中國煉油轉型化工現狀及發(fā)展約束因素的思考

王德亮，周志茂，林夢蕾，李超

（1中國科學院過程工程研究所過程工程研發(fā)中心，北京 100190；2中國石化集團經濟技術研究院有限公司，北京 100029）

石化行業(yè)是我國經濟發(fā)展的重要支撐，現階段煉油行業(yè)從高速發(fā)展階段向高質量發(fā)展階段轉換，煉油能力總體過剩，煉油向化工轉型與調整結構轉型升級勢在必行[1-2]。但行業(yè)確定的轉型升級趨勢易驅動產業(yè)組織“一窩蜂”轉型，加劇行業(yè)供需矛盾，清晰認知近遠期煉油行業(yè)化工轉型的限制因素和目標至關重要[3-4]。

現今，雖然國內煉油總體過剩，但是國內大型煉化基地仍在持續(xù)建設之中，中科煉化、廣東石化、浙江石化等重大工程項目穩(wěn)步推進[5]。一方面現存煉廠尋求向化工轉型，另一方面大型煉化一體化擴能迅速擠占市場。中國煉油向化工轉型該如何控制、化工產品的最大需求量是多少等與油轉化相關的議題，成為行業(yè)的重大困擾[6]。本文從化工產能的供需兩側，對煉油向化工轉型的限制因素進行了探討評述，以期為困擾產業(yè)發(fā)展的問題提供參考。

1 中國煉油轉型化工已是大勢所趨

煉油行業(yè)放開后，煉油產能穩(wěn)步增長，原油加工能力及工藝技術基本跨入世界先進行列，但受市場、政策、環(huán)境等因素影響，成品油需求放緩，而化工輕油需求持續(xù)增長，因此煉油轉型化工勢在必行。

1.1 煉油總體產能過剩，向化工轉型不可避免

國家“十四五計劃”（簡稱“十四五”）期間全球煉油工業(yè)將緩慢艱難恢復。預計未來兩年，全球石油需求逐步恢復，但2019—2025 年間新增需求年均僅28 萬桶/日，煉油過剩產能將持續(xù)超過500 萬桶/日，煉油開工負荷率維持2009—2014 年的相對低位，低回報率將延續(xù)至“十四五”末期[7]。

我國煉油能力躋身世界前列。我國煉油能力從2015 年 的7.1 億 噸/年，增 長 到2020 年 的8.9億噸/年，僅次于美國（9.1 億噸/年），占全球煉油產能比重逐年提升?！笆奈濉逼陂g，國內新增煉油產能1.1 億噸/年，淘汰0.3 億噸/年，總體產能將達到10.0億噸/年，登頂世界第一。

成品油需求放緩，需求峰值或提前到來。2019—2025 年，成品油需求低增長，汽油受出行模式影響需求增長乏力，柴油下降趨勢明晰，煤油增長空間較大，但受疫情沖擊，恢復到疫情前水平尚需時日；成品油與汽油、煤油、柴油年均增長分別為1.2%、2.0%、5.8%和-1.0%[7]。雖然，近年國內成品油出口大幅提升，2019 年達到5534 萬噸，2025年有望達到7000 萬噸，但世界范圍內煉化產能增速較快，消化過剩產能依賴出口形勢不容樂觀[8]。預計，國內成品油需求將從2019 年的3.32 億噸增長到2025 年的3.56 億噸，即在“十四五”末期達峰[7]。2025 年煉廠平均開工率將維持76%的水平，加工原油量將達到7.55億噸，對應成品油產量4.21億噸[7]?？傮w而言，國內需求與出口增量不足以消化新增產能，煉油行業(yè)供需結構性矛盾將持續(xù)。

煉油行業(yè)的供需結構性矛盾促使煉油向化工轉型。隨著經濟發(fā)展和人口增長，石化產品呈現出巨大增長潛力，化工原料占石油消費的比例將逐步提升[9-10]。國際能源署（IEA）預測到2030 年全球化工原料占石油需求增長的比例將超過1/3，這一比例并將持續(xù)增長至50%[11]。

煉油向烯烴、芳烴等化工原料轉型成為確定趨勢。現階段，我國煉油向化工轉型仍處于初級階段，煉廠一體化程度將逐步提升，產品結構逐步從油品向增產化工品轉變。原油最大化生產化工原料、原油直接蒸汽裂解生產化工原料是燃料型煉廠向一體化煉廠提升的兩大主要途徑。未來，中國石化企業(yè)將在本土直接參與國際競爭，成本高的煉化企業(yè)必然面臨轉型或淘汰[12]。

1.2 國家宏觀調控煉油產能布局

國家戰(zhàn)略調整石化行業(yè)發(fā)展路徑和方式。國家發(fā)展與改革委員會發(fā)布《石化產業(yè)規(guī)劃布局方案》提出重點建設大連長興島、河北曹妃甸、江蘇連云港、上海漕涇、浙江寧波、福建古雷、廣州惠州七大煉化產業(yè)基地[13]。國務院辦公廳印發(fā)《關于石化產業(yè)調結構促轉型增效益的指導意見》，以壓減落后煉化產能，提升石化行業(yè)整體競爭力。

生態(tài)紅線文件出臺，綠色低碳成為發(fā)展新常態(tài)，將約束煉油行業(yè)的進一步發(fā)展，轉型發(fā)展成中小煉油企業(yè)的選擇路徑[14]。生態(tài)文明建設和生態(tài)環(huán)境保護工作在黨的十九大報告中被提升到前所未有的戰(zhàn)略高度?！董h(huán)境保護法》《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》《石油化學工業(yè)污染物排放標準》等法律法規(guī)、行業(yè)標準文件陸續(xù)出臺，對煉油行業(yè)環(huán)保形成重壓態(tài)勢，資源約束性強、環(huán)境保障能力差的煉油企業(yè)將被迫出局或轉型[15]。

煉化產能總量控制和布局優(yōu)化是我國石化行業(yè)實現碳達峰、碳中和目標的有效路徑。2020 年，中國向世界宣示了2030 年前實現碳達峰，2060 年前力爭實現碳中和的國家目標。據BP《2020 世界能源統(tǒng)計》數據，2019 年，中國碳排放量占世界總排放量的28.8%，相當于美國和歐盟合計比重的1.2倍，減排壓力巨大。石化產業(yè)規(guī)模大、能耗高、碳排放總量大，降能耗、提能效勢在必行，碳減排將對石化項目的規(guī)劃建設節(jié)奏帶來新挑戰(zhàn)。煉化產能總量控制和布局優(yōu)化將成為石化產業(yè)結構調整的首要問題。

1.3 資源限制煉油產能快速增長

我國“富煤、缺油、少氣”的化石能源資源特征約束煉油產能的快速增長。我國煉油產能持續(xù)攀升，但原油成本占煉油成本的80%以上，原油價格對煉油毛利起決定性作用[16]。限于我國化石能源資源特征，以及人類對能源“價格低廉、穩(wěn)定供給、清潔環(huán)?！钡慕K極需求，我國煉油產能的快速增長必將受到極大限制。

煉油產能的持續(xù)增加推高石油對外依存度，進而給國家能源安全帶來挑戰(zhàn)。2018 年我國原油對外依存度首次升破70%，預計2025年將達到75%，依靠進口原油發(fā)展國內煉油工業(yè)的方式嚴重影響我國能源安全，且極度不可持續(xù)[7,16]。

1.4 經濟發(fā)展需要拉動化工產能增長

新興行業(yè)和高性能材料潛力巨大?！笆奈濉逼陂g，傳統(tǒng)行業(yè)增速放緩，但新型城鎮(zhèn)化和消費升級將拉動新興消費領域強勁增長，將有效支撐高性能合成樹脂、高性能合成橡膠、高性能合成纖維、功能膜材料、電子化學品以及其他高性能化工新材料的消費[17]。

化工產能持續(xù)高速增長，拉動化工輕油收率明顯上升。據估計“十四五”期間乙烯和對二甲苯（PX）新建產能合計將達到5356 萬噸/年，約為同期的2 倍[7]。與此同時，化工輕油收率將從2019 年的14%增長到2025年的23%（圖1）。

圖1 中國成品油和化工輕油收率變化趨勢

2 中國煉油轉型化工產能天花板分析

統(tǒng)計表明，我國化工輕油主要用作生產乙烯和PX 的原料，分別為67%和33%[18]。其中，乙烯化工輕油路線占比約70%，PX 主要來自于化工輕油[7]。因此，本文通過石腦油路線乙烯和PX的產能或需求情況預估化工輕油總產能或需求。煉油轉化工所能提供的最大產能容量和需求天花板對應石腦油路線化工輕油產能容量和需求最大量。

煉油轉化工產能的天花板將隨著產能的持續(xù)增加逐步到來。在“十四五”前期，隨著石化產業(yè)的擴能帶動，化工原料供需兩旺；“十四五”后期，隨著化工產能的進一步增長，中國占世界產能比例較高、乙烯和PX 人均需求逐步接近或超過發(fā)達國家峰值水平，需求將成為化工產能擴張的最終限制因素，亦成為化工產能天花板的決定因素。

2.1 供應側：新增煉化一體化項目提升化工輕油供應能力的變化情況

本部分設定了兩種情景下國內化工輕油供應能力的變化情況。兩種情景分別為：一是僅考慮新增煉化一體化項目拉動國內化工輕油供應情況；二是在考慮新增煉化一體化項目拉動國內化工輕油供應基礎上，增加現有煉廠調整產品結構情況。

2020 年原油加工量增至7.72 億噸，平均開工率升至76%，化工輕油供應約9200 萬噸[7]?！笆奈濉睙捇惑w化將新增煉油產能1.1億噸/年，其中中國石化集團公司及其他國企0.75 億噸/年，民營煉化公司0.71 億噸/年，淘汰0.31 億噸/年。國內煉化一體化項目產品收率情況如表1所示。

表1 國內煉化一體化項目產品收率情況

情景一：僅考慮新增煉化一體化項目拉動國內化工輕油供應情況。2025 年化工輕油供應能力（SCLO）、化工輕油新增供應能力（S新增）分別通過式(1)、式(2)計算獲得。其中，S0為基期2020 年化工輕油供應量（9200萬噸），Y、O、C分別對應化工輕油收率、開工率和裝置能力。按照2020 年開工率估算，未來五年中國石化及其他國企新增化工輕油供應將增加1425 萬噸/年（化工輕油收率、開工率分別按照25%和76%計算），民營煉廠新增化工輕油供應將增加約3400 萬噸/年（化工輕油收率按照63%計算），淘汰約353萬噸/年（化工輕油收率按照15%計算），合計新增3902 萬噸/年。據此估算，現有開工率水平下，2025 年化工輕油供應約1.37億噸。

情景二：在考慮新增煉化一體化項目拉動國內化工輕油供應基礎上，增加現有煉廠調整產品結構情況。按照式(3)計算得到2025 年化工輕油實際供應能力（SCLO），其中煉廠結構調整新增供應能力（S調結構）由基期2020年化工輕油供應量（S0）通過式(4)計算獲得為6133萬噸/年。按照現有煉廠結構調整后2025 年化工輕油收率達到25%估算，2025年化工輕油實際供應將達到1.92億噸。

2.2 需求側：化工輕油的需求變化情況

本節(jié)從新建石腦油路線乙烯和PX 項目、人均乙烯和PX 消費兩個角度探討了未來中國化工輕油的消費趨勢。

2.2.1 新建石腦油路線乙烯和PX 項目對化工輕油的需求拉動情況

新建乙烯和PX 項目（石腦油路線）將增加約1.10億噸化工輕油消費量。2020—2025年新建乙烯和PX 項目如表2 所示。據統(tǒng)計，新建石腦油路線乙烯和PX 項目產能分別為1925 萬噸/年和2910 萬噸/年。按照式(5)計算得到新建項目對應化工輕油原料的消耗量。

表2 2020—2025年新建乙烯和PX項目（石腦油路線）匯總表

式中，WCLO為新建化工項目對化工輕油的需求量；P、O、C分別代表對應化工裝置的新增能力（萬噸/年）、開工率（%）以及對應單耗（噸/噸）。乙烯、PX 石腦油單耗分別為3.3 噸/噸和2.5 噸/噸，新建產能開工率依照2020 年實際裝置開工率（乙烯、PX分別為85.4%和76.4%）核算。通過計算可知，2020—2025 年新建乙烯和PX 項目對化工輕油的需求量將分別增加5425 萬噸/年、5558 萬噸/年，合計約1.10 億噸/年，2025 年化工輕油需求量將達到2.10億噸。

2.2.2 對化工輕油消費變化的預測情況

本節(jié)選取美國和日本作為參照對象，分析了乙烯、PX 人均消費與人均GDP 間的關系，依此推測中國化工輕油消費潛力空間。在計算過程中，通過乙烯、PX 原料來源比例消除煤制乙烯和芳烴的影響。

中國人均乙烯消費尚有增長空間，未來五年有望翻番增至50kg左右。表3和圖2給出了人均乙烯消費量和與人均GDP的對應關系。從圖2看，美國和日本人均乙烯消費量均隨著人均GDP 的增加而緩慢增長，在人均收入約3.6 萬美元附近達到峰值，峰值均高于50kg。與美國、日本相比，中國人均乙烯消費量仍處于較低水平。據以上信息不難推測，中國人均乙烯消費將隨著中國經濟的平穩(wěn)高質量發(fā)展逐步增加，預計2025 年有望實現翻番并增加至人均50kg。在此預測情況下，按照式(6)計算此情況下乙烯消費量對化工輕油的需求量（DCLO-PE）。其中，MPE為乙烯人均消費量，P為人口總量，R為石腦油路線乙烯占比，CPE為乙烯的石腦油單耗。按照人口14.5億、石腦油路線乙烯占比約70%、乙烯石腦油單耗為3.3噸/噸計算可得，同期乙烯對應化工輕油需求量為1.67億噸。若按照達到美國、日本人均峰值估算，中國人均乙烯消費量約75 kg，對應化工輕油需求最大量約為2.5億噸。

表3 乙烯和PX人均消費情況

圖2 人均乙烯消費與人均GDP關系圖

中國人均PX 消費量已高于美國和日本，但仍未達峰。從美國和日本的PX 消費數據，可以推測隨著經濟的發(fā)展，人均PX 的消費峰值在人均GDP超過3 萬美元后到來，約為10kg。另外，PX 的消費與下游紡織服裝產業(yè)的需求密切相關，中國人均PX消費持續(xù)增長與其紡織服裝的出口有直接關系?？紤]出臺相應政策應對石化產業(yè)轉移，中國PX 相關產品出口將持續(xù)增加[19]。對比此類情況，韓國人均PX消費量具有一定的借鑒意義。韓國人均PX消費在2013 年、人均GDP 2.7 萬美元時達到峰值85kg，人口總量為5042萬，若國內人均PX需求峰值為10kg時，則需要出口378萬噸，同期韓國取代日本成為中國PX最大進口來源國，占比超過40%，達到344 萬噸。綜合以上信息，可以推測人均PX最大消費量約為10kg，根據式(7)可計算得到，2025 年中國PX 國內自身需求（DPX-國內）為1450 萬噸。另外，按照2025年全球PX市場需求量5727萬噸（DPX-世界），中國出口比例（S）能夠達到韓國最高期水平（占單一市場的40%），通過式(8)可獲知，2025 年中國PX 出口最大量（DPX-出口）為1710萬噸。兩部分相加，依據式(9)可計算得到，2025年中國PX 消費最大量為3160 萬噸，PX 需求拉動化工輕油的最大消費量約為7900萬噸。

圖3 人均PX消費與人均GDP關系圖

2.3 供需兩端約束下的化工產能天花板情況分析

未來五年，中國乙烯、PX 產能占全球比例逐步攀升，產能的容量天花板或在“十四五”期間提前到來。2019年中國乙烯產能2739萬噸/年，占全球產能14.0%，隨著新建產能投放，占比將上升至25.9%；中國PX 產能2462 萬噸/年，占全球產能37.9%，“十四五”末這一比例將升至69.0%[7]?？傮w來看，2025 年，中國乙烯、PX 占全球產能比例均接近翻番（表4）。另外，中金公司發(fā)布報告指出2019 年中國供應全球超過35%的化工品。如果按照乙烯、PX 產能比例變化預測，中國化工產品供應能力亦將接近翻番至70%，遠高于巴斯夫的預測（2030 年達到49%）。總體來看，經過未來五年的發(fā)展，中國化工產能總體過剩將進一步加劇，產能的容量天花板或在“十四五”期間提前到來。

表4 “十四五”期間中國乙烯和PX產能變化情況

從新建石腦油路線乙烯和PX 化工產能、人均需求趨勢看，未來五年化工輕油仍存缺口，將拉動煉廠向化工轉型，現有傳統(tǒng)煉廠化工輕油收率將從2020 年的15%拉升至21%左右。從情景一看，現有煉廠不繼續(xù)向化工轉型的情況下，化工輕油供應能力五年合計新增3902 萬噸，不足以支撐消費升級、新型城鎮(zhèn)化等變化趨勢下人們對化工產品的需求，缺口為2800萬噸[7]。從情景二看，化工輕油收率達到25%時，將超過現有需求3300 萬噸，需求不足以支撐煉廠整體轉型至25%的油轉化水平。在現有開工率的基礎上，扣除新建化工輕油供應能力，按照2025 年1.65 億噸需求，核算獲得現有煉廠向化工轉型化工輕油收率將提升至20.6%。

從需求側乙烯和PX 消費量預計，遠期油轉化的天花板為41%。乙烯和PX 對應最大化工輕油消費量為3.29 億噸，按照10 億噸煉油、80%開工率計算，煉廠整體平均化工輕油收率將達到41%。

3 中國煉油轉型化工的影響

“一窩蜂”轉型易造成國內供需失衡，行業(yè)盈利或將持續(xù)下行。從供需兩側看，現有國內消費還不足以支撐已建產能，按現有規(guī)劃項目看，“十四五”時期，國內石化80%的石化產品自給率將超過110%，供應過剩將持續(xù)沖擊“十四五”時期行業(yè)盈利。其中，芳烴聚酯產業(yè)鏈過剩壓力最大，部分高成本進口將被擠出，國內低競爭力石腦油裂解裝置將降負荷運行或淘汰；C2國內缺口將隨著產能投建逐漸彌補，但面臨資源地低成本化工原料、原油直接生產乙烯等化工產品技術的競爭。

煉化多元化競爭格局將全面形成[20]。煉油方面，“十三五”期間，油氣體制改革全面深化，進口原油“雙權”放開，成品油流通領域市場化改革加快，主營煉廠、地方煉廠和新興煉化多元競爭格局全面形成?；し矫妫涍^“十四五”時期發(fā)展，民營企業(yè)權益乙烯份額將超過四分之一，外資份額提升至15%左右；民企PX 產能份額將過半，聚酯產業(yè)鏈一體化優(yōu)勢逐步凸顯，將逐步把握市場主導權。

煉油轉型化工未能解決化工產品的結構性矛盾問題?，F今，國內化工產品存在大宗產品供應總體過剩、高端產品不足的問題。國內煉油向化工轉型以及新建的化工產能多屬于大宗通用化工產品產能，存在重復建設、低端同質競爭的困局；而下游高附加值產品，如高密度聚乙烯、茂金屬聚丙烯、乙烯辛烯共聚物彈性體、高性能纖維、電子化學品等，缺少核心技術及研發(fā)能力，產能無法滿足產品需求?？傮w而言，現階段煉油轉型化工高質量可持續(xù)發(fā)展?jié)摿η啡?。煉油轉型化工、化工新建產能需從國家和行業(yè)層面建立評估體系標準，以未雨綢繆遏制無序競爭。

4 結語

煉油向化工轉型是一個重要議題，是過剩煉油能力實現可持續(xù)發(fā)展的重要推手，把握油轉化天花板利于維護行業(yè)和保障國民經濟穩(wěn)定。通過上述研究，得到以下結論及建議。

（1）近期看，“十四五”期間受下游化工產能投建、消費需求拉動，煉油向化工轉型趨勢明顯，隨著煉化產能的快速投建，中國煉化產能容量天花板或提前到來。行業(yè)層面需密切關注石化工業(yè)結構調整動向和程度，適度從宏觀進行調控；微觀層面相關企業(yè)應結合自身情況，選擇適宜技術調整產品結構或調整發(fā)展方向。

（2）遠期看，中國煉油向化工轉化的天花板最終將受需求量限制。乙烯和PX 對應最大化工輕油消費量為3.29 億噸，按照10 億噸煉油、80%開工率計算，煉廠整體平均化工輕油收率需要提高到約41%。