未來低硫船舶燃料油市場走勢分析

劉初春

( 大連西太平洋石油化工有限公司）

2016年10月，國際海事組織（IMO）海上環(huán)境保護委員會召開的第70屆會議出臺了《國際防止船舶造成污染公約》修正案、導則和通函等，重點對附則Ⅵ《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》進行了修正，決定自2020年1月1日起，在全球范圍內實施船用燃油硫含量不超過0.50%的規(guī)定。國際海事組織推動的全球船舶燃料油質量升級已進入實施階段，世界絕大多數(shù)國家及主要船舶公司積極響應，為船舶燃料油質量升級政策的實施提供了可能性，人們已完全放棄原有的觀望態(tài)度。船舶燃料油生產商如何在新的行業(yè)標準下，以最經(jīng)濟的技術途徑實現(xiàn)燃料油質量升級？高低硫船舶燃料油價格走勢如何？未來低硫船舶燃料油市場格局將如何演變？中國的煉油企業(yè)應該如何抓住燃料油質量升級的機會開拓市場并實現(xiàn)產業(yè)結構調整？本文將對這些問題作進一步探討。

1 船舶燃料油的生產技術路線

1.1 高硫船舶燃料油的生產技術路線

高硫船舶燃料油技術標準比較寬松，全球絕大多數(shù)原油品種都可以作為高硫船舶燃料油的原料資源，生產技術路徑也比較簡單，通常有兩條主要路徑：一是以直餾常壓重油、減壓渣油作為主要基礎組分，調和二次加工的餾分（低黏度、低傾點、低金屬含量）滿足各項指標要求；二是以常壓重油、減壓渣油經(jīng)減黏裂化，降低黏度后調和其他餾分滿足各項指標要求。由于規(guī)格標準寬松，經(jīng)過有限的餾分組分調和就可生產合格的高硫船舶燃料油，因此高硫船舶燃料油不需要特別脫除某項有害物質，原料廣泛，資源充足，生產成本較低。

1.2 低硫船舶燃料油的生產技術路線

國際海事組織制定的低硫船舶燃料油新標準，核心內容是硫含量從3.5%降至0.5%，其他指標未改變。本輪質量升級主要是降低船舶燃料油硫含量，其他指標保持在合理水平，以滿足使用要求，并最大限度地降低生產成本。低硫船舶燃料油主要有以下3條生產技術路線[1，2]。

1.2.1 低硫或含硫原油生產低硫船舶燃料油

用低硫或含硫原油生產低硫船舶燃料油的技術路線，與高硫船舶燃料油類似，技術簡單，流程短，加工成本低。在新的市場環(huán)境下，應最大限度地利用好低硫原油資源，低硫原油的直餾渣油是寶貴的低硫船舶燃料油的基礎組分，原來用低硫原油生產瀝青的路線應盡快改變。原有低硫瀝青可直接調和餾分油生產合格低硫船舶燃料油，也可通過減黏裂化先降低黏度，減黏渣油直接或經(jīng)調和餾分油生產合格低硫船舶燃料油。用于調和的餾分油可以是直接的焦化蠟油、催化柴油、焦化柴油、減黏裂化柴油或這些餾分的脫硫后組分等，各種餾分的調和比例要根據(jù)船舶燃料油規(guī)格標準優(yōu)化確定。

1.2.2 高硫原油渣油加氫脫硫生產船舶燃料油

目前，國內高硫原油渣油通過加氫處理后的生成油（生成油收率近90%）主要作為催化裂化原料，也可直接作為低硫船舶燃料油或者作為低硫船舶燃料油的主要組分。如果渣油加氫以生產低硫船舶燃料油為目標，除硫以外，船舶燃料油產品的殘?zhí)俊⒔饘俸亢艿?，密度也小，品質的改善增加了成本。從長遠來看，有條件的煉廠可以考慮渣油加氫脫硫定向生產低硫船舶燃料油，以脫硫為主要功能目標合理調整催化劑級配，盡量減少船舶燃料油“質量過?！?，降低生產成本，充分發(fā)揮渣油加氫脫硫生產低硫船舶燃料油的獨特優(yōu)勢。

1.2.3 高硫原油渣油加氫裂化生產船舶燃料油

懸浮床、沸騰床渣油加氫裂化是近年發(fā)展起來的高硫渣油轉化處理技術，經(jīng)裂化后餾分油、石腦油、氣體收率約為50%～55%，蠟油、脫瀝青油經(jīng)進一步加氫脫硫處理后可直接作為低硫船舶燃料油或低硫船舶燃料油的主要組分，收率約為35%～40%。

渣油加氫裂化優(yōu)點顯著：一是對劣質原料的適應性優(yōu)于渣油加氫；二是可多產輕質油。不足之處：一是裝置流程長、投資大；二是所產瀝青組分難以調和生產合格瀝青，需要尋找合理用途?；诂F(xiàn)有原油資源輕重比例結構以及石油產品需求結構，在原油資源供應寬松的市場狀況下，渣油加氫裂化的技術經(jīng)濟性不具優(yōu)勢，尤其是在中國煉油產能過剩、成品油供大于求的市場環(huán)境下，渣油加氫裂化新技術的應用推廣需要慎重。

比較上述3種技術途徑，用低硫原油生產低硫船舶燃料油加工成本低，且合理利用了重質餾分油資源，因而是首選生產技術路線。但利用低硫原油并多產低硫船舶燃料油并不能滿足市場需求，采用渣油加氫脫硫技術加工高硫渣油生產低硫船舶燃料油收率高，目標針對性強，加工成本適中，也是主要的生產技術路線。渣油加氫裂化的目標產品主要是輕油，在未來一段時間技術不符合市場需求，不應是低硫船舶燃料油生產的優(yōu)先技術路線。

2 《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》執(zhí)行技術方案及經(jīng)濟性比較

《國際防止船舶造成污染公約》附則Ⅵ《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》的目標是減少全球船舶硫化物排放對大氣的污染[3]。對排放達標有兩類措施和規(guī)定：一是船舶燃料油硫含量降至≤0.5%；二是允許采用替代燃料，例如液化天然氣（LNG）、液化石油氣（LPG），或采取尾氣脫硫措施繼續(xù)使用高硫船舶燃料油，但尾氣排放應該與使用低硫船舶燃料油達到同等水平。

2.1 《國際防止船舶造成污染公約》履約承諾與局地嚴規(guī)

《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》明確了各國海事組織檢查監(jiān)管措施，船舶燃料油使用者、供油者的資質誠信必須通報國際海事組織，并在全球實現(xiàn)共享信息。目前，承諾履行公約國家的貿易量占世界貿易總量的98%，意味著世界幾乎所有的船舶必須執(zhí)行該公約。少數(shù)國家宣布暫緩執(zhí)行《國際防止船舶造成污染公約》，意味著在其領海放松船舶燃料油排放限制，相關監(jiān)管也較寬松，但這不是主流。

基于自身對環(huán)境保護的要求，一些國家在執(zhí)行《國際防止船舶造成污染公約》的基礎上出臺了更加嚴格的法規(guī)。例如，國際海事組織確認的國際排放控制區(qū)波羅的海區(qū)域、歐洲北海區(qū)域、北美區(qū)域、美洲加勒比海區(qū)域，已從2015年開始要求船舶使用硫含量不超過0.10%的燃油。中國海事局于2019年10月發(fā)布《2020年全球船用燃油限硫令實施方案》，規(guī)定自2020年1月1日起，船舶不得在中國船舶大氣污染物排放控制區(qū)內排放開式廢氣清洗系統(tǒng)洗滌水；國際航行船舶進入中國內河船舶大氣污染物排放控制區(qū)，應當使用硫含量不超過0.10%的燃油；自2022年1月1日起，國際航行船舶進入中國船舶大氣污染物排放控制區(qū)海南水域，應當使用硫含量不超過0.10%的燃油。由于上述國家地區(qū)的法規(guī)更為嚴格，采用替代措施（尾氣脫硫）的船舶若要進入這些國家的領海、大氣污染物排放控制區(qū)，就會遇到困難。

2.2 《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》執(zhí)行技術方案

從技術上來說，使用低硫船舶燃料油和采用尾氣洗滌脫硫方案都是可行的。兩種方案的技術差別是：使用低硫船舶燃料油，現(xiàn)有船上設施不需要做任何改變就能滿足規(guī)定的排放標準①使用液化天然氣或液化石油氣作為船舶發(fā)動機燃料，通常比低硫燃料油更為清潔，能夠滿足尾氣排放標準，但船舶發(fā)動機需要更新或改造，且資源供應、使用安全風險等級較高，目前全球各港口絕大多數(shù)不具備供應能力，故在此不多作討論。。采用尾氣洗滌脫硫方案需要在船舶上建設流程較為復雜的脫硫設施，有3種技術方案可供選擇[4-7]，比較實用的有海水循環(huán)洗滌（Open loop，開式洗滌）、淡水堿液洗滌（Closed loop，閉式洗滌）和混合洗滌（Hybrid，開、閉式兼用）。目前，技術簡易的海水洗滌措施不能滿足規(guī)定硫含量不得超過0.10%地區(qū)的排放標準。

“開式洗滌”是直接使用海水在固定的塔內和發(fā)動機尾氣逆流接觸洗滌，然后直接排入大海，是目前船舶行業(yè)主要采用的成熟技術。海水自身具有微堿性，二硫化物在水中有一定溶解度，海水洗滌尾氣過程中，部分二硫化物被中和，部分被溶解吸收，排入大海的海水pH值會降低，降低的程度由液/氣比決定?！伴_式洗滌”的優(yōu)點是技術簡單，設備投資和運行成本較低，洗滌脫硫后的尾氣能夠達到船舶燃料油硫含量0.5%排放水平，目前暫被國際海事組織接受；缺點是海水腐蝕性強，設備壽命周期短?！伴_式洗滌”的長遠發(fā)展受到質疑，因為“開式洗滌”的硫化物只是一個簡單轉移（從大氣轉移到海洋），酸性物質對海洋環(huán)境的影響值得關注。一些主要國家的領海、排放控制區(qū)已禁止“開式洗滌”，航運巨頭馬士基公司等已宣布不采用“開式洗滌”技術，從發(fā)展趨勢看，禁止“開式洗滌”可能成為主流。

“閉式洗滌”是使用堿性溶液進行循環(huán)洗滌，中和二硫化物，把有害物質二硫化物變成硫酸鹽，這是目前其他行業(yè)廣泛應用的成熟技術方案。堿性物質可以為氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣等[8]，由于它們在水中的溶解度差別及工業(yè)品純度不同，一般大量使用氫氧化鈉進行洗滌。采用“閉式洗滌”的船舶需要建設較復雜的設施，包括堿液儲倉、洗滌塔和硫酸鹽溶液儲倉等。“閉式洗滌”的優(yōu)點是尾氣中硫化物脫除率高、對燃油使用彈性大，可以實現(xiàn)零排放，缺點是投資大、占用船舶空間多、運行成本高。另外，燃油在燃燒過程中硫會轉化成硫氧化物，硫氧化物經(jīng)堿液洗滌變成硫酸鈉。盡管硫酸鈉屬于低毒物質，但對水體、土壤都會產生一定影響，絕大多數(shù)國家禁止硫酸鈉溶液開放性排放，必須排放至港口進行收集處理。

“混合洗滌”是“開式洗滌”“閉式洗滌”二者的結合，也是成熟技術，船舶可根據(jù)海區(qū)管控標準切換運行。“混合洗滌”的優(yōu)點是尾氣中硫化物脫除率、燃油使用彈性大，可以實現(xiàn)零排放，適應性強，運行成本適中；缺點是投資更大，占用船舶空間更多。

2.3 低硫船舶燃料油和尾氣洗滌脫硫的經(jīng)濟性比較

對于船舶來說，主要比較高低硫船舶燃料油價差與高硫船舶燃料油所用尾氣洗滌的運行成本和投資。據(jù)調查，一艘超大型油輪（VLCC）一年的燃油消耗量約為1.40萬～1.65萬噸，按照含硫0.5%燃油及排放標準，不同方案的運行成本與投資測算對比如下。

2.3.1 固定設施投資

船舶從高硫燃油改為低硫燃油，不需要增加任何固定設施投資。對尾氣洗滌脫硫來說，不論“開式洗滌”還是“閉式洗滌”都要增加船上固定設施，占用船舶空間，只是“閉式洗滌”流程更復雜且投資更大。

據(jù)了解，尾氣洗滌脫硫設施的初期固定投資約為200萬～900萬美元[7，8]，各地區(qū)設備和修（造）船廠的安裝費用存在較大差別。遠東地區(qū)一些船廠安裝的“開式洗滌”設施投資費用約為200萬美元，“閉式洗滌”設施投資費用約為500萬美元。如果一艘超大型油輪按10年折舊、年消耗燃油1.55萬噸計，則“開式洗滌”脫硫每噸燃油的折舊成本為89元，“閉式洗滌”為222元。

2.3.2 運行費用

船舶改用低硫燃油增加的運行成本體現(xiàn)為高低硫燃油價差。對尾氣洗滌脫硫來說，如果采用“開式洗滌”，主要增加海水泵耗電及所有相關設備的維護費用，每噸燃油的運行成本約為75元；“閉式洗滌”產生較高的運行成本。一艘超大型油輪通常裝有約3500噸燃油，如果用“閉式洗滌”，尾氣脫硫需消耗235.9噸純氫氧化鈉，并產生超過1250噸硫酸鹽溶液。按照目前國內市場堿液價格測算，45%濃度離子膜氫氧化鈉價格約為1750元/噸（不含稅），折合純堿約3900元/噸。一艘超大型油輪按年消耗燃油1.55萬噸計，每噸燃油耗用堿液成本為262.9元，再考慮電、水消耗以及投資折舊、硫酸鈉溶液排放處理等費用，每噸燃油尾氣處理成本接近350元。

基于目前的加氫技術，高硫燃油加氫脫硫加工成本低于300元/噸。在脫除硫的同時，燃油各項指標大幅改善，有害物質（例如金屬雜質）減少，密度顯著下降，單位重量發(fā)熱值上升，船舶運行燃油重量單耗可降低。

2.3.3 綜合經(jīng)濟性比較

綜合對比，“開式洗滌”方案每噸燃油的脫硫成本約為164元，“閉式洗滌”方案約為572元，通過渣油加氫把高硫燃料變成低硫燃料的成本每噸約為300元。由此判斷，執(zhí)行《國際防止船舶造成污染公約》附則Ⅵ《防止船舶造成空氣污染規(guī)則》的解決方案經(jīng)濟性為：“開式洗滌”方案成本最低，使用低硫燃油次之，“閉式洗滌”方案成本最高。“開式洗滌”和“閉式洗滌”因技術具有本質差別，運行成本差別很大?！伴]式洗滌”與使用低硫燃料油相比，哪個更具經(jīng)濟性，目前難以簡單下結論，這取決于未來市場走向和政策變化。

3 未來船舶燃料油市場變化趨勢及建議

3.1 船舶燃料油市場價格變化

過去10年，新加坡市場（亞洲）部分餾分油、燃料油與原油價格趨勢見表1。可以看出，船舶燃油因可替代柴油使用，兩者價格存在較密切的相關性。隨著各國成品油質量升級，低硫產品需求增加，高低硫產品價差也逐漸拉大，高硫船舶燃料油價格與餾分柴油的價格系數(shù)總體呈下降趨勢，2019年高硫船舶燃料油價格與餾分柴油的價格系數(shù)接近0.72。

船舶燃料油質量升級后，由于原有的船舶燃料油生產流程只能使用低硫原油來生產合格的船舶燃料油，原有的高硫燃料油資源脫硫設施滯后，短期內低硫船舶燃料油供求失衡，亞洲市場低硫船舶燃料油價格甚至超過硫含量為10ppm的柴油。在新規(guī)實施后的2020年1月份，新加坡市場高低硫船舶燃料油、低硫柴油和亞洲原油的價格變化見表2?？梢钥闯?，高低硫船舶燃料油價差從46.8美元/噸拉大至269.65美元/噸，高硫船舶燃料油價格已遠低于原油價格，低硫船舶燃料油價格高于低硫柴油價格。低硫船舶燃料油價格遠超其價值，給原有低硫船舶燃料油生產商和具有低硫船舶燃料油資源的銷售商帶來了巨大商機[9，10]，未來船舶燃料油市場如何演變取決于新環(huán)境下新平衡的形成。

表2 新加坡市場高低硫船舶燃料油價格單位：美元/桶

表1 2010－2019年亞洲餾分油、燃料油、原油價格單位：美元/桶

3.2 船舶尾氣洗滌脫硫現(xiàn)狀

據(jù)了解，截至2019年底，全球已有近3000艘船舶（尤其是新船）安裝了尾氣洗滌裝置[7，11]，其中“開式洗滌”占80.4%，“混合式洗滌”占16.5%，未來少數(shù)船舶規(guī)劃還有安裝計劃。在總數(shù)超過2000艘的運輸原油的阿芙拉型油輪（AFRA）、蘇伊士型油輪（SUEZ）和超大型油輪等大型船舶中，已經(jīng)或規(guī)劃安裝洗滌設施的比例約為15%～30%。業(yè)內曾預測，未來高低硫船舶燃料油價差將長期接近300美元/噸，在這種價差下，采用尾氣洗滌脫硫措施比使用低硫船舶燃料油更具成本優(yōu)勢[10]。舊船新增脫硫技術措施既有布局難度還需要長時間停運改造，由于未來高低硫船舶燃料油的價差難以預測，加之環(huán)保政策存在不確定性，船舶增設尾氣洗滌脫硫裝置決策較為困難。

3.3 未來船舶燃料油市場變化趨勢

業(yè)界預測，未來船舶燃料油市場將形成新的平衡，低硫船舶燃料油數(shù)量約占50%，高硫船舶燃料油仍占30%，預測基于船舶尾氣洗滌脫硫的安裝數(shù)量以及使用低硫燃料油的船舶數(shù)量。未來這一格局能否形成，取決于人們對“開式洗滌”脫硫方案政策的認可度。如果目前政策長期延續(xù)，未來高硫船舶燃料油市場占比將更高。最終形成什么樣的市場格局，取決于全球的環(huán)保政策以及船舶尾氣脫硫技術、渣油脫硫技術的經(jīng)濟性。

船舶燃料油質量升級無疑會拉大高低硫原油價差，這是一個長遠的變化。高低硫船舶燃料油因政策推動出現(xiàn)供需失衡，在市場中形成巨大價差，給低硫船舶燃料油的生產和銷售帶來了前所未有的利好。短期內，低硫船舶燃料油因供應偏緊，價格比餾分油更具吸引力。未來，隨著煉廠高硫渣油脫硫能力增強，低硫船舶燃料油供應能力得到提升，低硫船舶燃料油價格將逐漸回落，這一趨勢可能持續(xù)兩年左右的時間。高硫船舶燃料油因受到需求限制，供大于求加劇，價格將跌至谷底，迫使生產商壓減產量，調整結構，通過供求調整拉升高硫船舶燃料油價格。

短期內，高低硫船舶燃料油供求失衡的狀態(tài)，使得原有高硫船舶燃料油生產煉廠承受較大壓力；船舶使用者也同樣承受壓力，部分成本將向用戶傳遞，船運效益被擠壓。已安裝尾氣洗滌脫硫裝置的船舶短期內獲得期望回報，得到回收投資的機會，這種機會將保持一段時間。

國內業(yè)界曾預測，國際海事組織新規(guī)出臺后，未來高低硫船舶燃料油價差可能保持在100～150美元/噸左右。國內一些煉廠測算，即使保持這樣的價差，煉廠仍然缺乏經(jīng)濟性，不如現(xiàn)有加工方案好。建設渣油加氫脫硫生產低硫船舶燃料油投資回報率偏低，缺乏吸引力，主要原因是同期高硫船舶燃料油市場價格遠低于國內其他成品油。如果換一種評價條件，假設未來高低硫原油價差會增大，原油、成品油價格體系會發(fā)生變化，把原油、成品油都按國際市場價格計算，評價結果就完全不同。另外，如果用高硫船舶燃料油作為渣油加氫原料生產低硫船舶燃料油，經(jīng)濟性會明顯變好。

未來高低硫船舶燃料油及其他成品油的相對價格會在產能調整、市場供求平衡的不斷變化中趨于合理，船舶燃料油市場新格局的形成取決于船舶尾氣洗滌脫硫技術運行成本和渣油加氫運行成本的博弈。安裝了尾氣洗滌裝置的船舶，只能說在選擇高低硫船舶燃料油方面具有靈活性，由于使用高硫船舶燃料油存在輔助材料費用、設備腐蝕、運行管理難度等劣勢，加之高低硫船舶燃料油價差縮小，未來高硫船舶燃料油不可能長期保持優(yōu)勢，低硫船舶燃料油全面取代高硫船舶燃料油的可能性更大。

綜上所述，在國際海事組織執(zhí)行新規(guī)定的環(huán)境下，未來船舶采用“開式洗滌”尾氣脫硫的技術應該是主流，建設速度加快，由此擴大了高硫燃料油的需求，拉升了高硫燃料油的價格；因船舶改造進度脫節(jié)，供應緊張，低硫燃料油價格上升，由此刺激低硫燃料油生產。最終高硫船舶燃料油價格會在目前基礎上回升，其價格與餾分柴油的價格系數(shù)保持在0.7左右，高低硫船舶燃料油價差可能穩(wěn)定在80～100美元/噸。如果未來禁止“開式洗滌”尾氣脫硫以實現(xiàn)船舶零排放，則會有少量“閉式洗滌”尾氣脫硫裝置應用，低硫船舶燃料油將普遍使用，高低硫船舶燃料油價差可能穩(wěn)定在70～85美元/噸。

3.4 對有關各方的建議

按中國對外貿易規(guī)模測算，中國沿海船舶燃料油需求量約為2000萬噸/年，利用好這個市場是緩解中國煉油產能過剩的機會，政府和企業(yè)應盡快行動，避免錯失良機。為此建議：一是國家出臺相關政策，對燃料油出口實行免稅或退稅，鼓勵煉廠、船舶燃料油經(jīng)營企業(yè)開展給外輪外航保稅供油，鼓勵以形式出口方式提供保稅油，鼓勵以一般貿易方式出口并退稅；二是監(jiān)管部門應以有效、高效為原則，盡量減少監(jiān)管環(huán)節(jié)，簡化監(jiān)管手續(xù)，提升外貿運作效率，對石油外貿企業(yè)建立嚴格的誠信制度和準入制度；三是沿海煉廠應盡快形成低硫船舶燃料油規(guī)模生產能力，著力開拓市場?！?/p>