙烯增长主要推动力


中国乙烯工业在2005–2012年经历了一轮大发展。在此期间,中国建成了包括独山子、大庆、茂名、镇海、赛科、福建、天津7套百万吨级的乙烯装置,同时抚顺、四川、扬巴、武汉4套80万吨/年级的乙烯装置也先后投产,国内乙烯产能从2005年的788万吨/年增长至2012年的1670万吨/年。


之后尽管国内煤化工发展迅速,但受到高油价的影响,国内新建油制乙烯的热情不高,除2013年投产的武汉乙烯和2014年投产的四川乙烯,再无新增油制乙烯生产装置,与此相反,自从2010年8月神华包头煤化工项目投产后,凭借着高油价下的明显成本优势,在随后的几年里取得了巨大成功。之后中煤集团、三峡集团及民营企业纷纷投入巨资建设以煤或甲醇为原料的MTO生产装置,到2016年国内先后建成的MTO装置14套,乙烯产能达到413万吨/年。中国石化也开始涉足煤化工产业,先后在鄂尔多斯、安徽和贵州规划建设了4套MTO装置,2016年中天合创的首套MTO装置建成投产。截至2016年底,国内乙烯产能为2243万吨/年。从原料来源看,以石脑油为原料的产能达到了1830万吨/年,约占81.6%,以煤或甲醇为原料的生产装置产能为413万吨/年,约占18.4%。


2.2  新技术、新工艺使得乙烯下游需求空间缩小,国内乙烯当量需求增速明显下降


2000年后,中国经济的快速发展拉动了国内乙烯需求的快速发展,2000–2010年中国乙烯当量需求尽管受到了2008年全球金融危机的影响,但10年间的平均增速仍达到10.6%,是国内GDP增长的1.1倍。


2010年后除电石法PVC外,煤制乙二醇、干气制乙苯等新技术新工艺的发展造成了乙烯下游空间缩小,乙烯当量需求增速明显下降,2010–2015年国内乙烯当量需求年均增速仅为4.7%,2016年国内乙烯当量需求为3875万吨,同比增长3.0%,乙烯当量需求增速继续回落。到2016年,国内乙烯当量消费为3875万吨,当量缺口超过了1700万吨,较2010年增加了近200万吨(见图4)。



2.3  国内油制乙烯装置轻质化进程也在加快


受到轻组分烃类价格较低的影响,2010年我国乙烯原料也进入轻质化进程。从实施情况,炼化一体化企业在优化原料结构方面进行了大量工作,加大了C3/C4/C5、轻烃等轻质原料的使用比例,以齐鲁石化为例,2010年乙烯原料中石脑油比例高达67%,之后乙烯企业积极同炼油厂配合,采用轻烃及加氢尾油作为乙烯原料,到2016年其乙烯原料中的石脑油比例下降至54%。从国内现有的油制乙烯装置看,效益较好的装置中乙烯原料重组分相对较少,目前国内乙烯装置效益最好的镇海炼化,其乙烯原料中石脑油比例仅为44%,而乙烯收率高达33.3%。受此影响国内油制乙烯装置原料也明显得到优化,2010–2016年国内乙烯原料中石脑油比例明显下降,相应的是C3/C4/C5、轻烃、加氢尾油等轻组分明显提高(见图5)。



2.4  “三桶油”外企业将成为国内新增乙烯的主力军


2014年原油价格的大幅回落及原油价格之后的持续低位,使得油制乙烯的竞争力明显增强,同时国内乙烯当量缺口的不断扩大,促使国内新建油制乙烯装置的热情不断高涨。同以往不同的是,这轮乙烯扩能不是以中国石化和中国石油为主导,其他企业,特别是民营企业成为了新建蒸汽裂解制乙烯的主力军。从目前公布的规划项目看,2018–2025年,我国将新增油制乙烯装置14套,新增乙烯产能1435万吨/年,其中“三桶油”外企业就新增8套,产能为835万吨/年(见表1)。



2.5  受到聚乙烯需求增长的影响,国内乙烯当量需求增速相对平稳


2010年后受到国内经济疲软的影响,国内聚乙烯的需求增速也明显下降,2012年国内聚乙烯需求增速甚至跌至2%以下。2013年国家开展的“绿篱行动”,对国内抑制进口废旧塑料起到了积极作用,国内聚乙烯废旧塑料进口从2014年的440万吨下降至2016年的253万吨。废旧塑料使用减少促使国内聚乙烯需求增速明显提高,2013年后国内聚乙烯的需求增速一直维持在5%以上(见图6)。



从未来发展看,聚乙烯的需求增长主要依靠两方面驱动,一是中国经济进入新时代后,随着人们对美好生活的向往和不平衡不充分矛盾的解决,我国对高性能聚乙烯产品的需求将明显增加;二是随着国内电子商务的快速发展,国内快递业务仍将保持较快增长。近年来国内快递业务年均增长超过50%的速度虽然会有所下降,但2025年前快递业务的增长仍将达到20%以上。快递业的发展将拉动中低端聚乙烯需求的增长(见图7)。



以2016年为例,当年国内完成快递业务量312.8亿件,同比增加51%。按照对顺丰、京东及苏宁等快递企业的调研测算,这些快递量的二次包装共消耗编织袋53亿条,塑料袋129亿个,封套43亿个,胶带268.3亿米,缓冲物48亿个。合计约消耗聚乙烯130万吨,聚丙烯近40万吨。


正是由于聚乙烯的稳定增长,预计未来国内乙烯当量需求增长将保持相对稳定,即国内乙烯消费将更加依赖聚乙烯消费的增长,2025年国内聚乙烯占乙烯消费份额将提高至66%左右。预计到2025年国内乙烯当量需求将达到5500万吨左右。


3

石脑油制乙烯重拾成本竞争力


3.1  石脑油制乙烯成本明显降低


蒸汽裂解制乙烯作为乙烯生产的主要方式在市场上具有成本竞争力。但2008年后随着美国页岩气的爆发式发展,导致全球2010年后原油价格同天然气价格走势明显背离。低廉的天然气价格使得以C2/C3/C4为原料的乙烯成本大幅下降。


2011– 2014年,北美地区乙烯成本仅为350 ~ 400美元/吨,而同时东北亚地区以石脑油为原料的乙烯成本超过了1100美元/吨。高油价也使得国内以煤为原料的烯烃具有良好的竞争力。以2013年为例,神华包头 MTO装置生产聚烯烃产品56 万吨左右,实现利润超过12亿元,而中国石化当年聚烯烃产量为1 242万吨,石化板块却亏损严重。


原油价格的大幅回落,彻底改变了石脑油制乙烯装置的竞争格局,据IHS估计,2016年美国乙烷制乙烯成本为500美元/吨左右,而东北亚地区的石脑油制乙烯成本为850美元/吨,两地成本差距明显缩小,也使得北美地区乙烯成本优势不再明显。在我国原油价格的低位也使得石脑油制乙烯成本重新具有竞争力,2016年在国内乙烯生产中,石脑油制乙烯成本最低,而MTO成本最高(见图8)。



中国石化经济技术研究院研究结果表明,当煤价为220元/吨时,MTO工艺中烯烃的成本同石脑油为原料烯烃成本的平衡价在56美元/桶左右;而当甲醇价格为2 000元/吨时,这一平衡价估计在76美元/桶左右。蒸汽裂解与煤制烯烃成本平衡对比见图9。



3.2  蒸汽裂解装置的多元化产品应对市场能力更强


蒸汽裂解装置除能够生产乙烯、丙烯外,还副产如C4、C5、C6产品,通过提纯可得到如丁二烯、1–丁烯、纯苯、甲苯等多种有机产品。而轻烃裂解及煤制或甲醇制烯烃的产品绝大部分为乙烯或丙烯,其他产品的含量极少。正是由于以上原因,北美地区的丁二烯、纯苯等从2012年起进口量大幅增加。2016年北美地区纯苯的进口量超过200万吨。因此蒸汽裂解的多元化产品将进一步增强装置的竞争力。


4

国内发展乙烯工业的建议


4.1  应完善乙烯产业布局,实现在沿海地区油制烯烃和西部地区MTO建设的协调发展


中国乙烯工业的发展始于西部,20世纪80年代后随着改革开放,沿海地区依托其便利的交通、巨大的需求成为了中国乙烯装置建设的热土。尽管在2010–2014年,受到高油价的影响,沿海地区乙烯发展有所放缓,但2015年后油价的大幅下跌使得沿海地区的油制烯烃装置重新成为新的投资热点。与此同时西部地区依靠其丰富的煤炭资源依然在大力发展CTO,据不完全统计,到2025年国内将有30余套CTO 或MTO装置投产,新增乙烯产能将超过900万吨/年。


我们认为,在目前国内大力建设乙烯装置之际,国家有关部门应充分重视国内乙烯产业的发展,在统筹国内石化园区建设的基础上,完善国内乙烯产业的布局,充分发挥不同原料间的地域优势,实现沿海地区油制烯烃和西部地区的MTO的协同发展,实现沿海和内地间乙烯基下游产品的有序竞争。


4.2  乙烯原料在立足国内的基础上,要充分利用国外轻烃资源


从2016年国内乙烯原料看,煤或甲醇制乙烯的产量已达到310万吨左右,约占国内乙烯产量的14.3%。在油制烯烃的产业中,轻质原料的良好效益越来越受到企业的青睐,到2016年国内油制乙烯的原料中,石脑油比例已从2010年的78%下降至55%。尽管如此,未来国内乙烯原料的轻质化道路依然漫长。我们认为,我国乙烯原料应立足国内,要充分利用国内大力发展炼油工业的机会,着力优化乙烯原料。同时也要充分研究全球乙烷和丙烷资源,通过进口这些资源,使国内乙烯原料进一步轻质化。


4.3  要充分重视下游装置配置,根据自身特点,实现差别化生产


国内乙烯产业的大力发展,离不开下游产业的消化。从目前市场情况看,国内乙烯市场中,聚乙烯和乙二醇仍是乙烯下游配套的主要领域。特别是聚乙烯,受到下游需求广泛,新产品和新领域不断涌现,未来国内的需求仍将保持较快增长。建议企业在建设乙烯装置的同时,充分重视下游装置的配置,特别是中国石化和中国石油,目前已拥有多套聚乙烯生产装置,未来在建设新的聚乙烯装置时,充分考虑到现有装置的生产实际,结合装置的技术和区域特点,有序实现装置分工。






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