美國(guó)頁(yè)巖氣引發(fā)的天然氣化工熱潮，將對(duì)世界化工產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生重大影響。美國(guó)廉價(jià)的天然氣、乙烷原料及其生產(chǎn)的化工產(chǎn)品具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，下游化工產(chǎn)業(yè)鏈保持30%以上的利潤(rùn)率。面對(duì)美國(guó)低成本天然氣化工的影響，我國(guó)應(yīng)積極應(yīng)對(duì)。
美國(guó)“頁(yè)巖氣革命”對(duì)世界能源格局產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響已眾所周知，然而美國(guó)頁(yè)巖氣中富含廉價(jià)的天然氣凝析液（NGL），給下游化工行業(yè)帶來(lái)高額利潤(rùn)，這還沒(méi)有引起足夠重視。NGL正刺激著美國(guó)相關(guān)化工產(chǎn)能的快速增加，掀起了裝置重啟、擴(kuò)產(chǎn)、新建的熱潮。
2016年4月，美國(guó)化學(xué)理事會(huì)（ACC）宣布，“美國(guó)豐富的頁(yè)巖氣已使美國(guó)成為了世界上最有吸引力的投資國(guó)，美國(guó)化工業(yè)正處于歷史性的投資和擴(kuò)張浪潮中。”截至2016年年底，基于豐富的天然氣、液化天然氣和頁(yè)巖氣為原料的美國(guó)化學(xué)工業(yè)投資已達(dá)1640億美元，共涉及264個(gè)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目預(yù)計(jì)可帶來(lái)每年1050億美元的化學(xué)品產(chǎn)出，還可提供70多萬(wàn)個(gè)工作崗位。特別是許多新投資都是面向出口市場(chǎng)，極大地改善了美國(guó)的貿(mào)易平衡。同時(shí)，美國(guó)制造、增加本國(guó)就業(yè)崗位等概念，契合美國(guó)新任總統(tǒng)特朗普的施政綱領(lǐng)，也為特朗普總統(tǒng)敢于給工業(yè)和制造業(yè)大力減稅增添了足夠的底氣。
美國(guó)是世界上最早進(jìn)行頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)的國(guó)家，頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富，頁(yè)巖氣產(chǎn)量從2007年564億立方米（占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量10%）增至2016年3600億立方米（占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量47%）。預(yù)計(jì)到2040年，將達(dá)到5600億立方米，占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量比例將達(dá)到50%。
近年來(lái)，頁(yè)巖氣的開(kāi)采伴生了大量凝析液（NGL）。NGL是包含乙烷、丙烷、丁烷和戊烷組分的碳?xì)浠旌衔?，其組分含量大約分別為40%、30%、17%、13%。部分產(chǎn)區(qū)的NGL中，乙烷含量甚至高達(dá)60%。這為下游化工產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的原料，有力促進(jìn)了美國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的迅猛增長(zhǎng)。美國(guó)廉價(jià)的天然氣、乙烷原料及其生產(chǎn)的化工產(chǎn)品具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，下游化工產(chǎn)業(yè)鏈保持了30%以上的利潤(rùn)率。我們有理由預(yù)計(jì)，在不久的將來(lái)，美國(guó)頁(yè)巖氣引發(fā)的天然氣化工熱潮，將對(duì)世界化工產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生重大影響。
天然氣、頁(yè)巖氣及NGL主要涉及的化工產(chǎn)業(yè)包括乙烷蒸汽裂解制乙烯、丙烯脫氫制丙烯（PHD）、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制甲醇及甲醇制烯烴（MTO、MTP）、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氨/尿素等。
乙烷蒸汽裂解制乙烯。乙烷是優(yōu)質(zhì)的乙烯原料，乙烷裂解乙烯收率超過(guò)70%，而傳統(tǒng)石腦油裂解制乙烯單程收率僅為26%。美國(guó)乙烷裂解項(xiàng)目盈利性有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，項(xiàng)目稅前利潤(rùn)約810美元/噸，凈利潤(rùn)率超過(guò)40%（以2014年7月價(jià)格測(cè)算）。2015年至2020年，美國(guó)計(jì)劃新增乙烯產(chǎn)能1250萬(wàn)噸，均采用乙烷蒸汽裂解。新項(xiàng)目全部投產(chǎn)將使美國(guó)現(xiàn)有乙烯產(chǎn)能擴(kuò)大50％以上。目前，美國(guó)以乙烷為原料生產(chǎn)乙烯占總量的73%，預(yù)計(jì)到2020年將超過(guò)80%，傳統(tǒng)的石腦油制乙烯占比將降至4%至5%。由于美國(guó)聚乙烯市場(chǎng)需求增長(zhǎng)非常有限，年均增速預(yù)計(jì)為2.5%，低于4.3%的世界平均水平，新增產(chǎn)量將主要用于出口。預(yù)計(jì)美國(guó)乙烯的出口當(dāng)量將從2015年的400萬(wàn)噸增至2025年的1200萬(wàn)噸，主要出口物是聚乙烯、乙二醇和苯乙烯等。
丙烷脫氫制丙烯（PHD）。丙烷脫氫制丙烯收率超過(guò)80%。北美PHD項(xiàng)目的稅前利潤(rùn)大概為500美元/噸（以2014年7月價(jià)格測(cè)算），凈利潤(rùn)率接近30%。預(yù)計(jì)到2020年，美國(guó)丙烯出口當(dāng)量將從2015年200萬(wàn)噸增至300萬(wàn)噸，主要出口物是聚丙烯等。
天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制甲醇及甲醇制烯烴（MTO、MTP）。天然氣制甲醇是傳統(tǒng)化工裝置，利用甲醇可通過(guò)MTO、MTP進(jìn)一步生產(chǎn)乙烯、丙烯。美國(guó)天然氣制甲醇凈利潤(rùn)達(dá)到180美元/噸（以2015年5月價(jià)格測(cè)算）。預(yù)計(jì)2018年，美國(guó)新增甲醇產(chǎn)能將超過(guò)1300萬(wàn)噸/年，總產(chǎn)能將達(dá)到2000萬(wàn)噸，除滿足國(guó)內(nèi)需求的750萬(wàn)噸，其余將出口。
天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制合成氨/尿素。目前美國(guó)生產(chǎn)1噸尿素的成本僅為人民幣400元左右。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2012年年初至今，北美計(jì)劃氮肥項(xiàng)目21個(gè)，產(chǎn)能總計(jì)超過(guò)1000萬(wàn)噸。2020年美國(guó)尿素產(chǎn)能將達(dá)到2000萬(wàn)噸，年出口量在500萬(wàn)噸以上。
雖然美國(guó)以天然氣和NGL為原料的相關(guān)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但從美國(guó)整體供需看，供給速度仍快于需求增速。同時(shí)，美國(guó)目前并沒(méi)有乙烷、丙烷等產(chǎn)品出口的政策限制，不需要美國(guó)能源部(DOE)的出口證書(shū)，出口也將成為美國(guó)油氣生產(chǎn)商消化過(guò)剩乙烷、丙烷產(chǎn)品的重要途徑。預(yù)計(jì)到2023年，美國(guó)乙烷、丙烷、丁烷的過(guò)剩量將達(dá)到1340萬(wàn)噸，北美地區(qū)將達(dá)到1700萬(wàn)噸。美國(guó)公司正在墨西哥灣建設(shè)1000萬(wàn)噸產(chǎn)能的乙烷出口終端，建成后將成為全球規(guī)模最大的乙烷出口終端。
美國(guó)頁(yè)巖氣帶來(lái)的化工擴(kuò)能熱潮將對(duì)我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深刻影響，總體上挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。我國(guó)是乙烯、丙烯衍生產(chǎn)品消費(fèi)大國(guó)，是世界上最大的聚合物進(jìn)口國(guó)，乙烯對(duì)外依存度在45%以上，無(wú)疑將成為美國(guó)化工品出口的重要潛在市場(chǎng)。截至2016年年底，我國(guó)乙烯生產(chǎn)能力2310萬(wàn)噸/年，產(chǎn)能排名世界第二，但以高成本石腦油為原料的乙烯產(chǎn)能占到80%，尚沒(méi)有乙烷裂解裝置，競(jìng)爭(zhēng)力處于劣勢(shì)。美國(guó)大量低成本的化工產(chǎn)品出口將對(duì)我國(guó)化工市場(chǎng)造成沖擊。特別是成本較高的石腦油裂解生產(chǎn)乙烯的生產(chǎn)商，將面臨巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。同時(shí)，美國(guó)甲醇、乙烷、丙烷等化工原料的出口，將使我國(guó)沿海地區(qū)通過(guò)進(jìn)口甲醇、乙烷、丙烷等原料生產(chǎn)乙烯、丙烯成為可能，將影響我國(guó)烯烴產(chǎn)業(yè)格局。
面對(duì)美國(guó)天然氣化工的影響，我國(guó)應(yīng)積極應(yīng)對(duì)。深入研究利用北美甲醇、乙烷、丙烷資源在沿海地區(qū)新建烯烴生產(chǎn)裝置，并審慎新建傳統(tǒng)的以石腦油為原料的乙烯裂解裝置；在價(jià)格合理的前提下，有條件的烯烴生產(chǎn)廠通過(guò)引進(jìn)北美乙烷、丙烷和凝析液作為裂解或PHD的原料，降低烯烴生產(chǎn)成本；積極利用我國(guó)進(jìn)口及自產(chǎn)液化天然氣（LNG）及管道天然氣中的乙烷、丙烷作為化工原料，拓展乙烯原料來(lái)源，推進(jìn)我國(guó)乙烯原料的輕質(zhì)化、優(yōu)質(zhì)化。（作者馬昌峰為中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司咨詢中心工程經(jīng)濟(jì)部高級(jí)工程師，申煉為該部主任）
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