1、行業深度研究報告請參閱最后一頁的重要聲明石油化工目錄1.頁巖氣革命顯著推升美國乙烷供給. 11.1 天然氣-乙烷產業鏈上下游綜述. 11.2 頁巖氣革命推進美國能源革新步伐. 11.3 頁巖氣革命驅動美國天然氣產量大幅擴張. 31.4 天然氣產量擴張大背景下乙烷分離量也不斷增加. 52.美國乙烷供給不斷增加，揚帆出海大勢所趨. 62.1 美國乙烷供給穩步增長. 72.2Appalachia：美國能源重地，天然氣處理及乙烷外運能力制約乙烷供給. 92.3 從Permian 到 Mont Belvieu：美國乙烷核心供應線. 132.4 美國乙烷揚帆出海大勢所趨. 163.全球乙烯產能穩步增長及原

2、料輕質化趨勢共振美國乙烷需求. 203.3 乙烷價格上下兩端受制，長期上漲動力有限. 244.中國進口美國乙烷裂解制乙烯前景值得期待. 334.1 中國乙烯及下游聚乙烯、乙二醇等對外依存度高企. 334.2 國內原料輕質化浪潮勢不可擋. 364.3 時代造就偉大企業:衛星石化將為中國進口美國乙烷裂解制乙烯的先行者. 38風險分析. 39目錄1.頁巖氣革命顯著推升美國乙烷供給. 11.1 天然氣-乙烷產業鏈上下游綜述. 11.2 頁巖氣革命推進美國能源革新步伐. 11.3 頁巖氣革命驅動美國天然氣產量大幅擴張. 31.4 天然氣產量擴張大背景下乙烷分離量也不斷增加. 52.美國乙烷供給不斷增加，

3、揚帆出海大勢所趨. 62.1 美國乙烷供給穩步增長. 72.2Appalachia：美國能源重地，天然氣處理及乙烷外運能力制約乙烷供給. 92.3 從Permian 到 Mont Belvieu：美國乙烷核心供應線. 132.4 美國乙烷揚帆出海大勢所趨. 163.全球乙烯產能穩步增長及原料輕質化趨勢共振美國乙烷需求. 203.1 世界乙烯供需穩步增長. 203.2 世界乙烯原料輕質化趨勢明顯. 213.3 乙烷價格上下兩端受制，長期上漲動力有限. 243.4 下游乙烯產能穩步擴張以及乙烷路線占比提升共振美國乙烷需求. 263.4.1 美國：18-19 年美國乙烷供需將趨于緊張，2021 年開

4、始逐步寬松. 263.4.2 加拿大：國內供需缺口不斷擴大，未來對美國乙烷進口依賴度將不斷提升. 28石油化工請參閱最后一頁的重要聲明行業深度研究報告3.4.3 中東：乙烷供需平衡，將持續無富余乙烷出口. 293.4.4 西歐：供需缺口有所拉大，未來進口美國乙烷量將維持穩定. 304.中國進口美國乙烷裂解制乙烯前景值得期待. 334.1 中國乙烯及下游聚乙烯、乙二醇等對外依存度高企. 334.2 國內原料輕質化浪潮勢不可擋. 364.3 時代造就偉大企業:衛星石化將為中國進口美國乙烷裂解制乙烯的先行者. 38風險分析. 39圖表目錄圖表 1 天然氣-乙烷產業鏈. 1圖表 2 美國主流能源消耗量

5、歷史變化（單位：千兆英熱單位）. 2圖表 3 世界頁巖氣儲量分布. 2圖表 4 美國頁巖氣開采主流工藝為水力壓裂技術. 3圖表 5 頁巖氣是美國天然氣產量增長的核心驅動力. 4圖表 6 美國頁巖氣主要增產產區. 4圖表 7 美國天然氣供需格局較為寬松. 5圖表 8 美國已成為天然氣凈出口國. 5圖表 9 美國 NGPL（含乙烷）產量 與干氣產量同步增長. 5圖表 10 美國 NGPL 各組分中乙烷產量、增速居首. 5圖表 11 美國乙烷價格逐步脫離天然氣熱值定價. 6圖表 12 從干氣中分離出的 NGPL 中各組分產量占比. 6圖表 13 全球主要國家或地區乙烷產量、消費量及凈出口情況. 6圖

6、表 14 美國乙烷供應鏈. 7圖表 15 美國主要油氣田區位分布. 8圖表 16 美國乙烷產量來源地分布. 8圖表 17 美國乙烷來源地占比（2016 年）. 9圖表 18 俄亥俄、賓州和西弗吉尼亞天然氣產量總和變化. 9圖表 19 俄亥俄、賓州和西弗吉尼亞天然氣消費總和變化. 9圖表 20 近年 Appalachia 地區天然氣處理裝置能力變化. 10圖表 21 近年 Appalachia 地區分餾裝置能力變化.11圖表 22 近年 Appalachia 地區分餾裝置能力變化.11圖表 23Maecellus/Utica 乙烷回注比例變化. 12圖表 24Permian 盆地位于美國西南部，

7、毗鄰NGL 交易中心. 13圖表 25Permian 盆地當前外運管道情況. 14圖表 26Permian 新建原料NGL 運出管道計劃. 14圖表 27 各地通向 MB 的NGL 輸入管道. 15圖表 28Mont Belvieu 地區現有分餾裝置情況. 15圖表 29Mont Belvieu 地區NGL 及乙烷分餾價差. 16圖表 30Mont Belvieu 地區NGL 分餾能力擴張情況. 16圖表 31 全球乙烷出口占比. 17石油化工請參閱最后一頁的重要聲明行業深度研究報告圖表 32 美國乙烷經由兩大海運出口終端供應世界. 17圖表 33 美國乙烷出口穩步增長. 18圖表 34 連通

8、 MB 的美國NGL 管道運輸系統. 18圖表 35Marcellus/Utica 分離出的乙烷直接管運至出口終端的線路情況. 19圖表 36 美國兩大海運港口合約情況. 19圖表 37 世界乙烯產能分布（百萬噸） . 20圖表 38 世界乙烯新增產能及需求（百萬噸）. 21圖表 39 世界乙烯供需格局. 21圖表 40 世界乙烯原料構成（2010 年）. 22圖表 41 世界乙烯原料構成（2017 年）. 22圖表 42 制備乙烯三種工藝流程圖. 22圖表 43 乙烷裂解最為低耗和清潔. 23圖表 44 乙烷裂解制乙烯收率居首(%) . 23圖表 45 全球乙烯單噸平均生產成本（2018 年

9、）. 23圖表 46 美國 MB 乙烷價格走勢圖（美元/噸） . 24圖表 47 美國三大油氣帶NGL 到 MB 的管道運輸線路. 25圖表 48 美國乙烷生產成本測算(美元/噸). 25圖表 49 美國乙烷、乙烯價格及價差. 26圖表 50 美國乙烯原料構成（2016 年）. 27圖表 51 美國乙烯原料構成（2020 年預測）. 27圖表 52 美國新增乙烷裂解制乙烯項目. 27圖表 53 美國新建乙烷裂解裝置集聚于墨西哥灣區. 28圖表 54 2018-2019 年美國乙烷供需將趨于緊張. 28圖表 55 加拿大乙烷裂解制乙烯項目. 29圖表 56 加拿大對美國乙烷進口量保持穩定、進口占

10、比不斷提升. 29圖表 57 中東乙烷基本自給自足. 30圖表 58 中東乙烯原料構成（2017 年）. 30圖表 59 西歐乙烷產自英國和挪威之間的北海地區. 30圖表 60 西歐乙烷產量變化情況 . 30圖表 61 西歐新增乙烷裂解制乙烯項目. 31圖表 62 西歐乙烯原料來源（2017 年）. 31圖表 63 西歐乙烷需求主要由英國驅動. 31圖表 64 西歐曾為世界主要的乙烷出口國之一. 32圖表 65 西歐各國進口美國乙烷情況. 32圖表 66 西歐乙烷供需情況. 32圖表 67 西歐乙烷進出口情況. 32圖表 68 全球乙烯供需關系. 33圖表 69 國內乙烯供需形勢（2000-2

11、017 年） . 34圖表 70 中國乙烯供需增速. 34圖表 71 全球乙烯下游市場格局（2010 年）. 34圖表 72 全球乙烯下游市場格局（2017 年）. 34石油化工請參閱最后一頁的重要聲明行業深度研究報告圖表 73 全球聚乙烯供需情況. 35圖表 74 中國乙烯主要下游產品供需形勢（2017 年）. 35圖表 75 國內聚乙烯供需及進口情況. 36圖表 76 國內擬建乙烷裂解項目清單（不完全）. 37圖表 77 不同路線烯烴完全成本比較. 37圖表 78 乙烷裂解制乙烯項目盈利模型. 38圖表 79 乙烯單噸凈利敏感性分析（元/噸） . 38圖表 80 衛星石化 C2、C3 產業

12、鏈項目圖示. 39行業深度研究報告石油化工1.頁巖氣革命顯著推升美國乙烷供給1.1 天然氣-乙烷產業鏈上下游綜述天然氣通常和石油并存于地下多孔隙巖層中，其來源主要有頁巖氣、氣井氣、油井氣和煤層氣。天然氣的 主要成分是甲烷（CH4），甲烷是最短和最輕的烴分子，同時也含有較重的組分乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8） 和丁烷（C4H10）等。從天然氣到乙烷主要過程：（1）從油氣田開采出的原油和天然氣，經過分離器，分為濕氣、原油/油田凝析油和水。（2）濕氣經過天然氣處理廠一部分分離出干氣和 NGPL，一部分工廠凝析油與原油/油田凝析油一同經 過精煉冷凝分離塔生成液化煉油烯烴 LRG（乙烷、丙烷、正丁烷

13、、異丁烷、天然汽油和烯烴）。（3）NGPL 和LRG 統稱為碳氫氣體液 HGL，HGL 進一步處理分為天然氣凝析液 NGL（乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷和天然 汽油等）和煉油烯烴（乙烯、丙烯、丁烯等）。（4）NGL 混合組分通過管道運輸至 NGL 分餾裝置，分別經過脫 乙烷塔、脫丙烷塔、脫正丁烷塔和脫異丁烷塔分離成相對純組分的乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷和戊烷等組分。 最終進一步進行硫醇脫除等處理后，通過管道或卡車運往儲罐、加工工廠或港口。圖表 1 天然氣-乙烷產業鏈資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部1.2 頁巖氣革命推進美國能源革新步伐請參閱最后一頁的重要聲明1石油化工行業深度研究報告美國

14、歷史上發生過兩次重大的能源替代：1945 年左右，石油的消費量第一次超過煤炭的消費量，從此成為 了整個美國的主流能源。2010 年后，天然氣消費量超過煤炭，成為美國僅次于石油之后的第二大能源，長期來 看亦有趕超石油的趨勢。天然氣將成為美國未來 20 年，增速最快、總量最大的能源，并且美國天然氣的開采量增速將明顯高于消耗量增速。EIA 預計美國 2040 年天然氣開采量大概是 4 萬兆英熱單位，天然氣消耗量則為 3.3萬兆英熱單位。圖表 2 美國主流能源消耗量歷史變化（單位：千兆英熱單位）資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部資料來源:世界能源署，中信建投證券研究發展部美國頁巖氣開采技術自上世

15、紀八九十年代以來發展成熟，技術壁壘高且經濟性穩步提升：目前美國頁巖氣 的鉆井使用的是水力壓裂法（hydraulicfracturing），水力壓裂法是指將摻有砂石和化學物質的高壓水注入平行井 以沖破巖層，以釋放出其中蘊含的氣（油）資源。水力壓裂是改善儲層裂縫系統，增加滲流通道的最有效方法，美國頁巖氣儲量豐富：頁巖氣是指賦存于以富有機質頁巖為主的儲集巖系中的非常規天然氣。根據世 界能源署在 2016 年出版的World Energy Resources:Unconventional gas,a global phenomenon中的數據， 中國、阿根廷、阿爾及利亞的頁巖氣儲量均超過 20 萬億立

16、方米位居世界前列，美國擁有 17.6 萬億立方米 的頁巖氣儲量，為世界第四大頁巖氣儲量國。美國是目前世界上唯一有能力商業化大規模開采頁巖氣的國 家。圖表 3 世界頁巖氣儲量分布頁巖氣儲量（萬億立方米）35 302520151050請參閱最后一頁的重要聲明2石油化工行業深度研究報告且水力壓裂對儲層傷害小，增產效果明顯。20 世紀 80、90 年代，米切爾能源公司在巴耐特頁巖開發了水力壓 裂技術；2000 年前后，美國開始大規模生產頁巖氣，此時在德克薩斯中北部的巴耐特（Barnnet）頁巖生產的頁 巖氣已經具備經濟性。2005 年，巴耐特頁巖的天然氣產量已經達到 5000 億立方英尺。此后，水力壓

17、裂技術生 產的頁巖氣，在美國遍地開花，包括阿肯色北部的費耶特維爾頁巖、德克薩斯東部和路易斯安那北部的海恩斯 維爾、俄克拉荷馬的伍德福德、德克薩斯南部的伊格福特、阿巴拉契亞北部的馬塞勒斯和尤蒂卡頁巖等。隨著 開采技術改善，頁巖氣開采成本不斷降低、經濟性提升：美國頁巖氣鉆井的平均建設成本從 2012 年的 800 萬美金左右降為當前的 550 萬美金左右，經濟性提升明顯。圖表 4 美國頁巖氣開采主流工藝為水力壓裂技術資料來源:Google，中信建投證券研究發展部1.3 頁巖氣革命驅動美國天然氣產量大幅擴張美國本輪天然氣產量擴張始于頁巖氣革命：美國天然氣主要來源于氣井氣、油井氣、煤層氣和頁巖氣，頁

18、巖氣革命后美國頁巖氣產量迅速擴張，截止 2017 年 12 月已經占到天然氣總產量的 58.3%。Marcellus、Utica、Permian、Eagle Ford 是美國頁巖氣主要增量產區，2017 年頁巖氣產量合計占比高達 70%。請參閱最后一頁的重要聲明3行業深度研究報告石油化工資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部注釋：體積換算按 1 立方米=35.315 立方英尺，下同頁巖氣驅動天然氣產量穩步增長，美國已成為天然氣凈出口國：自頁巖氣產量大幅增長后，美國天然氣供 給大幅增長，供需格局轉為相對寬松，在此情況下美國天然氣進口量整體呈現下滑趨勢，而出口量則保持上行 勢頭，并在 2017

19、年反超出口量。圖表 5 頁巖氣是美國天然氣產量增長的核心驅動力氣井氣(億立方米/月)油井氣(億立方米/月)頁巖氣(億立方米/月)900 800 700 600 500 400 300 200 100 0Jan-2008 Jan-2009 Jan-2010 Jan-2011 Jan-2012 Jan-2013 Jan-2014 Jan-2015 Jan-2016 Jan-2017資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部注釋：體積換算按 1 立方米=35.315 立方英尺圖表 6 美國頁巖氣主要增產產區煤井氣(億立方米/月)1800 16001400120010008006004002000200

20、8/1/12008/5/12008/9/12009/1/12009/5/12009/9/12010/1/12010/5/12010/9/12011/1/12011/5/12011/9/12012/1/12012/5/12012/9/12013/1/12013/5/12013/9/12014/1/12014/5/12014/9/12015/1/12015/5/12015/9/12016/1/12016/5/12016/9/12017/1/12017/5/12017/9/12018/1/12018/5/12018/9/1Utica（百萬立方米/天）Marcellus（百萬立方米/天）Permian

21、(百萬立方米/天）Eagle Ford （百萬立方米/天） 其他（百萬立方米/天）請參閱最后一頁的重要聲明4行業深度研究報告石油化工1.4 天然氣產量擴張大背景下乙烷分離量也不斷增加天然氣供給端大幅擴張背景下乙烷產量也穩步增長，主要邏輯有二：一是基于管道運輸熱值限制，部分乙 烷需從天然氣干氣中分離，因此乙烷產量和天然氣（干氣）產量同步增長；二是隨著美國乙烷國內需求提升以 及出口增長，乙烷/天然氣價差擴大，天然氣生產商分離乙烷傾向強化。其一，天然氣管道運輸的熱值限制下，部分乙烷需和其他 NGPLs 組分從天然氣中分離，因此乙烷產 量和管道運至終端的天然氣干氣同向增長：從油氣田得到天然氣濕氣通過天

22、然氣處理裝置得到天然氣干氣 以及NGPLs,NGPL 是乙烷、丙烷、異丁烷和正丁烷還有天然汽油等的混合物，基于管道氣的運輸熱值限制， 需分離出熱值較高的組分，而烷烴的熱值水平與分子量正相關，所以丙烷、丁烷等重烷烴需被分離，NGPLs 中只有乙烷能夠被相對多的留在天然氣干氣中，管道運營商允許天然氣處理商自由裁決將乙烷留在天然氣 干氣中的量。如果乙烷相對于天然氣的價格偏低，天然氣生產商更偏向于將乙烷留在天然氣中作為燃料， 這個過程叫做乙烷回注。但即使乙烷可以選擇回注，由于乙烷熱值較高，一部分乙烷還是需要在天然氣干 氣中分離出來，因此一定程度上天然氣干氣的供給量增長的同時，乙烷分離量也同步增長。美國

23、天然氣產量（億立方米/年）天然氣油（百萬桶/天） 丁烷（百萬桶/天）圖表 9 美國 NGPL（含乙烷）產量 與干氣產量同步增長圖表 10 美國 NGPL 各組分中乙烷產量、增速居首NGPL（千萬億英熱單位)天然氣干氣（千萬億英熱單位)35 3025201510502010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017丙烷（百萬桶/天）乙烷（百萬桶/天）4.003.503.002.502.001.501.000.500.002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017圖表 7 美國天然氣供需格局較為寬松圖表 8 美國已成為天然氣凈出口國美

24、國天然氣消費量（億立方米/年）10000 9000800070006000500040003000200010000美國天然氣進口量（億立方米/年）美國天然氣出口量（億立方米/年）1400 1200 1000 800 600 400 200 0資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部請參閱最后一頁的重要聲明5行業深度研究報告石油化工資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部其二，乙烷逐漸脫離天然氣熱值定價，價格自 2015 年底部反彈，天然氣處理商更傾向于將乙烷分離 而非回注到天然氣中：當乙烷價格高時，生產商傾向于分

25、離出乙烷單獨銷售，而當乙烷價格低時，由于乙 烷分離裝置的投入成本較高，回注至天然氣中出售是更經濟的選擇，因此天然氣價格起到乙烷價格下限的 作用。2011 年年末乙烷價格開始下降，2013-2015 年乙烷供過于求，乙烷的價格一度低于天然氣的價格。 因此，2013-2015 年，美國的乙烷占NGPL 的比重下降，表明天然氣生產商更偏向于將乙烷回注。2016 年 美國受益于乙烷出口拉動、乙烷需求上升，乙烷供需格局改善，乙烷更多的是用于制備乙烯的原料，乙烷 逐漸脫離天然氣熱值定價，化工屬性確立，價格開始底部回升，乙烷與天然氣的價差逐漸拉開，分離乙烷 更為有利可圖，乙烷占 NGPL 的比重上升，意味著

26、乙烷更多地和其他 NGPL 組分一起被分離出來。NGPL 產量在 2015-2017 年間增加了 40 萬桶/天，有 17.5 萬桶/天增量來自于乙烷產量增長（增量占比 44%）。圖表 11 美國乙烷價格逐步脫離天然氣熱值定價圖表 12 從干氣中分離出的 NGPL 中各組分產量占比資料來源:EIA，Bloomberg，中信建投證券研究發展部 注釋：單位為美元/百萬英熱單位資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部2.美國乙烷供給不斷增加，揚帆出海大勢所趨美國為全球唯一乙烷凈出口國：受益于頁巖氣革命后美國油氣資源供給大幅提升，美國乙烷供給也趨 于過剩，為全球其他國家進口乙烷制乙烯成為可能。根據 I

27、HS 的數據預測，2016 年美國乙烷出口量達到345 萬噸，2021 年美國乙烷出口量將達到 732 萬噸，全球占比 100%。圖表 13 全球主要國家或地區乙烷產量、消費量及凈出口情況2016 年（單位：萬噸）2021 年（單位：萬噸）2016-2021 年均增長率地區產量消費凈出口產量消費凈出口產量消費美國252121763454338360673211.65%10.60%加拿大433618-185387655-268-2.20%1.10%中東2380238002882288203.90%3.90%其他地區12691429-16014901955-4653.30%6.50%合計66036

28、603909890986.60%6.60%資料來源：IHS，中信建投證券研究發展部20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 02000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018Henry Hub gasWTI crude oil MB purity ethane45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017乙烷丙烷丁烷天然汽油請參閱最后一頁的重要聲明6行業深度研究報告石油化工注釋：美國基本無乙烷進

29、口，因此出口量等于凈出口量2.1 美國乙烷供給穩步增長美國乙烷供應鏈簡單可以分為兩大環節：一是天然氣分離乙烷：正如前文天然氣-乙烷產業鏈所述，即從油氣產地通過天然氣處理裝置得到NGPL（原料NGL），通過管道運往南部的 Mont Belvieu 地區對原料NGL 進行分餾提純，得到乙烷。二是在得到高純乙烷后進行儲運和出口,第二環節相對較為復雜且環環相扣：（1）是管道：從 MB 乙 烷地下鹽穴需建立管道與出口設施相連。建設管道的投資較大，一般為美國公司投資建設及運營，采購方 需支付相應的管道使用費。（2）是出口設施：出口設施包含乙烷液化裝置、乙烷深冷儲罐、乙烷專用碼頭。乙烷通過專用管道進入出口設

30、施，首先液化，然后進入深冷儲罐進行存儲，乙烷船靠泊后進行裝船運輸至 海外。（3）是專用乙烷船，乙烷以液態形式進行海上運輸，對于海運條件有較高的要求，由于分子量小沸 點低（-88），乙烷必須在-90的溫度下完全冷藏或者經高壓壓縮并嚴格控制溫度，這使得乙烷的運輸船 比一般的液態運輸船有更為嚴格的控溫和承壓要求。現有市場上的大型乙烷船主要是印度Reliance 的87000 方的乙烷船。（4）是進口設施，從中國來看，進口設施包含乙烷專用碼頭（5 萬噸級碼頭，水深必須在 12 米以上），以及乙烷儲罐，與乙烷裂解裝置相連。圖表 14 美國乙烷供應鏈資料來源:中化國際趙軍，中信建投證券研究發展部美國乙烷產

31、量穩步增長：根據 IHS 數據，2016 年美國乙烷總產量達到 2521 萬噸，預計到 2021 能美 國乙烷產量有望達到 4338 萬噸，2016-2021 年復合增速將達到 11.5%。美國乙烷大部分來自于頁巖氣和致 密油，少部分來自于煉廠烯烴（LRG），隨著美國頁巖氣產量不斷增長、未來來自于油氣的乙烷占比將進 一步提升：2016 年來自于頁巖氣和致密油的乙烷總量為 1541 萬噸，占比 61%；2021 年為 3104 萬噸，占 比增至 72%。如果僅考慮來自于頁巖氣和致密油的乙烷產量，Eagle Ford、Permian、Marcellus 和 Utica 為美國前 四大乙烷來源地：2

32、016 年來自于四地乙烷產量全美占比高達 78%。其中 Marcellus 和 Utica 位于東北部的Appalachian 盆地；Permian 盆地則與Eagle Ford 相鄰，均位于美國西南部。請參閱最后一頁的重要聲明7行業深度研究報告石油化工圖表 15 美國主要油氣田區位分布資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部圖表 16 美國乙烷產量來源地分布資料來源:IHS，中信建投證券研究發展部注釋：僅考慮來自頁巖氣和致密油的乙烷來源,未考慮來自煉廠 LRG 的乙烷；單位：萬噸PermianEagle FordMarcellusUtica其他3500 3000250020001500100

33、05000請參閱最后一頁的重要聲明8行業深度研究報告石油化工圖表 17 美國乙烷來源地占比（2016 年）2.2Appalachia：美國能源重地，天然氣處理及乙烷外運能力制約乙烷供給美國近年來天然氣產量大增主要是來自于 Appalachia（阿巴拉契亞）的 Marcellus 和 Utica 油氣帶，受益 于此，處于油氣帶中的俄亥俄、賓夕法尼亞以及西弗吉尼亞三州天然氣供給能力大增：三州的天然氣產量從 2008年的 14 億立方英尺/天（0.40 億立方米/天）上升至 2017 年的 240 億立方英尺/天（6.80 億立方米/天），全美天然 氣產量占比從 2008 年的 2%提升至 2017

34、 年的 27%。供給端擴張導致該區天然氣供需格局趨于寬松：2011 年以前，三州的天然氣供需偏緊，需從墨西哥灣區輸 入天然氣以彌補缺口。隨著近年天然氣供給量大增，三州的天然氣供需格局趨于寬松，富余的天然氣利用原有 的輸入管道以及新建輸出管道，直達下游市場以及出口終端。圖表 18 俄亥俄、賓州和西弗吉尼亞天然氣產量總和變化圖表 19 俄亥俄、賓州和西弗吉尼亞天然氣消費總和變化資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部 注釋：單位為百萬立方英尺/天資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部 注釋：單位為百萬立方英尺/天Appalachia 地區天然氣處理裝置能力已顯著擴張，但目前仍然處于吃緊狀態：天然

35、氣處理裝置是將油PermianEagle FordMarcellus22%31%19%24%資料來源:IHS，中信建投證券研究發展部注釋：僅考慮來自頁巖氣和致密油的乙烷Utica其他請參閱最后一頁的重要聲明9石油化工行業深度研究報告氣田開采得到的天然氣濕氣中分離出水分、二氧化碳和硫等雜質，從而得到市場化銷售的天然氣（Marketed Natural Gas,包括天然氣干氣和 NGPL 組分，NGPL 進一步分餾可得到乙烷）。當地天然氣供給大幅擴張帶 動了當地天然氣處理能力大幅擴張，EIA 估計 Appalachia 附近的肯塔基、俄亥俄、賓夕法尼亞和西弗吉尼 亞州的四州天然氣處理能力已經從 2

36、010 年的 11 億立方英尺/天（即 0.31 億立方米/天）擴張至 2016 年的100 億立方英尺/天（2.83 億立方米/天），預計 2017-2019 年新增處理能力 25 億立方英尺/天，總處理能力將達到 125 億立方英尺/天（即 3.54 億立方米/天），而 2017 年 Appalachia 地區的天然氣產量已經達到 240 億立方英尺/天（6.80 億立方米/天），考慮到未來天然氣產量持續增長趨勢，Appalachia 地區的天然氣處理 能力將延續吃緊狀態，天然氣處理能力將成為當地制約當地市場化銷售天然氣（包括NGPL 和天然氣干氣） 產量的關鍵因素，從而也成為決定NGPL

37、 進一步分餾產出乙烷的核心因素。圖表 20 近年 Appalachia 地區天然氣處理裝置能力變化資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部不同于其他油氣產區，Appalachia 地區選擇在當地直接分餾 NGPL 得到純品乙烷和其他純品（包括 丙烷、丁烷、天然汽油等）：美國的天然氣處理商在通過天然氣處理裝置分離出天然氣干氣，由于前文所 述管道運輸熱值限制，部分未被回注的乙烷也會和丙烷、丁烷等組分一起混合在 NGPL 中從天然氣干氣中 分離出來，經過對NGPL 進一步分餾，得到可市場化銷售的乙烷純品。一般而言，分餾裝置靠近下游市場 或者品集散中心，例如美國的 Mont Belvieu 地區，是美

38、國最重要的化工產品交易和集散基地，也是下游乙 烷裂解制乙烯裝置的重點投放區域，因此美國各地的天然氣生產商在對天然氣濕氣處理得到 NGPL 后（即 原料NGL）會選擇通過管道運輸的方式運至 MB 或者其他區域市場中心。Appalachia 地區卻有所不同，天 然氣處理商選擇進行二次工序，即當地直接分餾NPGL 得到高純度的單品乙烷和其他的NGPL 產品（丙烷、 丁烷和天然汽油等），直接運至當地的乙烷裂解制乙烯工廠以及出口終端。在天然氣處理能力顯著提升的同時當地的 NGPL 分餾能力也同步大幅提升：根據 EIA 的估計，Appalachia 地區的 NGL 分餾能力已經從 2010 年的 4.1

39、萬桶/天增長到 2016 年的 85 萬桶/天左右，預計到2019 年增至 110 萬桶/天；乙烷分餾量從 2010 年的 0 增長至 2016 年的超過 20 萬桶/天（約 410 萬噸/年），預計到 2019 年增長 35 萬桶/天（約 718 萬噸/年）。請參閱最后一頁的重要聲明10行業深度研究報告石油化工圖表 21 近年 Appalachia 地區分餾裝置能力變化資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部當地分餾 NGPL 或滿足臨近下游裝置需求，或通過管道直接出口加拿大，或管輸至出口終端進而貿 易至全球市場：Marcellus 和 Utica 產出的天然氣富含流體（乙烷混合其中），加上

40、原料便利獲取，靠近東 北部出口終端 Marcus Hook，對下游乙烷裂解工廠來說布局本地是絕佳選擇。因此一部分產出的 NGL 產品 比如乙烷直接供應下游工廠：目前該地唯一的乙烷裂解裝置位于肯塔基州的 Calvert 市，乙烷需求量為 2 萬桶/天。另外目前當地預告有三套乙烷裂解制乙烯裝置建設計劃，預計建設地分別在賓夕法尼亞、俄亥俄 和西弗吉尼亞三州。位于賓州 Monaca 地區的一套裝置（TheShellChemicals 公司投放）正在建設之中，預 計 2020 年之后建成投產，乙烷需求量為 9 萬-10 萬桶/天。剩余HGL（主要是NGL，也包含少量煉廠烯烴乙烯、丙烯、丁烯及異丁烯等）或

41、管輸至儲存設施、或管輸加拿大、或運至兩大出口終端以供出口。圖表 22 近年 Appalachia 地區分餾裝置能力變化資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部請參閱最后一頁的重要聲明11石油化工行業深度研究報告Appalachia 地區的 Marcellus 頁巖氣產量全美第一，然而產出的乙烷卻遠不及其供給潛力：根據 EIA 和IHS 數據，2016 年Marcellus 的頁巖氣產量平均為161 億立方英尺/天（4.56 億立方米/天），全美占比 39%， 而 2016 年來自于Marcellus 頁巖氣和致密油的乙烷產量僅有 288 萬噸/年，全美占比僅有 19%，乙烷實際分 離量遠低于其

42、供給上限。關鍵限制性因素之一在于 Appalachia 地區天然氣處理裝置能力相對其產量來說缺口非常巨大：EIA 預計 2018-2019 年天然氣處理能力為 125 億立方英尺/天（3.54 億立方米/天），2017 年的天然氣產量卻已經 達到 240 億英尺/天（6.80 億立方米/天）且未來仍不斷增長，即使以 2017 年天然氣的量、按現有的乙烷分 離比例，該區乙烷供給潛在能力至少是目前產能的兩倍左右。處理裝置能力不足制約本區天然氣濕氣進一 步分離出NGPL 以及下游乙烷單品，從而制約本地乃至全美乙烷供應。限制性因素之二在于 Appalachia 地區通向南部灣區乙烷集散中心（Gulf

43、Coast）的運輸管道建設成本 高，而東北部港口出口能力較小，因此該區有較大比例富余乙烷被回注到天然氣中：根據 RBN Energy 數 據，2014 年以前，Maecellus/Utica 乙烷無外運設施，因此基本 100%回注入天然氣中；2014 年通往加拿大 的 Mariner West（ETP 公司擁有,運力 5 萬桶/天）的乙烷運輸管道投入使用及通往南部 MB 地區的 ATEX 乙 烷運輸線路（Enterprise 擁有，運力 13 萬桶/天）開通，Maecellus/Utica 富余乙烷得以外運，Maecellus/Utica 乙烷回注比例在 2014 年降至 75%左右；2016

44、 年開始通向東北部的出口終端 Marcus Hook 的管道可以將Maecellus/Utica 乙烷貿易至全球市場，加之 ATEX 線路管輸量不斷增長，乙烷回注比例降至 55%左右；2018 年通往 Sarnia 的管道（Kinder Morgans and Riverstone Investment Group 擁有，運力為 5 萬桶/天）投入使用， 乙烷回注比例進一步降至 47%左右。當前 Maecellus/Utica 乙烷主要輸出管線 ATEX 管道運力已基本接近滿 負荷，同時短期無大規模外運管線投入使用，由于外運管線不足導致 Maecellus/Utica 地區仍將持續有較大 比例

45、乙烷被回注至天然氣中。未來隨著該區乙烷潛在產量不斷擴張，同時無新增外運管線建設，回注比例 將有所反彈，實際分離量將持續低于乙烷潛在產量。圖表 23Maecellus/Utica 乙烷回注比例變化ATEX輸出占比回注占比其他（Mariner West等)100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2013201420152016201720182019E2020E2021E資料來源: RBN Energy，中信建投證券研究發展部在可預見的條件下，2019 年來自于 Marcellus 和 Utica 的乙烷對外供應相對寬松，2020 年將會逐步緊 張：當地 2019 年乙烷

46、供應能力預計為 35 萬桶/天（約 718 萬噸/年）、需求 2 萬桶/天（約 41 萬噸/年），2019 年 Appalachian 地區乙烷富余 677 萬噸左右；2020 年需求為 12 萬桶/天（約 246 萬噸/年）且后續會逐步有 另外兩套裝置投產，供給將漸趨緊張。請參閱最后一頁的重要聲明12石油化工行業深度研究報告2.3 從 Permian 到Mont Belvieu：美國乙烷核心供應線Permian（二疊紀盆地）是位于德克薩斯西部和新墨西哥州東南部的大型沉積盆地，大約寬 250 英里， 長 300 英里。上世紀 70 年代，Permian 曾是北美大型傳統油田，后逐漸衰落。200

47、5 年后，頁巖油氣革命和 水平壓裂技術的出現，使得二疊紀盆地重獲新生，大量經濟可采井位出現，二疊紀的產量也快速回升到 150 萬桶/天。水平井和水力壓裂技術率先應用于頁巖氣革命，技術逐漸成熟，后被應用于開發頁巖油。水平井 和水力壓裂技術經過數代進化，在長度、鉆井效率上有了飛速的進步。目前，北美近一半的水平井鉆機活 躍在二疊紀盆地。該地區基礎設施完善，德州中小油服公司發達，美國資本市場發達等也給 Permian 的崛起提供了條件。 同時Permian 距離庫欣油庫和南部Gulf Coast 煉廠區近，是其相對于其他產區，特別是遠在西北部的 Bakken油氣帶的一大優勢。和美國大多數油氣田一樣，天

48、然氣生產商在 Permian 地區通過天然氣處理裝置得到原 料 NGL（未提純的 NGL 混合物，包括 NGPL 和 LRG）后，通過管道將原料 NGL 運至南部的 Mont Belvieu 地區進行分餾提純得到高純乙烷，然后儲運至臨近下游乙烯工廠或者從 MB 管運至南部港口，進而供應全 球市場。圖表 24Permian 盆地位于美國西南部，毗鄰 NGL 交易中心二疊紀盆地管道系統連接 permian 和 Eagle-Ford 產區，兩者為美國最大的乙烷供給來源：根據 IHS的數據，2016 年來自于Permian 頁巖氣和致密油中的乙烷產量達到 473 萬噸，產量全美第一，全美占比 31%；

49、2016 年來自于Eagle Ford 頁巖氣和致密油的乙烷產量達到 373 萬噸，僅次于 Permian,全美占比 24%。2018 年Permian 和 EagleFord 的 NGL 產量合計增至 150 萬桶/天。盡管目前從二疊紀和 Eagle Ford 到 MB 的未加 工 NGL 的管道運力分別為 170 萬桶/天（8 條線，其中 2 條和 EagleFord 共用）和 45 萬桶/天，共 216 萬桶/天，運力大于 NGL 產量，但是部分運力被來自 PADDIV(Rockies)和PADDII(Bakken,Mid-Continent)的明顯 增長的流量占據，從而限制了Permi

50、an 和 Eagle Ford 的運力。340km資料來源:EIA，中信建投證券研究發展部請參閱最后一頁的重要聲明13行業深度研究報告石油化工圖表 25Permian 盆地當前外運管道情況資料來源: Bloomberg，中信建投證券研究發展部2020 年 Permian 地區的原料 NGL 外運能力將翻倍增長：2020 年末 Permian 盆地原料 NGL 運至 MB 的管輸能力將達到 278 萬桶/天，運往 Corpus Christi( MB 外另一個分離中心，目前分餾能力為 26 萬桶/天) 的能力將達到 77 萬桶/天，二疊紀總運力達到 355 萬桶/天，相比當前的 170 萬桶/天

51、翻倍增長。圖表 26Permian 新建原料 NGL 運出管道計劃管道名所屬公司起點終點計劃啟用時間運力（萬桶/天）Grand PrixTargaBlackstone StonepeakPermianMB,德州2019 年 Q245Shin OakEnterpriseTexStarHobbs, 德州MB,德州2019 年 Q255EPICCastletonPermianCorpus Christi,德州2019 年下半年44West Texas LPG ExtensionOneokPermianMB,德州2020 年 Q18CompaneroPermico EnergiaPermianCorp

52、us Christi,德州2020 年 Q433合計185資料來源：Bloomberg，中信建投證券研究發展部Mont Belvieu（簡稱“MB”）是全球 NGL 中心，乙烷世界工廠：位于南部德克薩斯州的 MB 是美國NGL 的生產分餾和集散中心，伴隨著美國上游天然氣產能擴張、全球 NGL 需求增長，新增蒸汽裂解裝置 擴張以及出口能力提升，重要性愈增。目前 MB 地區的NGL 分餾能力為 240 萬桶/天，約占全美分餾能力 的 40%，其中，Enterprise 是 MB 地區最大的分餾商，分餾能力為 75.5 萬桶/天。MB 地區分餾裝置能力明顯緊張：全美共有 15 條 NGL（原料 NG

53、L）管道通往 MB,來自 Permian、EagleFord,北德克薩斯、路易斯安那以及堪薩斯州的Conway(另一個化工品交易中心)共計 350 萬桶/天，而MB 目前的分餾能力（將未加工的NGL 分離除乙烷、丙烷和 LPG 產品）只有 240 萬桶/天，缺口為 110 萬 桶/天。請參閱最后一頁的重要聲明14行業深度研究報告石油化工圖表 27 各地通向 MB 的 NGL 輸入管道圖資料來源: Bloomberg，中信建投證券研究發展部注釋：加粗數字代表最終輸入 MB 的 NGL 的量表 28Mont Belvieu 地區現有分餾裝置情況分餾裝置所屬公司地點分餾能力（萬桶/天）EPD MB1

54、-9EnterpriseMB75.5Cedar Bayou FractionatorsTarga (88),Phillips66MB49.3Gulf Coast FractionatorsEnlink, Phillips66MB12.5ET MBEnergy TransferMB64OKE MB 1,2,3OneokMB31Sweeny Fractionator OnePhillips66Old Ocean10總計242.3資料來源：Bloomberg，中信建投證券研究發展部隨著 NGL 及乙烷分餾價差擴大，未來 MB 地區分餾裝置將有所擴張，但由于上游原料 NGL 的管道 輸入能力也同步擴張

55、且增量更大，因此 MB 地區的分餾能力將持續偏緊：MB 地區的分餾價差（從原料NGL 中分離乙烷、丙烷、丁烷和天然氣油的收益）從 2016 年來持續上漲，極大刺激了 MB 地區分餾設施 的不斷擴張：根據已披露的建設計劃，2020Q4 前 MB 地區的分餾能力預計新增 79.5 萬桶/天，累計達到 322.1萬桶/天。目前的分餾能力為 240 萬桶/天，未加工的 NGL 輸入量為 350 萬桶/天（其中二疊紀盆地 170 萬桶/天），缺口為 110 萬桶/天；2020 年分餾能力達到 322 萬桶/天，輸入能力為 458 萬桶/天（保守值，僅考慮二疊紀盆地的新增管道帶來的增量 108 萬桶/天）

56、，缺口擴大為 136 萬桶/天，由此可以看出，雖然二疊紀盆 地的管道運力未來有望大幅改善，但 MB 地區的分餾裝置能力是制約其 NGL 分餾得到乙烷的核心因素。請參閱最后一頁的重要聲明15行業深度研究報告石油化工圖表 29Mont Belvieu 地區 NGL 及乙烷分餾價差資料來源:Bloomberg，中信建投證券研究發展部注釋：NGL 分餾價差衡量的是分餾提純 NGL 各組分的收益，乙烷在 NGL 分餾量中占比 37%，丙烷占比 32%，天然汽油占比 14%，正丁烷 占比 11%，異丁烷占比 6%。圖表 30Mont Belvieu 地區 NGL 分餾能力擴張情況2.4 美國乙烷揚帆出海大

57、勢所趨美國為當前世界唯一乙烷凈出口國，乙烷出口量有望翻倍增長：受益于頁巖氣革命后美國油氣資源供-150Jan-12Apr-12 Jul-12 Oct-12 Jan-13Apr-13 Jul-13 Oct-13 Jan-14 Apr-14 Jul-14 Oct-14 Jan-15 Apr-15 Jul-15 Oct-15 Jan-16 Apr-16 Jul-16 Oct-16 Jan-17 Apr-17 Jul-17 Oct-17 Jan-18 Apr-18 Jul-18 Oct-18MB NGL分餾價差(美元/桶，左軸）MB乙烷分餾價差(美元/噸，右軸）40 30035 25030 20025

58、 15010020 5015 010 -505 -1000現有能力EPD-Frac IXETP-Frac VTRGP Train6ETP Frac VIOKE MB-4EPD-Frac XPSXP-Sweeney IIPSXP-Sweeney III350 3002502001501005001Q182Q183Q184Q181Q192Q193Q194Q191Q202Q203Q204Q20資料來源:Bloomberg，中信建投證券研究發展部注釋：單位為萬桶/天請參閱最后一頁的重要聲明16石油化工資料來源:PETROCHEMICAL，中信建投證券研究發展部行業深度研究報告給大幅提升，美國乙烷供給也

59、趨于過剩，為全球其他國家進口乙烷制乙烯成為可能。2016 年美國乙烷出口 量占全球乙烷出口比例高達 98%，目前美國為全球唯一乙烷凈出口國。2016 年美國乙烷出口量達到 303 萬噸，預計 2021 年將增至 732 萬噸左右。圖表 31 全球乙烷出口占比美國西北歐100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016資料來源:IHS，中信建投證券研究發展部從美國乙烷出口國家來看，美國乙烷出口地不斷分散化：2016 年以前加拿大為美國乙烷唯一進口國, 從 2013

60、 年 12 月開始，加拿大東部 Ontario 省開始接收MarinerWest 管道從美國Marcellus 產區運來的乙烷， 該管道具有 5 萬桶/日乙烷運力，而擁有 6 萬桶/日運力的 Vantage 管道則從 2014 年 5 月起，將美國 Bakken 產區的乙烷輸送到加拿大西部的 Alberta 省。2016 年之后美國兩大出口終端相繼投入運營，美國乙烷得以 通過海運至西歐和亞洲：第一個乙烷出口港口位于MarcusHook,賓夕法尼亞州，當前出口能力為 7 萬桶/天（約 140 萬噸/年），2016 年 3 月開始投入使用。第二個港口位于 MorgansPoint,德克薩斯州，出口