天然氣制甲醇競爭力分析及應(yīng)用前景展望

柏鎖柱

（中國石油海外勘探開發(fā)公司，北京100034）

天然氣制甲醇競爭力分析及應(yīng)用前景展望

柏鎖柱

（中國石油海外勘探開發(fā)公司，北京100034）

石油資源國和石油公司面臨油氣需求放緩、低油價等不利因素，正在尋找新途徑實現(xiàn)原油及天然氣價值最大化。由于天然氣制甲醇工藝成熟、技術(shù)風(fēng)險小，市場和成本成為天然氣甲醇項目的關(guān)鍵考量因素。文中分析了全球甲醇市場供需現(xiàn)狀和及不同地區(qū)、不同原料的甲醇成本競爭力。結(jié)果表明，天然氣制甲醇方案有利于提升上游天然氣資源價值，增強一體化抗風(fēng)險能力，是未來中型規(guī)模天然氣區(qū)塊開發(fā)的有效價值提升手段。

天然氣；甲醇；競爭力；前景

石油天然氣化工作為產(chǎn)品轉(zhuǎn)化途徑歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，形成了一套完整的價值鏈體系。甲醇是天然氣化工主要的產(chǎn)品之一，具有燃料和化工基礎(chǔ)原料雙重屬性。作為燃料，甲醇可與汽油混合，生產(chǎn)M15，M30等車用燃料，也可作為船用、鍋爐用燃料；作為化工原料，甲醇可以用來生產(chǎn)傳統(tǒng)的甲醛、二甲醚等化工產(chǎn)品，2008～2013年間，因油價高企，甲醇裂解制烯烴（MTO）作為甲醇下游產(chǎn)業(yè)新用途逐步興起并形成一定規(guī)模［1］。

甲醇合成及精餾工藝成熟，主要有Davy公司技術(shù)、Lurgi公司技術(shù)和Topse公司技術(shù)。以甲醇為基礎(chǔ)的“碳—化學(xué)”經(jīng)濟(jì)作為一種成熟的天然氣資源的價值提升方式再次受到廣泛重視。低油價下天然氣資源迫切需要將天然氣轉(zhuǎn)化為附加值更高的產(chǎn)品。中國以煤為原料制甲醇居多，多位于西北內(nèi)陸地區(qū)，運輸?shù)饺A東沿海地區(qū)需支付高額的運費，只有在煤炭價格非常低的情況下，才具有和進(jìn)口甲醇競爭的優(yōu)勢。以天然氣為源頭的甲醇工藝相對于以煤為原料的甲醇工藝具有能耗低、低污染的特點，天然氣制甲醇非常據(jù)有競爭力。

1 全球甲醇市場供需現(xiàn)狀

2010～2015年，在中國煤化工和北美頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的影響下，全球甲醇的生產(chǎn)能力由0.8×108t/a持續(xù)增至1.2×108t/a，而期間需求的增速低于產(chǎn)能增速，甲醇裝置的平均開工率70%。2015年全球各地區(qū)甲醇供需平衡數(shù)據(jù)見表1。

表1 2015年全球各地區(qū)甲醇供需平衡/kt

由表1可見，全球甲醇市場2015年合計銷量79 380 kt，平均開工率65%，其中，主要供應(yīng)地區(qū)是中東、南美、東南亞，東北亞地區(qū)，其次是北美和西歐。東北亞是主要消費區(qū)域和主要生產(chǎn)區(qū)域，其產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的58%，其次是中東，占全球產(chǎn)能的14%，南美，占全球產(chǎn)能9%。從凈出口角度，中東和南美產(chǎn)量大部分用于出口，自身消費量不大。

預(yù)計到2020年前全球50%的消費需求增長將來自中國，北美地區(qū)的貢獻(xiàn)率僅為2.6%，意味著北美將再度成為甲醇凈出口國，并成為中國和西歐等國家和地區(qū)重要的甲醇進(jìn)口來源，歐洲、南美等地區(qū)未來需求增長不顯著。此外，中東地區(qū)的甲醇產(chǎn)能幾乎都來自伊朗，伊朗在國內(nèi)消費增長的情況下，仍將成為甲醇出口的主要增長源。

2015年全球甲醇合計貿(mào)易量26 420 kt，其中，中國進(jìn)口了5 540 kt，占東北亞地區(qū)總進(jìn)口量的58%，其次東北亞進(jìn)口國還有日本、臺灣和韓國。中國主要甲醇的海外供應(yīng)來自于中東和東南亞，歐洲主要的甲醇海外供應(yīng)來自俄羅斯、中東、埃及、特立尼達(dá)及赤道幾內(nèi)亞，美國甲醇主要海外供應(yīng)來自于加拿大、特立尼達(dá)。

2 中國甲醇市場供需現(xiàn)狀

2015年我國甲醇產(chǎn)能略有增加，總產(chǎn)能達(dá)到80 260 kt/a規(guī)模以上的企業(yè)有217家，有效產(chǎn)能約70 000 kt/a，占比超過全球的一半?，F(xiàn)有甲醇裝置主要集中在華北、華東、西北地區(qū)，其中寧夏、內(nèi)蒙古包頭、陜西榆林等地均占比較大。雖然我國整體甲醇生產(chǎn)能力大于需求能力，但因地域分布不均，主要集中在西北地區(qū)煤資源豐富的地區(qū)，外運到中國甲醇主要消費東南地區(qū)運費成本高，因此，中國需要進(jìn)口5 000 kt/a以上的甲醇［2］。

2015年我國甲醇原料結(jié)構(gòu)中，煤占71%，天然氣占15%，焦?fàn)t氣占14%，即我國甲醇主要以煤為主，天然氣制甲醇受國家限制天然氣化工利用政策的約束，占比較小。

2015年，我國甲醇消費中MTO/MTP（甲醇制烯烴/甲醇制丙烯）的消耗量占36%，甲醛占17%，甲醇汽油占15%，二甲醚占11%，冰醋酸占6%，MTBE占4%，其他占10%。

2016～2020年，受產(chǎn)能過剩嚴(yán)重和國家淘汰落后產(chǎn)能制約，新增甲醇產(chǎn)能將有所放緩，預(yù)計將新增甲醇能力22 300 kt/a，新增甲醇產(chǎn)能80%為煤制烯烴項目配套能力。未來，隨著合成氨/尿素市場過剩，聯(lián)醇裝置的效益預(yù)計進(jìn)一步下滑，同時用于常壓氣化爐的無煙煤進(jìn)一步緊缺，這類規(guī)模小的裝置面臨關(guān)閉，未來天然氣制甲醇裝置的運營壓力越來越大，部分裝置可能會退出市場。而焦?fàn)t氣制甲醇則受煉焦裝置的開工負(fù)荷影響，本身規(guī)模小，未來中國甲醇裝置將朝著大型化方向發(fā)展。預(yù)計2020年總產(chǎn)能約101 100 kt/a，2025年將達(dá)到115 100 kt/a?？傮w處于過剩態(tài)勢，但隨著落后裝置的淘汰，裝置開工率將有所提升［3］。

供需平衡上，由于甲醇生產(chǎn)的地區(qū)性不平衡和價格成本競爭力因素，沿海地區(qū)甲醇生產(chǎn)裝置成本競爭力較差等因素，未來國內(nèi)仍將大量進(jìn)口。未來5 a新增甲醇產(chǎn)能看，主要新增產(chǎn)能分布于中國西北、華北、華東地區(qū)，東南沿海及西南地區(qū)沒有新增產(chǎn)能，是未來國內(nèi)甲醇進(jìn)口的主要市場。

3 MTO/MTP項目成本與傳統(tǒng)石腦油裂解制烯烴成本競爭力分析

MTO/MTP在甲醇需求中占比顯著，2015年，占比36%。國內(nèi)目前有16套MTO裝置，其中8套是和上游甲醇生產(chǎn)一體化的裝置（以煤為原料的甲醇及裂解聯(lián)合生產(chǎn)裝置），其余8套是獨立的MTO裝置，需要外采甲醇。預(yù)計未來將再建7套MTO裝置。估計到2021年，用于MTO的甲醇需求量將有37 000 kt，可生產(chǎn)丙烯和乙烯10 000 kt。

結(jié)合歷史油價數(shù)據(jù)和MTO/MTP成本以及傳統(tǒng)石腦油裂解制烯烴的成本的分析和研究，可知當(dāng)國際油價在60～65美元以上時，傳統(tǒng)的石腦油裂解制烯烴成本上將無法與MTO/MTP路線競爭，考慮到現(xiàn)有油價已經(jīng)回升到55～60美元區(qū)間，相信在未來幾年，隨著油價逐步回升至60美元以上時，獨立的MTO/MTP將迎來一輪新的發(fā)展熱潮，甲醇的需求量將隨著國際油價的緩慢回升，出現(xiàn)較為顯著的增長［4］。

4 不同原料生產(chǎn)甲醇的成本競爭力分析

以天然氣或煤為原料的甲醇生產(chǎn)成本差異較大，原料成本在整個甲醇生產(chǎn)成本中所占比重顯著。

國內(nèi)新建甲醇裝置1 000 kt的規(guī)模，當(dāng)煤價格為30～44美元/t，生產(chǎn)成本約220～232美元/t，內(nèi)蒙古包頭至華東地區(qū)陸路運輸距離為2 000 km，運費約為147美元/t，甲醇運到華東地區(qū)成本價約為367～377美元/t。

以華東地區(qū)市場以天然氣為原料的甲醇的單位成本為125～240美元/t，而以煤為原料的甲醇運輸至相同地區(qū)的單位成本為367～377美元/t，二者差異范圍約為130～240美元/t。可見，國外天然氣為原料的100 kt規(guī)模甲醇生產(chǎn)成本與國內(nèi)西北部地區(qū)以煤為原料的甲醇成本價格相比是有顯著優(yōu)勢的。由于國內(nèi)對天然氣甲醇政策的限制（禁止新建或擴(kuò)建以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇及甲醇生產(chǎn)下游產(chǎn)品裝置；禁止以天然氣代煤制甲醇項目—天然氣利用政策〔2012〕），國內(nèi)低成本天然氣生產(chǎn)甲醇能力受限，為海外天然氣為原料的低成本甲醇項目帶來了發(fā)展的機(jī)會。

5 天然氣生產(chǎn)甲醇利于提升上游天然氣資源價值

天然氣區(qū)塊開發(fā)需要提前謀劃做好頂層設(shè)計。低油價下，天然氣資源直接作為產(chǎn)品銷售價值很難充分體現(xiàn)。專業(yè)機(jī)構(gòu)認(rèn)為亞洲市場天然氣未來5～10 a整體供過于求。為此，迫切需要開辟新途徑提高上游資源的價值，保證上游資源價值實現(xiàn)。借助下游化工綜合投資開發(fā)，將有利于化解低油價矛盾，分散上游開發(fā)風(fēng)險和提高項目抗風(fēng)險的韌性。

結(jié)合中型規(guī)模天然氣區(qū)塊，采用不同方案進(jìn)行對比研究，結(jié)果表明甲醇方案從投資效益角度有利于提升天然氣的價值，要做好區(qū)塊開發(fā)、濕氣處理、管道輸送和化工利用一體化方案研究。從市場角度，天然氣生產(chǎn)甲醇的主要目標(biāo)市場應(yīng)為亞洲。當(dāng)油價＞60美元/桶時，國內(nèi)MTO/MTP因成本優(yōu)勢，將增加對甲醇的需求［5］。

6 結(jié)束語

中型天然氣區(qū)塊如采用天然氣液化方案，因無法實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，單位成本無法與大型500 kt/a天然氣液化項目競爭。上下游一體化方案借助國內(nèi)成熟的國產(chǎn)化化工裝備可有效降低投資，促進(jìn)下游裝備輸出和專業(yè)技術(shù)人才的智力輸出，符合中國石油堅持以效益為中心，謀求合理回報的原則，在有需求的重點資源國配套發(fā)展煉化業(yè)務(wù)，充分發(fā)揮其“杠桿效應(yīng)”，撬動上游業(yè)務(wù)，有效發(fā)展天然氣及LNG業(yè)務(wù)的整體策略。甲醇作為化工基礎(chǔ)原料，可生產(chǎn)多種下游化學(xué)品，為完善中國石油在下游的產(chǎn)業(yè)鏈布局、增加產(chǎn)品附加值、提升一體化項目效益和質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

［1］王震，趙林.新形勢下中國天然氣行業(yè)發(fā)展與改革思考［J］.國際石油經(jīng)濟(jì)，2016，6（1）：33-34.

［2］王希.天然氣制烯烴PK煤制甲醇制烯烴煤制甲醇制烯烴煤化工該怎么走［J］.化工管理，2015（16）：48-49.

［3］劉偉，解強.中煤龍化化工公司煤氣、甲醇和天然氣裝置實際產(chǎn)能評估及運行評價［J］.化學(xué)工程師，2014，28（4）：35-48.

［4］趙鵬飛，李水弟，王立志.低溫甲醇洗技術(shù)及其在煤化工中的應(yīng)用［J］.化工進(jìn)展，2012，31（3）：2442-2448.

［5］李雅麗.青海中浩天然氣化工600 kt/a甲醇項目試車成功［J］.石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2010，26（4）：48.

Analysis of methanol production from natural gas and application prospect

Bai Suozhu
（China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation，Beijing 100034,China）

The countries of petroleum resource and petroleum companies are facing adverse factors such as slowed down demand of oil&gas and low oil price,and are searching for new approach to realizing maximum value of crude oil and natural gas.Because the process for production methanol from natural gas is mature and its technical risk is low,the market and cost become the key consideration factors for natural gas-methanol projects.This paper analyzed supply and demand situation and the methanol cost competitiveness of different regions and different raw materials.The result showed that the methanol utilization scheme of natural gas is helpful to increase the value of upstream natural gas resources,enhance the integrated anti-risk ability and maximize the integration benefits,and is the effective value promotion means for medium-scale natural gas block development.

natural gas;methanol;competitiveness;prospect

TQ223.121

B

1671-4962（2017）06-0007-03

2017-07-07

柏鎖柱，男，碩士，高級工程師，2009年畢業(yè)于俄羅斯古勃金石油天然氣大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事煉油工藝管理工作。