美国的页岩气革命使乙烷产量快速增长, 在充分满足国内市场的同时, 也使得美国乙烷出口中国成为可能. 乙烷制乙烯产业由此进入中国石化界的视野.
中国具有产业发展优势
乙烯工业是石油化工产业的核心, 被称为石化之母, 在国民经济中占有重要的地位. 乙烯产量已经成为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志. 近年来, 随着经济的快速发展, 中国乙烯工业发展很快, 产能迅速增长, 成为仅次于美国的世界第二大乙烯生产国. 但是目前我国乙烯生产主要以石脑油路线和煤基路线为主, 存在项目投资大, 工艺路线长, 产品收率低等缺点.
在页岩气革命的推动下, 2011~2012年美国从石油进口国变成石油出口国. 目前, 美国乙烷供应过剩已日益凸显, 这引起了中国化工企业的高度关注和浓厚的兴趣.
近期, 在石化产业上马 '乙烷制乙烯' 需要理性思考的声音中, 缘泰石油乙烷制乙烯项目逐渐浮出水面. 作为在中国最早深入研究并积极规划乙烷制乙烯产业的石化企业, 缘泰石油有限公司在2014年就将乙烷制乙烯项目列入了公司的整体业务布局和战略规划. 历经4年准备时间, 乙烷制乙烯项目现已作为缘泰石油打通国内外两种资源, 两个市场的关键布局, 进入规划的最后阶段, 并即将落地执行. 项目前期, 缘泰石油与国际知名咨询公司合作, 就乙烷制乙烯产业发展的合理性和可行性, 进行了细致而全面的思考.
美国页岩气井
我国将乙烷制乙烯作为传统路线制乙烯的有益补充, 具有广阔的市场前景和发展空间. 烯烃工业 '十二五' 发展规划提出, 坚持原料多元化, 积极利用国内外两种资源, 两个市场, 拓宽原料路线, 保障烯烃原料供给. 引进乙烷路线生产乙烯, 是现有的石脑油路线和煤基路线的有益补充, 能够优化产品结构.
目前, 乙烷裂解制乙烯在项目投资和运营费用方面, 相比传统路线都显现出经济优势. 美国页岩气革命导致乙烷价格相对较低, 而且具有一定的出口量. 中国的乙烯70%以上是由石脑油裂解. 按照目前油价低位情况下的原料价格, 乙烷路线乙烯成本价格仍比石脑油基的乙烯综合成本价格低20%~30%, 因此用进口乙烷在中国生产乙烯及乙烯下游产品, 可获得丰厚的利润. 对于需要乙烯及其下游产品作为原料的生产企业来说, 更是实现了成本的大幅度节约, 产品价格优势较大.
2017年国际布伦特原油价格平均价为54.7美元/桶, 美国乙烷全年平均价约183.8美元/吨, 而国内华东甲醇全年平均价约2776元/吨. 以此为基础, 测算石脑油裂解, 进口乙烷裂解, 甲醇制烯烃三种路线吨烯烃完全成本(不含税)分别为4743元/吨, 3511元/吨和6994元/吨. 因此按照目前的Mont Belvieu乙烷价格和海运费水平, 进口乙烷裂解制乙烯具备较强的成本优势. 随着国际原油价格呈现逐步抬升趋势, 烷烃路线的成本优势将更加凸显.
相较于石脑油裂解制乙烯的传统工艺路线, 乙烷裂解制乙烯工艺项目不仅投资低, 原料成本低, 而且产品收率高, 纯度高, 路线单一. 研究机构分析认为, 在2025年之前, 美国乙烷价格会有一定幅度的上升, 但这个上升幅度会是中国乙烷制乙烯项目可以接受的范围内. 而且, 未来几年内, 我国对于乙烯的需求缺口将有增无减.
统计数据显示, 2017年我国乙烯表观消费量约2037万吨, 同比增长4.8%;乙烯当量消费量在3900万吨左右, 缺口达2000万吨. 在国内乙烯消费结构中, LLDPE约占总消费量的27%, HDPE约占26%, LDPE约占11%, 乙二醇约占11%, 环氧乙烷约占8%, 苯乙烯约占8%. 其中, 乙二醇, LDPE和HDPE的自给率最低, 分别为42%, 48%和49%, 供需矛盾突出.
2017年中国聚乙烯进口量1179.4万吨, 同比增加18.6%;乙二醇进口量超过800万;我国乙烯进口量达到216万吨, 同比大增30%. 目前, 国内乙烯当量自给率仅52.5%, 而当量缺口高达1965万吨, 预计到2025年国内当量缺口仍将在1600万吨以上. 这为乙烷制乙烯产业提供了巨大的市场发展空间.
建立稳定可靠的原料供应链
在明确乙烷制乙烯的市场前景后, 首先要考虑的问题是选址. 乙烷原料来自于美国, 而最大的乙烯市场在中国, 所以首先要评估是在美国建厂更合适, 还是应在中国建厂.
经过聘请国际化的工程咨询工程公司做出的详细比较方案, 基本结论是, 在美国建厂唯一的优势是原料, 包括原料的价格和原料的可获得性. 而在建设成本, 项目筹备及建设周期以及产品市场方面, 在美国建厂的劣势都非常明显. 可以预见, 随着美国乙烷出口终端的建设, 以及运输技术的不断成熟, 在将原料乙烷运回中国来建设乙烯工厂在经济上更为可行.
乙烷制乙烯的供应链包括天然气处理, NGL收集, 管道传输, 乙烷分离, 乙烷存储, 出口泊位, 船舶运输, 乙烷卸货, 乙烷存储, 乙烷裂解几个步骤.
国内企业在乙烷裂解项目运营的关键点之一为稳定的物料供应. 首先要重点考虑的问题就是如何获得稳定的乙烷资源. 美国是目前乙烷的最大也是唯一的出口国, 但是出口能力有限. 对于中国投资企业来说, 必须要锁定乙烷出口终端设施, 包含乙烷液化装置, 储罐以及泊位, 要有管道连接到乙烷资源, 与其液化和出口能力相匹配. 因此中国企业必须找到可靠的供货商, 或者通过有实力的中间商, 与供应商签订长约, 才能保证投资的可靠性.
在这方面, 中国企业可以考虑的合作方式有多种, 包括直接从资源供应方(气体开采商)手中购买乙烷, 委托管道运营商通过他们建设的码头让乙烷输出;或是跟管道运营商和码头运营商合作, 通过他们去找资源方等.
考虑项目的乙烷年需求量较大, 建议中国企业选择与可靠的中游集成供应商合作, 通过供应商建有的成熟乙烷输送码头, 以保证足量的乙烷资源供应.
在贸易环节上, 建议中国企业选择和大型石化专业国际贸易公司合作, 以保证能获得有价格竞争力和长期稳定的原料供应. 另外, 和大型石化专业贸易公司合作的好处是可以通过一些贸易金融对冲手段将乙烷价格的波动控制在一定范围内. 比如, 除了采用Mont Belvieu自身的乙烷定价机制外, 将乙烷价格关联美国Henry Hub天然气价格及东北亚石脑油价格, 以降低原材料价格波动风险.
其次, 乙烷的供应对仓储物流条件要求比较高, 基础设施投资较大. 乙烷运输以管输和船运为主, 从美国墨西哥湾沿岸运至中国长江口岸, 需要大型深冷船只, 码头仓储需配套冷冻罐区.
目前, 8万立方米等级的VLEC(超大型乙烷运输船)刚刚兴起, 已投用船舶数量十分有限, 而国际上的VLEC订单较多. 由于没有现成的船舶供新项目使用, 100万吨乙烷裂解项目需要6艘以上, 新建VLEC需要确定的长期租船合同, 存在一定的不确定性. 此外, 在当前船运市场环境下, 美国乙烷运至中国东部沿海运费约90~120美元/吨, 但未来同样存在涨价风险, 需要通过合理的商业模式锁定运费, 降低风险.
全球首个VLEC在美国得克萨斯州港口装载乙烷
对中国企业来说, 上马乙烷制乙烯项目必须建立稳定可靠的原料供应链. 可以通过上游参股, 出资等方式, 将资源供应方, 管道物流方, 港口及船舶运输方等供应链建立有机共同体. 建立原料采购协议, 原料生产储运及港口建设, 乙烷远洋运输船舶, 国内港口码头仓储建设, 乙烷裂解项目的企业必须对原料供应链上各环节都形成一定的掌控能力. 由于乙烷定价机制为CFR到岸价, 可以考虑和贸易公司共同出资定船, 交由贸易公司整体运营协调, 在运输环节有效降低风险.
国内装置选址至关重要
获取稳定的乙烷供应, 只是确保产业可持续发展的前提之一, 另外一个关键因素是国内装置的选址.
经过长期的调查研究, 国内装置的选址有几个重要因素. 第一是选择合适的园区, 其成熟度及产业规划要符合国家定位, 也适合上马乙烷制乙烯项目. 化工产业园区化发展, 能有效促进产业集聚, 优化产业布局;实现各类能源综合利用, 降低消耗;建立统一的安全环保监管系统和处理设施, 有效提升入园企业的整体安全环保水平.
第二是靠近合适的港口. VLEC对港口及码头有着特殊要求, 且其进港对航道及临近码头都有特殊要求. 因此, 园区最好能停靠大型液体化工码头, 而且有建设深水码头的条件, 或者已配建其他化工相关配套, 这样经过比较简单的改造, 港口就可以接驳VLEC. 另外, 因为装置接收的是从美国进口来的乙烷, 因此港口还必须具备国家一类开放口岸的条件.
第三是考虑项目的建设成本和建设环境, 包括土地, 税收, 施工期, 园区设施配套, 融资环境, 环保, 以及政府服务理念和效率, 整体商业环境等软环境. 一方面, 合适的配套环境和政策, 有助于缩短工期, 缩短投资成本, 并且园区方面可以在项目整体推进时提供必要的支持;另一方面, 也避免项目因为一些不必要的因素导致建设停滞或者延后. 此外, 项目所在地如果化工类产业集中, 有成熟的人才基础, 对项目人员招募就会比较有优势.
第四是考虑乙烯产品下游市场销售问题. 乙烷制乙烯项目产品单一, 因此项目的选址必须考虑靠近下游市场, 打造石化综合利用的产业链条. 此外, 要考虑铁路, 公路, 水运等区位交通是否便捷. 可以选择现有的一些大型化工类产业基地, 特别是靠近华东, 华南等乙烯需求市场, 或者就地消化. 因为化工园区产业链相对齐备, 能通过原料互供, 内部循环的方式实现链式发展, 接纳项目生产的乙烯和氢气等产品, 以获得更高的成本优势.
中国沿海化工园区深水码头
中国石油经济技术研究院提供的数据显示, '十三五' 时期将是乙烯产能投产的高峰期. 2020年前, 以石脑油为主要原料的数个百万吨级乙烯装置将集中投产, 其中包括恒力石化150万吨/年, 云南石化100万吨/年, 盛虹石化110万吨/年, 中科大连油80万吨/年, 浙江石化一期140万吨/年, 泉州石化100万吨/年等装置. 此外, 数个乙烷裂解制乙烯项目正在规划之中. 据不完全统计, 2017~ 2021年, 国内计划新投产乙烯项目超过40个, 涉及新增产能至少2400万吨/年, 其中山东地方企业计划新投产乙烯产能超过600万吨/年, 浙江石化, 古雷石化及中化泉州等多个100万吨/年大乙烯项目也处于在建状态. 到2020年, 国内乙烯总产能将达到3516万吨/年.
可以预见, 乙烷进入中国将会对国内乙烯产业的带来非常大的变化, 无论从现有乙烯装置挖潜改造还是新建乙烷制乙烯装置, 都需要提升产业竞争力和抗风险能力. 要做好资源的优化配置, 通过差异化, 高端化设计下游产业链方案, 提高产品附加值, 实现与进口产品的错位发展, 增加副产品的利用价值, 提升产业竞争力和抗风险能力.
顺应石化产业发展大势
推进供给侧结构改革, 是党中央综合研判世界经济发展趋势和我国经济发展新常态做出的重大决策. 我国石化产业必须以推进供给侧改革为主线, 推动转方式调结构, 提升发展质量和内生动力.
结构调整是供给侧结构性改革的一条主线, 也是石化产业提升竞争力的关键. 《石化和化学工业发展规划(2016-2020年)》明确提出, 要增强烯烃, 芳烃等基础产品保障能力;开展乙烯原料轻质化改造. 我国发展乙烷制乙烯产业, 不仅符合符合乙烯行业产业政策引导鼓励方向, 而且是提升石化原料供给和保障能力, 推动产业多元化发展的重要举措.
目前, 我国石化产品中的高端聚烯烃等多种化工新材料和精细化工品依然依赖进口. 乙烷制乙烯产业在实现集聚发展, 链条发展, 循环发展的同时, 还有助于推动乙烯产业走高附加值路线, 开发下游高端树脂, 新材料等产品.
乙烷制乙烯项目也为石化产业绿色发展提供了新思路. 石化行业作为资源型行业, 能源消耗, '三废' 排放量较大, 迫切需要走环境友好, 资源节约, 本质安全的新型工业化道路. 而乙烷裂解制乙烯产业, 在工艺路线, 反应条件, 副产物, 污染排放等方面, 比传统路线均存在明显优势, 符合低碳环保的绿色发展方向.
从全球经济格局而言, 未来世界化工产品的消费增量将主要集中在中国, 印度等经济稳定高速发展, 人口数量众多, 经济基础体量较大的亚洲国家. 乙烷制乙烯产业的发展, 还有助于我国构建包括境外投资, 工程承包, 技术合作, 物流运输等在内的石化产业新的国际产能合作平台和利益共同体, 提升我国企业在国际上的影响力和话语权, 推动我国石化产业全球协同发展.
目前, 我国有意上马乙烷制乙烯项目的大部分是民营企业. 当前民营企业已经成为推动经发展的重要力量, 也是助力供给侧结构性改革的活力源泉. 随着原油进口权和进口原油使用权的逐步放开, 民营石化企业获得了发展良机. 参与乙烷制乙烯项目, 不仅可以充分激发民企的发展活力, 也有助于我国培养具有国际竞争优势的大型民营石化企业和企业集团.
从中美能源合作的角度来看, 乙烷制乙烯产业同样意义重大. 特朗普总统上台后, 强力推行美国能源优先战略. 美国传统化石能源产业发展步入快车道. 尽管目前中美出现贸易摩擦, 但相信这只是双方进行扩大交流, 深化合作前的插曲.
目前乙烷在中国海关尚没有独立税则号, 也没有大规模进口的先例. 如果现在全面启动项目建设, 等到资源, 船舶, 港口, 裂解装置等项目到位, 至少还需要2年时间, 相信届时中美贸易关系必然已经向着更积极的方向发展. 而且, 进口美国乙烷, 是符合中国能源多元化战略, 能够降低原油进口依赖度, 也可以在一定程度上平衡中美贸易逆差, 对双方都是一件好事.