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    行业资讯:乙烯原料结构及全球生产格局

    发布时间:2023-03-29


    ● 乙烯产能变革主要受到政策、原料价格和需求的影响,2025年前中国将引领产能增长,并由原料驱动转向技术驱动

    21世纪以来三次产能扩张(中东乙烷、美国页岩气和中国煤制乙烯)主要由原料成本驱动,“十四五”期间欧美产能逐步转移至消费地,自给率缺口促使我国产能进一步扩张。(1)专注有竞争优势的主业发展是化工企业做大做强的通路,也是困境反转的解决方法;(2)通过技术层面渗透全球聚烯烃产业发展,是竞争日益激烈的乙烯行业的突破路径之一。因此技术、工艺进步将是未来产能的主要驱动因素,体现在我国乙烯装置技术、关键原料/催化剂逐步自主化,下游产品更贴合消费市场。

    ● 结论与推荐

    乙烯产业经过百年发展进化,其传统的生产工艺已成熟,在当前能源创新与能源安全的双重背景下,乙烯行业今后的发展方向将是原料多元化、技术低碳化以及产品高端化。着重关注两条主线:1)油价波动下,煤制烯烃以及烷制乙烯各有优势。我国煤化工具有天然资源、技术经验领先,在海外能源高企下具有明显成本优势;美国乙烷供给放量但下游乙烯裂解装置无大的新增,乙烷价格有望回归合理区间,轻烃化工有低能耗、低碳排、流程短收率高、产氢多的优势,属于国家政策鼓励工艺。2)乙烯产能的投放今后将由技术、新市场需求驱动,新材料是乙烯产能消化的重要突破途径,注重科技研发、产品更符合市场发展趋势的化工企业将更具有长远竞争力;我国大炼化在EVA已经形成突破,未来在POE等方面有望形成新的增长点。

    ● 全球乙烯产能

    21世纪以来,全球乙烯产能主要经过三次扩张及产能地转移:

    1)2009-2011年,新增产能主要是来自于中国和中东,三年总计新增乙烯产能超 2200 万吨;

    2)美国的页岩气革命带来了乙烷产乙烯的投量高峰;

    3)中国煤(甲醇)制乙烯产能的提升和近三年大炼化带来的乙烯产能扩张。

    随着发展中国家经济高速发展带来日益增长的化工产品需求,全球乙烯产能稳步增长。

    从整体产能来看,截至2021年,全球乙烯产能达到2.1亿吨/年,同比增长6.2%。2021年,世界乙烯装置总数约340座,乙烯装置的平均规模约为62万吨/年。从产能分布地区和国家来看,2021年,在中国乙烯产能增长推动下,亚太地区乙烯总产能已升至8330万吨/年,在世界乙烯总产能的占比从2015年的36%升至40%。近年来,亚太地区乙烯产能始终保持快速增长态势,超过了欧美乙烯产能总和,其世界领先地位不断提升。


    21世纪以来全球乙烯产能分布区域占比变化

    美国、中国和沙特阿拉伯的乙烯产能仍稳居世界前三位,我国和美国的乙烯产能基本持平,差距缩小至59万吨/年。韩国乙烯产能大幅增加,正向乙烯生产大国挺进。伊朗乙烯产能跃居世界第五位。

    2021年各国乙烯产能情况

    中东地区:原料成本优势驱动中东乙烯有2/3是以乙烷和丙烷做原料,其乙烷价格长期低于美国乙烷价格,例如在2011年为0.75~1.25美元/百万英热单位,远低于当时美国约10美元/百万英热单位的乙烷价格。原料成本优势推动当地产能持续扩张,2018年海合会地区乙烯衍生物产能为3300万吨/年,占全球乙烯衍生物总产能的21%,2000年以来的年均增速达到9.8%。但由于其油气田伴生乙烷增量放缓,近年来产能增速放缓,且新建装置中采用石脑油、轻烃等混合原料的比例显著提高。

    中东地区21世纪以来重要乙烯项目

    东北亚:以中国为代表的新兴市场需求及政策驱动进入21世纪,中国乙烯产能有两轮集中投放期:2005-2006 年和2009-2010 年,主要是由于在国内需求增长下,三桶油炼厂进行扩产。1999年到2008年十年间,我国乙烯产能从435万吨跃升到998.5万吨/年,到2009年年底全国乙烯产能首次突破千万吨大关,达到1177.8万吨/年,稳居世界第二位。2011年后,由于油价高企,我国煤(甲醇)制乙烯产能逐步扩展,煤制乙烯产能占比有一定提升。该工艺主要是通过煤炭替代石油生产甲醇,进而转化为乙烯、丙烯等。2010年,第1套煤制乙烯装置——内蒙古神华包头煤化工有限公司60万t/a 煤制乙烯项目投入商业化运营,标志着我国已实现煤基甲醇制烯烃技术的工业化应用;2011年,我国首套20万t/a 甲醇制乙烯项目(中原石油化工有限责任公司) 投产;2014—2016 年是我国煤制烯烃项目的投产高峰期。截至2021年底,我国煤制烯烃生产能力达到800万吨/年以上。随着国际油价大幅下跌,国内煤/甲醇制烯烃项目经济性明显下降,规划项目投资节奏显著放缓。而基础炼化产业尤其是炼化一体化项目盈利丰厚,行业投资热情高涨。2018年,中海油惠州二期和中??桥贫诮ǔ赏恫?,拉开了国内大炼化新一轮扩能的序幕。随后,恒力石化、浙江石化、中科炼化、中化泉州等多个炼化一体化项目建成投产。此外,新浦化学、万华化学、宝来/利安德巴塞尔等多个轻烃/石脑油裂解项目顺利建成投产。


    近十年我国乙烯不同生产工艺产能占比趋势

    北美:页岩气革命催生美国乙烯产能新释放北美地区一直是全球乙烯的主要生产地区,由于竞争力的原因,北美的乙烯开工率在 2008 年曾经降到 80%以下,其中在2008-2010 年间产能减少 240 万吨。2011年后随着美国页岩气革命带来廉价乙烷原料供应爆发式增长,推动北美乙烯产能重新进入扩张周期。

    美国乙烯产量走势和美国乙烷价格走势

    在2010年前,美国乙烷价格处于高位,大约在600美元/吨的水平,而后随着页岩气革命,大量的页岩气被开采出来。由于美国天然气多以湿气为主,天然气被分离进入管网后,剩下总质量占比约30%的天然气凝析液NGL被输送至美国休斯敦地区再进行分馏,其中乙烷、丙烷占比分别接近40%和30%。

    北美天然气凝析液的价格并没有像过去那样随着原油价格的上涨而增加,逐步与石油脱钩,乙烷价格自此一直保持在200美元/吨的水平以下,具有持续的竞争优势。而美国如Enterprise,ETP,Targa,Oneok等中游公司不断加大投资开发NGL管道,使得大量的乙烷、丙烷等轻烃能够从EagleFord,Bakken, Barnett和Marcellus等富含天然气凝析液的气田通过星罗密布的NGL管道得以汇聚到美国休斯敦的化工中心。

    美国主要NGL管线情况

    2015年到2020年,美国墨西哥湾沿岸新增约1300万吨乙烯产能,乙烯总产能达到4000万吨,全球产能占比超过20%,成为全球最大的乙烯生产地。2020年,美国的乙烯生产原料有82%来自乙烷,而12%来自LPG(丙烷和丁烷),以乙烷为主的轻质化乙烯原料利用,使得美国成为仅次于中东的第二大成本竞争地区。

    ● “十四五”全球乙烯产能展望

    GlobalData发布的《2025年前全球乙烯产业前景展望》报告预测,2025年前全球乙烯产能将出现大幅增长,有望从2020年的2.0132亿吨/年提高至2025年的2.9942亿吨/年,增幅达到49%。

    2025年前中国将引领亚洲地区乙烯产能增长,中国将新增3125万吨/年的乙烯产能。GlobalData将印度确定为乙烯新增产能第二大的国家,2025年前将新增乙烯产能1185万吨/年。主要新增产能将来自霍尔迪亚石化公司的Cuddalore乙烯装置和Nayara能源公司瓦迪纳乙烯装置。这两套装置的产能均为180万吨/年。伊朗将是新增乙烯产能第三大国家,2025年前将新增产能999万吨/年。主要新增产能将来自Sepehr Makran Chabahar乙烯装置,到2024年产能将达到135万吨/年。

    2016-2025年全球乙烯新增产能及需求增速

    美国新建乙烯扩张趋缓,产能逐步转移

    美国的能源和原料成本具有优势。美国乙烯生产主要来自乙烷,2021年,乙烷为裂解原料的装置(包含掺混乙烷装置中以纯乙烷为原料的装置)占美国乙烯产量的80%。据CEFIC计算,得益于乙烷占主导,北美裂解乙烯装置现金成本仅高于中东。


    美国乙烯产能按装置划分  裂解乙烯装置现金成本(美元/吨)

    美国本土乙烯产能扩张渐缓。自2014年底以来,由于原油价格大幅下跌,加之新冠疫情导致的需求破坏,北美石化扩能投资步伐近两年有所放缓,更有甚者取消或推迟了已公布的项目:

    - 泰国PTT全球化工公司(PTTGC)已再次推迟位于美国俄亥俄州贝尔蒙特的乙烯项目。由于韩国大林公司已于2020年退出该项目,项目的未来尚不确定。

    - 2020年10月,美国雪佛龙菲利普斯化工公司推迟了其与卡塔尔石油公司在美国墨西哥湾沿岸的合资裂解项目的最终投资决定。该项目乙烯和高密度聚乙烯产能达200万吨/年,项目的前端工程设计已经完成。

    - 台塑集团旗下的台塑石化公司(FPCC)计划2023年在路易斯安那州投产两套120万吨的乙烷裂解项目。在 2019年10月,由于污染的原因,公司被???000万美元,此外还被勒令整改,需实现零塑排放。该公司后续再次表示,将推迟项目建设。

    根据安迅思公司供需数据库分析,2017~2020年为美国本土乙烯的第一波扩能潮。2020年美国乙烯新增产能将达约220万吨/年的峰值并结束第一波扩能潮。第一波扩能潮令美国增加了1090万吨/年产能。预计2021~2024年的第二波扩能潮只相当于第一波的影子,新增产能将降至480万吨/年左右。从目前统计情况来看,美国未来几年乙烯投产项目多以扩建产能为主。

    2022-2025年美国新增及预计新增乙烯投产项目

    产能转移在近年成为美国大多数能化巨头的选择,中国成为接棒者之一。全球化学工业正在将投资转向本地化供应,即便是大宗通用化学品,也在努力实现分子旅行最小化。美国乙烯的扩能也在遵循这一变化。

    近年海外能化巨头在华投资项目

    自给率缺口驱动中国产能进一步扩张尽管近几年我国乙烯产能迅速放量,但乙烯当量消费进口依存度依然较高,仍在50%以上。由于乙烯需要在零下100℃存储及运输,直接进口难度较大,因此乙烯的生产商多以下游衍生品的形式进行产品的销售。国内乙烯的实际市场容量一般采用“当量消费量”,当量消费量=产量+净进口量 (进口量-出口量) +下游产品净进口折算量。根据国家统计局,2021年,我国乙烯产量约为2826万吨,而当量消费量达到5832万吨,当量缺口达到3006万吨左右,自给率约为48.5%。

    近年我国乙烯当量自给率情况

    中石油经研院预测,2022年中国新增乙烯产能仍将达到565万吨/年,总产能增至4933万吨/年,将赶上或超过美国。新增产能中气基乙烯延续快速发展势头,占比达到61%,已高于油基乙烯的投产规模。

    2022年后,国内乙烯产能扩张延续扩张态势,但产能增长较2020年和2021年有所放缓。2023—2025年国内仍有大量乙烯项目投产,投产概率极大的乙烯产能共计1545万吨/年。其中,油基乙烯将占绝大多数;气基乙烯新增产能面临较大不确定性,主要受限于海外乙烷供应稳定性;煤/甲醇基乙烯新增产能规模将较为有限方面,主要由于各省在“双碳”目标下陆续出台煤化工等行业产能控制政策。


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