進口乙烷裂解制乙烯可行性探索

摘要：目前世界乙烷95%左右來源于天然氣凝析液分離，乙烷生產和消費主要集中在美國和中東。頁巖革命后美國乙烷產量激增，但乙烯裝置擴能和出口能力有限而無法消耗巨大的乙烷增量，導致美國乙烷供應過剩日益凸顯，價格大幅走低。按目前價格水平測算，進口美國乙烷在國內建設裂解裝置有著較強的成本競爭力，因此國內多家企業正在建設或規劃建設進口乙烷裂解項目，且都是考慮進口美國乙烷為原料，進口乙烷裂解項目有過熱的趨勢。建議發改委等行業主管部門加強規劃引導，為應對進口乙烷潛在的資源、運輸、價格和產品方案等風險，進口乙烷裂解項目必須建立穩定可靠的原料供應鏈、優化原料供應方案，同時規避與中東、美國的競爭，錯位發展下游產品。關鍵詞：乙烷、進口、競爭力、風險、建議1乙烷資源集中，乙烷出口全部集中在美國2016年世界乙烷產量為6603.4萬噸，其中95%左右來源于天然氣凝析液(NGLs)分離。得益于美國頁巖革命，未來世界乙烷產量增速將進一步加快，預計2021年世界乙烷產量將達到9097.6萬噸，2016-2021年年均增長率將提高到6.6%。2005年以來世界乙烷生產供應情況及預測分地區來看，美國和中東一直是世界乙烷最主要的生產地區，2016年二者乙烷產量分別為2521.2萬噸和2379.8萬噸，分別占世界乙烷總產量的38.2%和36.0%。預計到2021年美國和中東乙烷產量將分別達到4338.4萬噸和2882.3萬噸，分別占世界乙烷總產量的47.7%和31.7%，資源集中度進一步提高。目前，只有美國擁有大量的過剩乙烷可以出口，其它國家和地區地區乙烷全部自用。2009年以來，隨著頁巖氣的成功開發，美國乙烷產量快速增長，于2014年再次超越中東成為世界最大的乙烷生產地。2016年美國乙烷產量為2521.2萬噸，其中96.0%來自NGLs分離。2010-2016年美國乙烷產量年均增長率為5.1%。2005年以來美國乙烷生產來源情況及預測為了利用頁巖氣革命帶來的豐富廉價的乙烷資源，近年美國基于乙烷或混合輕烴為原料的乙烯生產裝置顯著增多，截止2016年底，美國國內全部或部分采用乙烷為原料的乙烯產能達到了2859.5萬噸/年。2016年美國乙烯生產消費乙烷2169.8萬噸，占乙烷總消費量的99.7%。2010-2016年美國乙烷消費量年均增長率僅為2.5%，顯著低于產量增速，而出口受制于管道、碼頭、接收設施等基礎條件尚未形成規模，導致美國乙烷供應過剩日益凸顯。據EIA統計，目前美國乙烷生產潛力已達4133萬噸/年(199.3萬桶/天)，2017年1-10月美國乙烷產量為2374萬噸，乙烷過剩約31.1%，接近1284萬噸/年(62萬桶/天)，只能回注到天然氣管道作為燃料燒掉。未來隨著頁巖油/氣的進一步開發，美國頁巖乙烷仍將保持快速增長。據預測，到2021年美國乙烷生產潛力將達到5601萬噸/年，頁巖乙烷產量將達到4233.4萬噸，屆時仍將有24.5%的過剩乙烷。2乙烷裂解制乙烯盈利前景看好目前，乙烷主要用于裂解生產乙烯，除美國和加拿大仍有少量乙烷用作工業燃料之外，其它地區乙烷幾乎全部用作乙烯原料。美國乙烷兼具化工原料和燃料雙重屬性，頁巖革命后美國乙烷產量激增，但乙烯裝置擴能有限而無法消耗巨大的乙烷增量，2012年后乙烷庫存劇增致其脫離原油價格影響，而與天然氣趨于一致。2010年以來美國乙烷、天然氣和原油價格走勢美國乙烷價格大幅走低導致乙烷裂解制乙烯成本競爭力的大幅提升。本報告以美國MB乙烷價格為基準，附加100美元/噸的出口設施和港口費用，按照3%的關稅與13%的增值稅、100元/噸的港雜費以及海運費來測算在國內采用進口乙烷裂解制乙烯的成本，并與某煉化項目的100萬噸乙烯裝置和華東沿海60萬噸外購甲醇MTO裝置生產成本進行了比較，詳見下圖。不同路線烯烴成本比較2017年國際布倫特原油價格平均價為54.7美元/桶，美國乙烷全年平均價約183.8美元/噸，而國內華東甲醇全年平均價約2776元/噸。以此為基礎，測算石腦油裂解、進口乙烷裂解、甲醇制烯烴三種路線噸烯烴完全成本(不含稅)分別為4743元/噸、3511元/噸和6994元/噸。因此按照目前的MB乙烷價格和海運費水平，進口乙烷裂解制乙烯具備較強的成本優勢。美國頁巖革命極大刺激了美國乙烯工業的復蘇，同樣也給世界其他地區特別是傳統以石腦油等重質原料為主的地區乙烯工業優化原料結構、提升產業競爭力帶來了新的希望，從美國進口乙烷用于裂解裝置也被各國石化企業看好。2016年，世界乙烯原料構成中，乙烷的比例為36.2%，石腦油比例為42.5%。預計到2021年，世界乙烯原料構成中，乙烷比例將進一步提高到40.4%，石腦油比例將降至37.2%。2011年以來世界乙烯原料構成情況及預測3美國出口終端及海運能力是乙烷出口貿易最大的制約因素為了滿足逐漸增多的出口貿易，SunocoLogistics和EnterpriseProducts分別在MarcusHook和Morgan’sPoint建立了乙烷出口終端設施(包括液化裝置和儲罐)，兩大終端合計出口能力為27萬桶/天(約合560萬噸/年)。據統計，到2021年兩大出口終端合同量將達到500萬噸/年，富裕能力不足60萬噸/年。美國兩大乙烷出口終端能力及合約(單位：萬噸/年)乙烷運輸船是乙烷大規模遠洋運輸中極為關鍵的環節，規模化的跨區域乙烷貿易需要大型的VLEC來解決最終的運力障礙。根據國外相關機構預測，受益于美國頁巖油氣開發規模擴大、亞洲和歐洲市場對乙烷的需求增長，未來5年全球VLEC的市場需求為40至60艘。目前已簽訂和已交付的一些VLEC訂單情況如下表所示。近年部分VLEC訂單情況4進口乙烷裂解制乙烯風險分析及建議4.1風險分析4.1.1資源風險得益于頁巖革命，近年美國產量出現爆發式增長，并大大超過國內需求。目前，美國已超過中東成為世界第一大乙烷生產和消費國，同時也是世界上唯一的乙烷規模化凈出口國家，未來世界乙烷供應增長以美國為主。因此，國內目前正在開展前期工作的乙烷裂解裝置，其原料來源都以美國乙烷為目標。受制于管道、出口設施、海運能力等因素，目前美國乙烷出口量相對產量規模依然較小，導致乙烷供應能力嚴重過剩。據EIA統計，目前美國天然氣生產過程中伴生的乙烷約31.1%無法回收，接近62萬桶/天，只能回注到天然氣管道作為燃料燒掉。預計未來美國乙烷供應能力將進一步增長，雖然其國內未來幾年也將有超過1000萬噸/年的乙烷裂解新增能力釋放，但總體來看，其乙烷過剩能力仍有增長趨勢。據HIS預測，到2021年美國乙烷凈出口量將達到732.3萬噸，出口量較2016年增長387.4萬噸，且根據需求和價格，美國乙烷出口量還有較大的彈性。4.1.2運輸風險乙烷遠洋貿易運輸是近期才開始萌芽的新型業態，無論是美國境內的資源集輸及出口設施，還是遠洋船運設施VLEC，以及國內的碼頭接卸、儲運等體系都尚未形成規模化、系統化的成熟操作模式，產業鏈各環節存在一定的不可預見風險。此外，遠洋運輸費用受供需形勢影響較大，船運行業目前處于低谷，未來有較大的上漲可能性。4.1.3價格風險目前美國乙烷供需面極度寬松，近年來價格大幅走低并逐步與天然氣價格一致，表現出很強的燃料價格屬性。但隨著美國本土新增乙烷裂解產能逐漸釋放以及出口量的增長，預計未來價格將有所上漲，將在一定程度上體現其石化原料屬性，但很難回到頁巖氣革命以前的價格水平，IHS預計到2021年美國乙烷價格將回升到318美元/噸。4.1.4技術風險目前，國外乙烷裂解普遍采用傳統的蒸汽裂解工藝，技術成熟先進。雖然國內尚沒有獨立的乙烷蒸汽裂解制乙烯裝置，但現有的大型乙烯裝置基本都配套建有用于裂解循環乙、丙烷的乙烷爐，并已實現20萬噸/年大型乙烷爐國產化，而國外中東、北美、西歐等地區已有超過6000萬噸/年的裝置能力，最大乙烷裂解制乙烯裝置能力達到了155萬噸/年，因此基本不存在技術風險。4.1.5產品方案風險乙烷裂解裝置產品相對單一，100萬噸/年乙烯裝置僅聯產2萬噸左右的丙烯以及不到10萬噸的C4、C5+副產品。在目前市場形勢下，高乙烯收率具有更好的盈利能力，但相應也存在下游產業鏈發展空間較窄的問題。而且一旦乙烯的下游產品價格下降，生產企業將會承受很大的壓力。4.2建議4.2.1加強規劃引導，避免一擁而上當前情況下進口美國乙烷在國內建設裂解裝置有著較強的成本競爭力，因此國內多家企業正在建設或規劃建設進口乙烷裂解項目，且都是考慮進口美國乙烷為原料。不完全統計，目前正在開展前期工作的乙烷裂解項目共有7個，合計乙烯能力890萬噸，乙烷需求量高達1000萬噸，進口乙烷裂解項目有過熱的趨勢。建議發改委等行業主管部門加強規劃引導，選擇具備較好的碼頭條件、土地條件、環保條件、產業條件、區位條件等方面優勢的資源供應便利或資源富集地區石化園區開展相關示范項目的論證與建設。4.2.2優化原料供應方案，規避單一原料風險乙烷裂解裝置具有原料品種唯一、進口來源單一、產品單一等特點，抗風險能力較差。為應對原料單一和價格波動風險，建議進口乙烷裂解制乙烯項目應充分考慮C2~C4多元化進料方案，既可以按C2~C4混合進料設計，也可以乙烷裂解裝置和丙丁烷裂解裝置一并建設，但兩套裝置合用一套熱驅，以降低投資。4.2.3建立采、儲、運、銷、化的產業綜合體必須建立穩定可靠的原料供應鏈。通過上游參股、出資等方式，將資源供應方、管道物流