我國(guó)西北地區(qū)煤制聚丙烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

練 弢

（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812）

我國(guó)“富煤、貧油、少氣”的能源稟賦，決定了以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，在我國(guó)石油對(duì)外依存度屢創(chuàng)新高的背景下，煤化工產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，成為石化產(chǎn)品的重要補(bǔ)充。西北地區(qū)（包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西五省）因其豐富的煤炭資源，成為煤化工的重要集聚地。煤化工發(fā)展的主要方向是生產(chǎn)烯烴，西北地區(qū)聚烯烴產(chǎn)能高速增長(zhǎng)，但該區(qū)域具有地廣人稀、身居內(nèi)陸交通受限、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)遲緩等特點(diǎn)，致使當(dāng)?shù)匦枨笥邢蕖?019 年，西北地區(qū)聚烯烴產(chǎn)能已達(dá)到全國(guó)總產(chǎn)能的23%，但消費(fèi)量?jī)H占全國(guó)的3%，產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，成為國(guó)內(nèi)最大的聚烯烴流出地。

1 西北地區(qū)聚丙烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

2019 年，我國(guó)聚丙烯產(chǎn)能2799 萬(wàn)t，產(chǎn)量2320 萬(wàn)t，裝置平均開(kāi)工率82.9%，低于世界平均水平。其中西北地區(qū)產(chǎn)能達(dá)到646 萬(wàn)t，約占全國(guó)總產(chǎn)能的23%，是國(guó)內(nèi)最大的產(chǎn)能集中地，但產(chǎn)量?jī)H有388 萬(wàn)t，開(kāi)工率為60%左右。

西北地區(qū)的聚丙烯生產(chǎn)商以煤化工、中石油企業(yè)為主，主要分布在寧夏、陜西、新疆、甘肅等省份。主要供應(yīng)商是中石油獨(dú)山子石化分公司、甘肅蘭港石化有限公司、中石油蘭州石化分公司、陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、延長(zhǎng)中煤榆林能化有限公司及蒲城清潔能源化工有限公司。該地區(qū)大多裝置投建時(shí)間較早，單裝置規(guī)模偏小，技術(shù)相對(duì)落后，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，其中30 萬(wàn)t/a 規(guī)模以下的裝置有11 套，對(duì)應(yīng)產(chǎn)能為141 萬(wàn)t，占比22%。區(qū)域產(chǎn)能情況見(jiàn)表1。

表1 西北地區(qū)聚丙烯現(xiàn)有產(chǎn)能

1.2 市場(chǎng)供需情況

2019 年，國(guó)內(nèi)聚丙烯產(chǎn)量為2320 萬(wàn)t，進(jìn)口量為522 萬(wàn)t，出口量為40 萬(wàn)t，表觀消費(fèi)量達(dá)到2802 萬(wàn)t，其中西北地區(qū)消費(fèi)量?jī)H83 萬(wàn)t，占全國(guó)總消費(fèi)量的3%。雖然西北地區(qū)是全國(guó)最大的聚丙烯產(chǎn)能集中地，但當(dāng)?shù)厮芰现破芳庸I(yè)比較落后，產(chǎn)品檔次低，產(chǎn)品類(lèi)別主要是通用拉絲料，是全國(guó)聚丙烯最低端的市場(chǎng)。大部分低端產(chǎn)品集中銷(xiāo)往華東和中南地區(qū)，市場(chǎng)認(rèn)可度不高，產(chǎn)品下游主要用于低端、大宗拉絲料的生產(chǎn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較低。

1.2.1 市場(chǎng)供需平衡及預(yù)測(cè)

2019 年，從國(guó)內(nèi)區(qū)域供需平衡分析，聚丙烯供需缺口主要集中在華東和中南地區(qū)，而西北地區(qū)是產(chǎn)品主要輸出地區(qū)。預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)內(nèi)聚丙烯的這種區(qū)域供需格局仍將持續(xù)。2019 年國(guó)內(nèi)聚丙烯區(qū)域供需平衡及預(yù)測(cè)見(jiàn)表2。

表2 2019 年國(guó)內(nèi)聚丙烯區(qū)域供需平衡及預(yù)測(cè) 單位：萬(wàn)t

1.2.2 消費(fèi)結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著小家電、日用品等制造業(yè)的快速發(fā)展，2019 年國(guó)內(nèi)拉絲產(chǎn)量占比已由43%降至33%，抗沖共聚類(lèi)產(chǎn)量已由19%增長(zhǎng)到23%。西北地區(qū)企業(yè)也逐漸調(diào)整產(chǎn)品類(lèi)型，以寧夏寶豐為代表的部分廠家均生產(chǎn)嵌段共聚物，高端產(chǎn)品份額逐漸提高。從未來(lái)需求分析，聚丙烯在汽車(chē)輕量化、綠色建設(shè)、塑料包裝袋以及電子電器小型化方面的應(yīng)用日益廣泛，而獨(dú)山子石化、延長(zhǎng)、蒲城清潔能源等廠家均生產(chǎn)此原料，因此注塑、纖維料的產(chǎn)能未來(lái)可能會(huì)得到進(jìn)一步提升。

2 煤制聚丙烯經(jīng)濟(jì)性分析

西北地區(qū)生產(chǎn)聚丙烯的原料以煤為主，2019年該地區(qū)煤制聚丙烯產(chǎn)能為501 萬(wàn)t，占其區(qū)域產(chǎn)能的78%。

2.1 煤制聚丙烯成本分析

2.1.1 投資成本分析

從單位產(chǎn)能投資來(lái)看，煤制烯烴遠(yuǎn)高于油制烯烴。例如典型的180 萬(wàn)t/a 煤制甲醇，配套60 萬(wàn)t/a烯烴（聚乙烯、聚丙烯）的一體化裝置投資約200 億元。一般而言，煤制烯烴單位產(chǎn)能投資額是油制烯烴的2 倍以上。

2.1.2 生產(chǎn)成本分析

煤制烯烴工藝生產(chǎn)1 t 烯烴耗煤量約7 t、新鮮水耗約22 t[1]。在成本結(jié)構(gòu)中,煤炭占總成本的38%,折舊和財(cái)務(wù)費(fèi)用占總成本的39%，化工三劑占總成本的6%,維保及材料費(fèi)占總成本的8%，水費(fèi)占總成本的4%，其他占5%[2-5]。

圖1 典型煤制烯烴企業(yè)成本構(gòu)成

以典型煤制烯烴項(xiàng)目為例進(jìn)行測(cè)算，不同煤價(jià)對(duì)應(yīng)的聚丙烯成本[4]見(jiàn)表3 及圖2。

表3 不同煤價(jià)制聚丙烯成本

圖2 聚丙烯成本與煤炭?jī)r(jià)格趨勢(shì)曲線(xiàn)

通過(guò)聚丙烯成本與煤炭?jī)r(jià)格趨勢(shì)曲線(xiàn)，擬合出公式：

式（1）中：x 為煤炭?jī)r(jià)格，元/t；y 為聚丙烯成本，元/t。

由公式（1）可知，煤炭?jī)r(jià)格每增加50 元/t，聚丙烯成本提高269 元/t。

目前，國(guó)際油價(jià)低位震蕩運(yùn)行,油制烯烴成本顯著降低,競(jìng)爭(zhēng)力逐步增強(qiáng),而煤制烯烴產(chǎn)業(yè)則面臨著巨大挑戰(zhàn)。與原油價(jià)格相比,國(guó)內(nèi)煤炭?jī)r(jià)格變化幅度較小,煤制烯烴的成本優(yōu)勢(shì)逐漸縮小。根據(jù)石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院烯烴成本曲線(xiàn)測(cè)試，當(dāng)國(guó)際油價(jià)處于60 美元左右時(shí),國(guó)內(nèi)大型煉化企業(yè)油制烯烴的生產(chǎn)成本與煤制烯烴生產(chǎn)成本相當(dāng)。

2.1.3 物流及倉(cāng)儲(chǔ)成本

西北地區(qū)聚丙烯主要流入長(zhǎng)三角地區(qū)，多采用鐵路和汽車(chē)運(yùn)輸，并需要租賃異地倉(cāng)庫(kù)，物流和倉(cāng)儲(chǔ)成本較高。以華東地區(qū)為例，在運(yùn)輸成本方面，西北運(yùn)輸線(xiàn)路較少，汽車(chē)運(yùn)輸成本在400～450 元/t 左右，火車(chē)運(yùn)輸成本在300～350 元/t 左右（煤炭運(yùn)輸旺季更高）。火車(chē)運(yùn)輸存在周期，不能完全滿(mǎn)足運(yùn)輸需求。在倉(cāng)儲(chǔ)成本方面，異地倉(cāng)庫(kù)90%以上采用租賃，租賃倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)費(fèi)18～20 元/t，儲(chǔ)存成本0.6 元/(t·d)，出庫(kù)費(fèi)18～20 元/t，租賃的倉(cāng)庫(kù)在監(jiān)督管理和產(chǎn)品的配送服務(wù)建設(shè)方面難度較大。

因此，西北區(qū)域聚丙烯產(chǎn)品受產(chǎn)銷(xiāo)異地影響，不僅需承擔(dān)較高的物流和倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用，還面臨配送管理難度大的問(wèn)題，大大削弱了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.1.4 不同工藝路線(xiàn)制聚丙烯的成本

當(dāng)前我國(guó)制取烯烴的典型工藝有以石腦油為原料的裂解工藝、以煤為原料制烯烴工藝、以甲醇為原料的MTO/MTP 工藝、以丙烷為原料的PDH 工藝以及部分外采單體丙烯制聚丙烯等工藝。其中，油制烯烴占比位居首位，產(chǎn)能占比超過(guò)一半；煤制烯烴產(chǎn)能位居第二。

2019 年，基于西北地區(qū)典型煤制烯烴項(xiàng)目，甲醇制烯烴工段擬采用二代技術(shù)；乙烷價(jià)格根據(jù)“美國(guó)當(dāng)?shù)匾彝槭袌?chǎng)交易價(jià)+液化費(fèi)用+船費(fèi)”計(jì)算（以美國(guó)MB 乙烷價(jià)格為基準(zhǔn)，2019 年均價(jià)為3.17 美元/mmbtu，較上年下降29.6%）；布倫特原油均價(jià)為64.27 美元/桶，較上年下降10.5%；華東地區(qū)甲醇均價(jià)為2231 元/t，較上年下降27.9%；華東地區(qū)丙烷均價(jià)為4020 元/t 左右，較上年降低14.7%。

因此，在2019 年價(jià)格體系下，五類(lèi)項(xiàng)目噸烯烴成本由低到高依次為：乙烷裂解、PDH、石腦油裂解、CTO、MTO。乙烷裂解制乙烯路線(xiàn)受益于美國(guó)低廉的乙烷價(jià)格，具備超強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，煤制烯烴越來(lái)越受到低油價(jià)的沖擊，煤制烯烴盈利能力嚴(yán)重下滑，與常規(guī)的蒸汽裂解制烯烴相比已不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

某典型煉油廠的催化裂解裝置丙烯成本折算到2019 年布倫特原油均價(jià)64.27 美元/桶時(shí)，對(duì)應(yīng)成本約5200 元/t，低于石腦油裂解、CTO、MTO 工藝制丙烯的成本。

2.2 煤制聚丙烯利潤(rùn)分析

以神華能源的公開(kāi)數(shù)據(jù)推算，2020 年1～9 月煤制聚烯烴成本為6462 元/t，對(duì)應(yīng)聚丙烯產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格8020 元/t，有較好的盈利水平。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算，煤制烯烴在油價(jià)30 美元/桶下有現(xiàn)金流，40～50 美元/桶能夠?qū)崿F(xiàn)盈利；在60～75 美元/桶油價(jià)下，煤制烯烴成本與石腦油制烯烴成本相當(dāng)，具有較好盈利水平；當(dāng)油價(jià)在80 美元/桶以上時(shí)，煤制烯烴稅后利潤(rùn)每噸可達(dá)2000 元以上，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。

3 煤制烯烴面臨的風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 煤炭?jī)r(jià)格與石油價(jià)格變動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)

由于聚丙烯價(jià)格與原油價(jià)格具有較強(qiáng)的正相關(guān)性，而煤炭?jī)r(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，且與原油之間沒(méi)有相關(guān)性。因此，煤制烯烴在高油價(jià)時(shí)具備較好的成本優(yōu)勢(shì)，但其成本受煤炭?jī)r(jià)格影響較大，若未來(lái)煤價(jià)大幅上漲或油價(jià)下跌將對(duì)煤制烯烴項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生較大影響。

3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與運(yùn)輸成本風(fēng)險(xiǎn)

煤制烯烴下游產(chǎn)品方案主要為烯烴產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不如煉油企業(yè)豐富，且不具備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的靈活性。另外，西北地區(qū)屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，本地市場(chǎng)消費(fèi)能力較差，產(chǎn)品需要銷(xiāo)往華東、華南等發(fā)達(dá)地區(qū)，導(dǎo)致運(yùn)輸成本高、終端運(yùn)作不靈活。并且西北地區(qū)以利潤(rùn)較低的通用料為主，運(yùn)費(fèi)占比相對(duì)較高，進(jìn)一步壓縮了利潤(rùn)空間。

3.3 碳排放成本風(fēng)險(xiǎn)

煤制烯烴的CO2排放量大，煤中75%的碳要轉(zhuǎn)化為CO2排放掉，一套60 萬(wàn)t/a 煤制烯烴裝置年排放CO2約600 萬(wàn)t。隨著碳峰值與碳中和的提出，我國(guó)已啟動(dòng)碳交易，將逐步對(duì)高碳排放企業(yè)征收碳稅，煤化工作為征收主要對(duì)象之一，將面臨較大的碳稅壓力。每噸煤制烯烴產(chǎn)品比油制烯烴產(chǎn)品多排放7 t CO2，如按每噸CO250 元征收碳排放費(fèi)用，成本將相應(yīng)增加350 元/t；若每噸CO2征收超過(guò)150 元，成本增加將超過(guò)1050 元，與石油路線(xiàn)相比，將不再具有優(yōu)勢(shì)。

3.4 水資源限制風(fēng)險(xiǎn)

雖然西北地區(qū)的煤炭資源優(yōu)勢(shì)支撐了當(dāng)?shù)孛夯さ陌l(fā)展，但發(fā)展過(guò)程中會(huì)受到當(dāng)前政策和水資源的制約。我國(guó)水資源與煤炭地理分布相反，西北地區(qū)水資源普遍緊缺，大部分煤化工項(xiàng)目都受到水資源的嚴(yán)重制約。未來(lái)水源的應(yīng)用和保護(hù)、最嚴(yán)環(huán)保令的約束，都將成為煤制烯烴發(fā)展的阻礙。

4 小結(jié)

近年來(lái)，我國(guó)煤制烯烴產(chǎn)能快速擴(kuò)張，對(duì)油制烯烴市場(chǎng)的沖擊不斷加大。在市場(chǎng)方面，作為主要產(chǎn)地的西北地區(qū)遠(yuǎn)離消費(fèi)量最大的華東市場(chǎng)，配套的物流網(wǎng)絡(luò)欠缺，且產(chǎn)品多為通用料，在市場(chǎng)上表現(xiàn)出的接受程度和定價(jià)話(huà)語(yǔ)權(quán)遠(yuǎn)低于華東地區(qū)；在效益方面，煤制烯烴越來(lái)越受到低油價(jià)的沖擊，煤制烯烴產(chǎn)業(yè)盈利水平顯著下滑，與傳統(tǒng)蒸汽裂解及油制烯烴相比已不具備優(yōu)勢(shì)。煤制烯烴是高投資、高能耗、高排放的產(chǎn)業(yè)，在目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)環(huán)保壓力較大的情況下[6]，煤制烯烴的發(fā)展將會(huì)受到新的挑戰(zhàn)。為此，石化行業(yè)需立足行業(yè)特點(diǎn)，加快技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差異化、高端化，促進(jìn)石油化工與煤化工優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，推動(dòng)我國(guó)聚烯烴行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。