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烯烃产业深度报告(一):美国乙烷扬帆出海,中国进口乙烷裂解制乙烯前景可期

中信建投证券研究  · 公众号  · 证券  · 2019-01-16 08:00

正文

页岩气革命推升美国乙烷供给:页岩气革命以来,美国页岩气产量大增驱动天然气产量也不断攀高。在天然气产量扩张的大背景下,乙烷分离量不断增长。自2016年以来,乙烷由于更多地作为化工原料制备乙烯,乙烷逐渐脱离天然气定价、化工属性得以强化。2016年来自于油气的乙烷中,Marcellus、Utica、Permian以及Eagle  Ford四大产区占比高达78%。未来随着上游油气产量持续扩张以及乙烷分离倾向不断强化,美国乙烷未来增量将相当可观。


美国乙烷供应链各环节大幅扩能,扬帆出海大势所趋:美国乙烷供应链包括天然气处理-原料NGL管道运输-分馏提纯-海运出口。美国天然气处理-管道-分馏环节有望大幅扩能,而出口环节也臻于成熟:2014年管输加拿大为美国乙烷的出口打开局面,2016年3月和9月,两大乙烷出口港口相继开通,美国廉价乙烷资源得以抵达隔海相望的西欧以及亚洲的印度。2018-2020年美国乙烷以满足本土乙烷裂解制备乙烯为主,2020年以后多余的乙烷将通过海运出口到中国。


全球乙烯产能稳步增长以及原料轻质化共振美国乙烷需求:未来全球乙烷需求增长的逻辑在于下游乙烯的产能产量稳步增长以及乙烯制备路线中乙烷裂解路线占比不断提升。乙烷裂解路线成本占优于传统石脑油路线,高效清洁、技术成熟且价格上涨风险可控,对石脑油的替代效应不断强化。分区域看全球乙烷需求:美国2018-2019年乙烷供需紧张,2021年逐步宽松,中东将继续维持自给自足,西欧、加拿大进口量短期将维持相对稳定,以卫星石化为代表的中国企业预计最快将在2020年后开始迎来第一波乙烷进口。


中国进口乙烷裂解制乙烯前景可期:2017年乙烯当量净进口量在2300万吨,进口依赖度达50%,进口替代空间巨大。乙烷裂解制乙烯相对石脑油和MTO路线成本优势显著,以17年为例乙烷裂解制乙烯相对石脑油路线成本低1000-1500元/吨,比MTO路线低3000元/吨以上。根据当前价格测算,进口美国乙烷裂解制乙烯的单吨净利在2200元人民币,100万吨乙烯产能对应净利22亿元。卫星石化进口在乙烷供应和生产等关键环节有先发卡位优势,未来将成为中国C2产业链的先行者和率先受益者。


页岩气革命显著推升美国乙烷供给

1.1天然气-乙烷产业链上下游综述

天然气通常和石油并存于地下多孔隙岩层中,其来源主要有页岩气、气井气、油井气和煤层气。天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是最短和最轻的烃分子,同时也含有较重的组分—乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)等。

从天然气到乙烷主要过程:(1)从油气田开采出的原油和天然气,经过分离器,分为湿气、原油/油田凝析油和水。(2)湿气经过天然气处理厂一部分分离出干气和NGPL,一部分工厂凝析油与原油/油田凝析油一同经过精炼冷凝分离塔生成液化炼油烯烃LRG(乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、天然汽油和烯烃)。(3)NGPL和LRG统称为碳氢气体液HGL,HGL进一步处理分为天然气凝析液NGL(乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和天然汽油等)和炼油烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)。(4)NGL混合组分通过管道运输至NGL分馏装置,分别经过脱乙烷塔、脱丙烷塔、脱正丁烷塔和脱异丁烷塔分离成相对纯组分的乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和戊烷等组分。最终进一步进行硫醇脱除等处理后,通过管道或卡车运往储罐、加工工厂或港口。

1.2页岩气革命推进美国能源革新步伐

美国历史上发生过两次重大的能源替代:1945年左右,石油的消费量第一次超过煤炭的消费量,从此成为了整个美国的主流能源。2010年后,天然气消费量超过煤炭,成为美国仅次于石油之后的第二大能源,长期来看亦有赶超石油的趋势。天然气将成为美国未来20年,增速最快、总量最大的能源,并且美国天然气的开采量增速将明显高于消耗量增速。EIA预计美国2040年天然气开采量大概是4万兆英热单位,天然气消耗量则为3.3万兆英热单位。

美国页岩气储量丰富:页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气。根据世界能源署在2016年出版的《World Energy Resources:Unconventional gas,a global phenomenon》中的数据,中国、阿根廷、阿尔及利亚的页岩气储量均超过20万亿立方米位居世界前列,美国拥有17.6万亿立方米的页岩气储量,为世界第四大页岩气储量国。美国是目前世界上唯一有能力商业化大规模开采页岩气的国家。

美国页岩气开采技术自上世纪八九十年代以来发展成熟,技术壁垒高且经济性稳步提升:目前美国页岩气的钻井使用的是水力压裂法(hydraulicfracturing),水力压裂法是指将掺有砂石和化学物质的高压水注入平行井以冲破岩层,以释放出其中蕴含的气(油)资源。水力压裂是改善储层裂缝系统,增加渗流通道的最有效方法,且水力压裂对储层伤害小,增产效果明显。20世纪80、90年代,米切尔能源公司在巴耐特页岩开发了水力压裂技术;2000年前后,美国开始大规模生产页岩气,此时在德克萨斯中北部的巴耐特(Barnnet)页岩生产的页岩气已经具备经济性。2005年,巴耐特页岩的天然气产量已经达到5000亿立方英尺。此后,水力压裂技术生产的页岩气,在美国遍地开花,包括阿肯色北部的费耶特维尔页岩、德克萨斯东部和路易斯安那北部的海恩斯维尔、俄克拉荷马的伍德福德、德克萨斯南部的伊格福特、阿巴拉契亚北部的马塞勒斯和尤蒂卡页岩等。随着开采技术改善,页岩气开采成本不断降低、经济性提升:美国页岩气钻井的平均建设成本从2012年的800万美金左右降为当前的550万美金左右,经济性提升明显。

1.3页岩气革命驱动美国天然气产量大幅扩张

美国本轮天然气产量扩张始于页岩气革命:美国天然气主要来源于气井气、油井气、煤层气和页岩气,页岩气革命后美国页岩气产量迅速扩张,截止2017年12月已经占到天然气总产量的58.3%。Marcellus、Utica、Permian、Eagle Ford是美国页岩气主要增量产区,2017年页岩气产量合计占比高达70%。

页岩气驱动天然气产量稳步增长,美国已成为天然气净出口国:自页岩气产量大幅增长后,美国天然气供给大幅增长,供需格局转为相对宽松,在此情况下美国天然气进口量整体呈现下滑趋势,而出口量则保持上行势头,并在2017年反超出口量。

1.4天然气产量扩张大背景下乙烷分离量也不断增加

天然气供给端大幅扩张背景下乙烷产量也稳步增长,主要逻辑有二:一是基于管道运输热值限制,部分乙烷需从天然气干气中分离,因此乙烷产量和天然气(干气)产量同步增长;二是随着美国乙烷国内需求提升以及出口增长,乙烷/天然气价差扩大,天然气生产商分离乙烷倾向强化。

其一,天然气管道运输的热值限制下,部分乙烷需和其他NGPLs组分从天然气中分离,因此乙烷产量和管道运至终端的天然气干气同向增长:从油气田得到天然气湿气通过天然气处理装置得到天然气干气以及NGPLs,NGPL是乙烷、丙烷、异丁烷和正丁烷还有天然汽油等的混合物,基于管道气的运输热值限制,需分离出热值较高的组分,而烷烃的热值水平与分子量正相关,所以丙烷、丁烷等重烷烃需被分离,NGPLs中只有乙烷能够被相对多的留在天然气干气中,管道运营商允许天然气处理商自由裁决将乙烷留在天然气干气中的量。如果乙烷相对于天然气的价格偏低,天然气生产商更偏向于将乙烷留在天然气中作为燃料,这个过程叫做乙烷回注。但即使乙烷可以选择回注,由于乙烷热值较高,一部分乙烷还是需要在天然气干气中分离出来,因此一定程度上天然气干气的供给量增长的同时,乙烷分离量也同步增长。

其二,乙烷逐渐脱离天然气热值定价,价格自2015年底部反弹,天然气处理商更倾向于将乙烷分离而非回注到天然气中:当乙烷价格高时,生产商倾向于分离出乙烷单独销售,而当乙烷价格低时,由于乙烷分离装置的投入成本较高,回注至天然气中出售是更经济的选择,因此天然气价格起到乙烷价格下限的作用。2011年年末乙烷价格开始下降,2013-2015年乙烷供过于求,乙烷的价格一度低于天然气的价格。因此,2013-2015年,美国的乙烷占NGPL的比重下降,表明天然气生产商更偏向于将乙烷回注。2016年美国受益于乙烷出口拉动、乙烷需求上升,乙烷供需格局改善,乙烷更多的是用于制备乙烯的原料,乙烷逐渐脱离天然气热值定价,化工属性确立,价格开始底部回升,乙烷与天然气的价差逐渐拉开,分离乙烷更为有利可图,乙烷占NGPL的比重上升,意味着乙烷更多地和其他NGPL组分一起被分离出来。NGPL产量在2015-2017年间增加了40万桶/天,有17.5万桶/天增量来自于乙烷产量增长(增量占比44%)。

美国乙烷供给不断增加,扬帆出海大势所趋

美国为全球唯一乙烷净出口国:受益于页岩气革命后美国油气资源供给大幅提升,美国乙烷供给也趋于过剩,为全球其他国家进口乙烷制乙烯成为可能。根据IHS的数据预测,2016年美国乙烷出口量达到345万吨,2021年美国乙烷出口量将达到732万吨,全球占比100%。

2.1美国乙烷供给稳步增长

美国乙烷供应链简单可以分为两大环节:

一是天然气分离乙烷:正如前文天然气-乙烷产业链所述,即从油气产地通过天然气处理装置得到NGPL(原料NGL),通过管道运往南部的Mont Belvieu地区对原料NGL进行分馏提纯,得到乙烷。

二是在得到高纯乙烷后进行储运和出口,第二环节相对较为复杂且环环相扣:(1)是管道:从MB乙烷地下盐穴需建立管道与出口设施相连。建设管道的投资较大,一般为美国公司投资建设及运营,采购方需支付相应的管道使用费。(2)是出口设施:出口设施包含乙烷液化装置、乙烷深冷储罐、乙烷专用码头。乙烷通过专用管道进入出口设施,首先液化,然后进入深冷储罐进行存储,乙烷船靠泊后进行装船运输至海外。(3)是专用乙烷船,乙烷以液态形式进行海上运输,对于海运条件有较高的要求,由于分子量小沸点低(-88℃),乙烷必须在-90℃的温度下完全冷藏或者经高压压缩并严格控制温度,这使得乙烷的运输船比一般的液态运输船有更为严格的控温和承压要求。现有市场上的大型乙烷船主要是印度Reliance的87000方的乙烷船。(4)是进口设施,从中国来看,进口设施包含乙烷专用码头(5万吨级码头,水深必须在12米以上),以及乙烷储罐,与乙烷裂解装置相连。

美国乙烷产量稳步增长:根据IHS数据,2016年美国乙烷总产量达到2521万吨,预计到2021能美国乙烷产量有望达到4338万吨,2016-2021年复合增速将达到11.5%。美国乙烷大部分来自于页岩气和致密油,少部分来自于炼厂烯烃(LRG),随着美国页岩气产量不断增长、未来来自于油气的乙烷占比将进一步提升:2016年来自于页岩气和致密油的乙烷总量为1541万吨,占比61%;2021年为3104万吨,占比增至72%。

如果仅考虑来自于页岩气和致密油的乙烷产量,Eagle Ford、Permian、Marcellus和Utica为美国前四大乙烷来源地:2016年来自于四地乙烷产量全美占比高达78%。其中Marcellus和Utica位于东北部的Appalachian盆地;Permian盆地则与Eagle Ford相邻,均位于美国西南部。

2.2Appalachia:美国能源重地,天然气处理及乙烷外运能力制约乙烷供给

美国近年来天然气产量大增主要是来自于Appalachia(阿巴拉契亚)的Marcellus和Utica油气带,受益于此,处于油气带中的俄亥俄、宾夕法尼亚以及西弗吉尼亚三州天然气供给能力大增:三州的天然气产量从2008年的14亿立方英尺/天(0.40亿立方米/天)上升至2017年的240亿立方英尺/天(6.80亿立方米/天),全美天然气产量占比从2008年的2%提升至2017年的27%。

供给端扩张导致该区天然气供需格局趋于宽松:2011年以前,三州的天然气供需偏紧,需从墨西哥湾区输入天然气以弥补缺口。随着近年天然气供给量大增,三州的天然气供需格局趋于宽松,富余的天然气利用原有的输入管道以及新建输出管道,直达下游市场以及出口终端。

Appalachia地区天然气处理装置能力已显著扩张,但目前仍然处于吃紧状态:天然气处理装置是将油气田开采得到的天然气湿气中分离出水分、二氧化碳和硫等杂质,从而得到市场化销售的天然气(Marketed Natural Gas,包括天然气干气和NGPL组分,NGPL进一步分馏可得到乙烷)。当地天然气供给大幅扩张带动了当地天然气处理能力大幅扩张,EIA估计Appalachia附近的肯塔基、俄亥俄、宾夕法尼亚和西弗吉尼亚州的四州天然气处理能力已经从2010年的11亿立方英尺/天(即0.31亿立方米/天)扩张至2016年的100亿立方英尺/天(2.83亿立方米/天),预计2017-2019年新增处理能力25亿立方英尺/天,总处理能力将达到125亿立方英尺/天(即3.54亿立方米/天),而2017年Appalachia地区的天然气产量已经达到240亿立方英尺/天(6.80亿立方米/天),考虑到未来天然气产量持续增长趋势,Appalachia地区的天然气处理能力将延续吃紧状态,天然气处理能力将成为当地制约当地市场化销售天然气(包括NGPL和天然气干气)产量的关键因素,从而也成为决定NGPL进一步分馏产出乙烷的核心因素。

不同于其他油气产区,Appalachia地区选择在当地直接分馏NGPL得到纯品乙烷和其他纯品(包括丙烷、丁烷、天然汽油等):美国的天然气处理商在通过天然气处理装置分离出天然气干气,由于前文所述管道运输热值限制,部分未被回注的乙烷也会和丙烷、丁烷等组分一起混合在NGPL中从天然气干气中分离出来,经过对NGPL进一步分馏,得到可市场化销售的乙烷纯品。一般而言,分馏装置靠近下游市场或者品集散中心,例如美国的Mont Belvieu地区,是美国最重要的化工产品交易和集散基地,也是下游乙烷裂解制乙烯装置的重点投放区域,因此美国各地的天然气生产商在对天然气湿气处理得到NGPL后(即原料NGL)会选择通过管道运输的方式运至MB或者其他区域市场中心。Appalachia地区却有所不同,天然气处理商选择进行二次工序,即当地直接分馏NPGL得到高纯度的单品乙烷和其他的NGPL产品(丙烷、丁烷和天然汽油等),直接运至当地的乙烷裂解制乙烯工厂以及出口终端。

在天然气处理能力显著提升的同时当地的NGPL分馏能力也同步大幅提升:根据EIA的估计,Appalachia地区的NGL分馏能力已经从2010年的4.1万桶/天增长到2016年的85万桶/天左右,预计到2019年增至110万桶/天;乙烷分馏量从2010年的0增长至2016年的超过20万桶/天(约410万吨/年),预计到2019年增长35万桶/天(约718万吨/年)。

当地分馏NGPL或满足临近下游装置需求,或通过管道直接出口加拿大,或管输至出口终端进而贸易至全球市场:Marcellus和Utica产出的天然气富含流体(乙烷混合其中),加上原料便利获取,靠近东北部出口终端Marcus Hook,对下游乙烷裂解工厂来说布局本地是绝佳选择。因此一部分产出的NGL产品比如乙烷直接供应下游工厂:目前该地唯一的乙烷裂解装置位于肯塔基州的Calvert市,乙烷需求量为2万桶/天。另外目前当地预告有三套乙烷裂解制乙烯装置建设计划,预计建设地分别在宾夕法尼亚、俄亥俄和西弗吉尼亚三州。位于宾州Monaca地区的一套装置(TheShellChemicals公司投放)正在建设之中,预计2020年之后建成投产,乙烷需求量为9万-10万桶/天。剩余HGL(主要是NGL,也包含少量炼厂烯烃—乙烯、丙烯、丁烯及异丁烯等)或管输至储存设施、或管输加拿大、或运至两大出口终端以供出口。

Appalachia地区的Marcellus页岩气产量全美第一,然而产出的乙烷却远不及其供给潜力:根据EIA和IHS数据,2016年Marcellus的页岩气产量平均为161亿立方英尺/天(4.56亿立方米/天),全美占比39%,而2016年来自于Marcellus页岩气和致密油的乙烷产量仅有288万吨/年,全美占比仅有19%,乙烷实际分离量远低于其供给上限。

关键限制性因素之一在于Appalachia地区天然气处理装置能力相对其产量来说缺口非常巨大:EIA预计2018-2019年天然气处理能力为125亿立方英尺/天(3.54亿立方米/天),2017年的天然气产量却已经达到240亿英尺/天(6.80亿立方米/天)且未来仍不断增长,即使以2017年天然气的量、按现有的乙烷分离比例,该区乙烷供给潜在能力至少是目前产能的两倍左右。处理装置能力不足制约本区天然气湿气进一步分离出NGPL以及下游乙烷单品,从而制约本地乃至全美乙烷供应。

限制性因素之二在于Appalachia地区通向南部湾区乙烷集散中心(Gulf Coast)的运输管道建设成本高,而东北部港口出口能力较小,因此该区有较大比例富余乙烷被回注到天然气中:根据RBN Energy数据,2014年以前,Maecellus/Utica乙烷无外运设施,因此基本100%回注入天然气中;2014年通往加拿大的Mariner West(ETP公司拥有,运力5万桶/天)的乙烷运输管道投入使用及通往南部MB地区的ATEX乙烷运输线路(Enterprise拥有,运力13万桶/天)开通,Maecellus/Utica富余乙烷得以外运,Maecellus/Utica乙烷回注比例在2014年降至75%左右;2016年开始通向东北部的出口终端Marcus Hook的管道可以将Maecellus/Utica乙烷贸易至全球市场,加之ATEX线路管输量不断增长,乙烷回注比例降至55%左右;2018年通往Sarnia的管道(Kinder Morgan’s and Riverstone Investment Group拥有,运力为5万桶/天)投入使用,乙烷回注比例进一步降至47%左右。当前Maecellus/Utica乙烷主要输出管线ATEX管道运力已基本接近满负荷,同时短期无大规模外运管线投入使用,由于外运管线不足导致Maecellus/Utica地区仍将持续有较大比例乙烷被回注至天然气中。未来随着该区乙烷潜在产量不断扩张,同时无新增外运管线建设,回注比例将有所反弹,实际分离量将持续低于乙烷潜在产量。

在可预见的条件下,2019年来自于Marcellus和Utica的乙烷对外供应相对宽松,2020年将会逐步紧张:当地2019年乙烷供应能力预计为35万桶/天(约718万吨/年)、需求2万桶/天(约41万吨/年),2019年Appalachian地区乙烷富余677万吨左右;2020年需求为12万桶/天(约246万吨/年)且后续会逐步有另外两套装置投产,供给将渐趋紧张。

2.3从Permian到Mont Belvieu:美国乙烷核心供应线

Permian(二叠纪盆地)是位于德克萨斯西部和新墨西哥州东南部的大型沉积盆地,大约宽250英里,长300英里。上世纪70年代,Permian曾是北美大型传统油田,后逐渐衰落。2005年后,页岩油气革命和水平压裂技术的出现,使得二叠纪盆地重获新生,大量经济可采井位出现,二叠纪的产量也快速回升到150万桶/天。水平井和水力压裂技术率先应用于页岩气革命,技术逐渐成熟,后被应用于开发页岩油。水平井和水力压裂技术经过数代进化,在长度、钻井效率上有了飞速的进步。目前,北美近一半的水平井钻机活跃在二叠纪盆地。

该地区基础设施完善,德州中小油服公司发达,美国资本市场发达等也给Permian的崛起提供了条件。同时Permian距离库欣油库和南部Gulf Coast炼厂区近,是其相对于其他产区,特别是远在西北部的Bakken油气带的一大优势。和美国大多数油气田一样,天然气生产商在Permian地区通过天然气处理装置得到原料NGL(未提纯的NGL混合物,包括NGPL和LRG)后,通过管道将原料NGL运至南部的Mont Belvieu地区进行分馏提纯得到高纯乙烷,然后储运至临近下游乙烯工厂或者从MB管运至南部港口,进而供应全球市场。

二叠纪盆地管道系统连接permian和Eagle-Ford产区,两者为美国最大的乙烷供给来源:根据IHS的数据,2016年来自于Permian页岩气和致密油中的乙烷产量达到473万吨,产量全美第一,全美占比31%;2016年来自于Eagle Ford页岩气和致密油的乙烷产量达到373万吨,仅次于Permian,全美占比24%。2018年Permian和EagleFord的NGL产量合计增至150万桶/天。尽管目前从二叠纪和Eagle Ford到MB的未加工NGL的管道运力分别为170万桶/天(8条线,其中2条和EagleFord共用)和45万桶/天,共216万桶/天,运力大于NGL产量,但是部分运力被来自PADDIV(Rockies)和PADDII(Bakken,Mid-Continent)的明显增长的流量占据,从而限制了Permian和Eagle Ford的运力。

2020年Permian地区的原料NGL外运能力将翻倍增长:2020年末Permian盆地原料NGL运至MB的管输能力将达到278万桶/天,运往Corpus Christi( MB外另一个分离中心,目前分馏能力为26万桶/天)的能力将达到77万桶/天,二叠纪总运力达到355万桶/天,相比当前的170万桶/天翻倍增长。

Mont Belvieu(简称“MB”)是全球NGL中心,乙烷世界工厂:位于南部德克萨斯州的MB是美国NGL的生产分馏和集散中心,伴随着美国上游天然气产能扩张、全球NGL需求增长,新增蒸汽裂解装置扩张以及出口能力提升,重要性愈增。目前MB地区的NGL分馏能力为240万桶/天,约占全美分馏能力的40%,其中,Enterprise是MB地区最大的分馏商,分馏能力为75.5万桶/天。

MB地区分馏装置能力明显紧张:全美共有15条NGL(原料NGL)管道通往MB,来自Permian、EagleFord,北德克萨斯、路易斯安那以及堪萨斯州的Conway(另一个化工品交易中心)共计350万桶/天,而MB目前的分馏能力(将未加工的NGL分离除乙烷、丙烷和LPG产品)只有240万桶/天,缺口为110万桶/天。

随着NGL及乙烷分馏价差扩大,未来MB地区分馏装置将有所扩张,但由于上游原料NGL的管道输入能力也同步扩张且增量更大,因此MB地区的分馏能力将持续偏紧:MB地区的分馏价差(从原料NGL中分离乙烷、丙烷、丁烷和天然气油的收益)从2016年来持续上涨,极大刺激了MB地区分馏设施的不断扩张:根据已披露的建设计划,2020Q4前MB地区的分馏能力预计新增79.5万桶/天,累计达到322.1万桶/天。目前的分馏能力为240万桶/天,未加工的NGL输入量为350万桶/天(其中二叠纪盆地170万桶/天),缺口为110万桶/天;2020年分馏能力达到322万桶/天,输入能力为458万桶/天(保守值,仅考虑二叠纪盆地的新增管道带来的增量108万桶/天),缺口扩大为136万桶/天,由此可以看出,虽然二叠纪盆地的管道运力未来有望大幅改善,但MB地区的分馏装置能力是制约其NGL分馏得到乙烷的核心因素。

2.4美国乙烷扬帆出海大势所趋

美国为当前世界唯一乙烷净出口国,乙烷出口量有望翻倍增长:受益于页岩气革命后美国油气资源供给大幅提升,美国乙烷供给也趋于过剩,为全球其他国家进口乙烷制乙烯成为可能。2016年美国乙烷出口量占全球乙烷出口比例高达98%,目前美国为全球唯一乙烷净出口国。2016年美国乙烷出口量达到303万吨,预计2021年将增至732万吨左右。

从美国乙烷出口国家来看,美国乙烷出口地不断分散化:2016年以前加拿大为美国乙烷唯一进口国,从2013年12月开始,加拿大东部Ontario省开始接收MarinerWest管道从美国Marcellus产区运来的乙烷,该管道具有5万桶/日乙烷运力,而拥有6万桶/日运力的Vantage管道则从2014年5月起,将美国Bakken产区的乙烷输送到加拿大西部的Alberta省。2016年之后美国两大出口终端相继投入运营,美国乙烷得以通过海运至西欧和亚洲:第一个乙烷出口港口位于MarcusHook,宾夕法尼亚州,当前出口能力为7万桶/天(约140万吨/年),2016年3月开始投入使用。第二个港口位于Morgan’sPoint,德克萨斯州,出口能力为20万桶/天(约410万吨/年),自2016年9月开始投入使用。

未来美国乙烷出口将主要为海运,美国乙烷海运出口供应链中管道运力、港口运力以及大型乙烷船(VLEC)的可得性是影响美国乙烷供应世界的三大主要因素,其中港口运力决定美国乙烷出口上限。

管运能力不成问题:美国乙烷通过海运出口主要有两种模式,一是油气产区(如Permian)通过天然气处理装置分离出原料NGL后,通过管道运至位于南部港口的MB地区进行分馏,分馏出来的乙烷被运至南部港口终端Morgan’s Point进而抵达全球市场;二是油气产区(如Marcellus)在分离原料NGL后选择自行就地分馏,得到乙烷后通过管道运至港口终端出口。模式一情况下,当前运至MB地区的原料NGL管道运力在350万桶/天,即使以目前240万桶/天的NGL分馏能力、NGL中30%左右(保守值)的乙烷分馏比例,乙烷供给在72万桶/天,模式二情况下,Marcellus/Utica分离出的乙烷直接运至出口终端海运出口的管道运力在11万桶/天,两大方式合计乙烷供应能力为83万桶/天。而南部Morgan’s Point以及东北部的Marcus Hook总的乙烷出口设施能力仅有27万桶/天,当前管道运力带来的乙烷供应量远超其港口出口能力。

大型乙烷船(VLEC)方面印度已经验证可行:乙烷以液态形式进行海上运输,对于海运条件有较高的要求,由于分子量小沸点低(-88℃),乙烷必须在-90℃的温度下完全冷藏或者经高压压缩并严格控制温度,这使得乙烷的运输船比一般的液态运输船有更为严格的控温和承压要求。印度现有市场上的大型乙烷船主要是印度Reliance的85000方的乙烷船,2016年11月,该公司委托三星重工建造的全球第一艘VLEC下水后,截至目前该公司已拥有6艘VLEC,预计每年将为其在印度的裂解装置输送约160万吨的乙烷。印度成功经验证明了远洋海运乙烷技术可行。

港口运力决定美国乙烷出口上限,当前出口设施利用已经接近极限:美国目前仅有两大出口终端设施(包括液化装置和储罐),分别是Marcus Hook(东北部,归属Sunoco Logistics公司,运力为140万吨/年)和Morgan’s Point(南部湾区,归属Enterprise公司,运力为410万吨/年),港口设施能力合计550万吨左右,目前市场已经有500万吨合约,余下仅50万吨运力可用,出口设施利用已经接近极限。由于建设出口终端成本高昂、海外定单分散且具有不确定性以及美国国内的乙烷需求保持强劲,美国的乙烷供应商并没有足够的积极性扩张港口运力,港口运力制约美国乙烷出口上限。美国目前有四大乙烷供应商控制美国乙烷供应:Enterprise、Targar、Oneok和ETP公司。美国乙烷供应商通过投资建设上游的天然气处理厂、NGL管道、分流设施以及存储设施,得以控制美国乙烷乃至全球乙烷资源的供应。四大乙烷供应商中仅有ETP目前确定将与卫星石化合建新的出口终端及基础设施,Enterprise以及Targar无新增乙烷出口设施计划,Oneok则有意投资出口设施用于乙烷出口但仍有不确定性。因此在港口运力利用接近极限、加之乙烷资源稀缺属性不断强化的大前提下,对于非美地区的乙烷买家而言,关键是锁定乙烷出口终端设施(该出口设施包含乙烷液化装置、储罐以及泊位,必须有管道连接乙烷资源,与其液化和出口能力相匹配)。

卫星石化未雨绸缪,将与ETP合作新建出口设施保障原料来源:2018年3月15日,国内丙烯酸产业链龙头卫星石化与美国能源运输公司ETP成功签署乙烷供应合作协议,卫星石化有望成为国内首家进口美国乙烷的石化企业。协议约定,将由两家公司成立合资公司Orbit(卫星占股53%)在南部墨西哥湾区建设与Mont Belvieu相连的外运港口,设计乙烷供应能力17.5万桶/天(即360万吨/年),储罐80万桶,由ETP负责乙烷的运输及装船,港口预计最快将在2020年后开始投入使用。卫星石化打通美国乙烷供应链关键环节,将为其乙烷裂解制乙烯项目提供原料保障。

全球乙烯产能稳步增长及原料轻质化趋势共振美国乙烷需求

未来全球乙烷需求将稳步增长,主要逻辑有二:其一世界乙烯产能产量稳步扩张,其二是乙烯制备路线中乙烷裂解路线占比稳步提升。

3.1世界乙烯供需稳步增长

2017年全球乙烯产能继续稳步提升,新增产能主要来自亚太、中东和北美:2017年全球新增乙烯产能760万吨,2010~2017年均复合增长率为2.4%;亚太地区产能稳步增长,2017年亚太增加416万吨/年,中东增加了157万吨/年,北美增加了124万吨/年,其它地区乙烯产能的增量非常有限。世界乙烯产能维持亚太、北美、中东和西欧四分格局:2017年,亚太地区乙烯产能达5806万吨/年,在世界总产能中占比升至35%;北美乙烯产能约3960万吨/年,占比升至24%;中东和西欧等其他地区占比基本保持不变。2018-2019年世界乙烯产能主要由北美贡献,主要系北美2013年以前宣布开建的乙烷裂解项目在2018-2019年陆续投产带来新增产能扩张,2020年以后预计以中国为首的亚太地区将成为全球乙烯产能新的增长点。

全球乙烯产能、需求量稳步增长,供需紧平衡:2017年全球乙烯产能为1.70亿吨,2010~2017年均复合增长率为2.40%;2017年全球乙烯需求量为1.53亿吨,2010~2017年均复合增长率为3.41%,需求量增速略高于产能增速,未来乙烯供需将处于一个紧平衡的格局。2017年全球乙烯装置开工率为89.4%,较2016年下降0.1个百分点,与16年基本持平。2017年全球乙烯供需较为紧张,开工率仍处于高位,预计2018年将会继续延续。

3.2世界乙烯原料轻质化趋势明显

原料轻质化大势所趋,乙烷裂解路线占比稳步提升:2017年,全球以石脑油为原料生产乙烯的比例从2010年的51%下降到41%左右,乙烷的比例从32%上升至38%左右。亚太和西欧地区以石脑油为原料的乙烯仍占主导,但北美和中东地区的乙烯则主要来自乙烷等轻质原料。随着北美页岩气开发,廉价的乙烷促成了美国、加拿大乙烷制乙烯建设的高速发展,同时美国大量乙烷原料出口,也赋予亚太和西欧乙烯生产商新的改变原料结构的机会。2017年,西欧乙烷制乙烯(包括乙烷丙烷混合进料)产能从2016年的279万吨/年增至329万吨/年,印度乙烷制乙烯产能从2016年的234万吨/年增至454万吨/年。随着中国煤(甲醇)制烯烃项目陆续建成,2017年全球甲醇制乙烯占比从2010年的0.2%提升至2.6%左右。

乙烷裂解制乙烯工艺高效清洁:乙烯生产工艺可以分为气头(乙烷、丙烷等NGL产品)、油头(石脑油)和煤头(煤炭或甲醇)。其中,石脑油裂解是乙烯最重要的传统制取方法。工业上利用石脑油制取乙烯主要是通过蒸汽裂解的方式制备乙烯。此种方法的主要问题就是过分依赖石油,受制于油价,在低油价下石油路线具有很强的竞争力,油价走高对其冲击较大。煤/甲醇制乙烯,是高油价下催生的产物,是中国独有的工艺,并非全球主流路线,煤制乙烯得益于我国丰富的煤炭资源。然而,煤制乙烯法产出的下游聚乙烯大部分用于生产低附加值产品。而且,相比于其他的方法,其生产过程中会消耗较多的淡水及产生大量的二氧化碳。乙烷裂解是气头工艺的一种,使用乙烷轻质原料裂解制备乙烯更为高效:工艺路线短,收率高达77.7%左右,远高于石脑油裂解制乙烯33.6%的收率能耗仅为传统路线能耗的一半,且副产污染物少,整体工艺较为清洁。

全球制备乙烯不同路线对比来看,乙烷路线成本明显占优:全球来看,中东乙烷和北美乙烷路线成本最低,成本端相对于油头和煤头竞争力非常明显。

3.3乙烷价格上下两端受制,长期上涨动力有限

如前文所述,Mont Belvieu是美国最大的乙烷集散地,绝大多数乙烷都是在此地存储和分销,因此形成了MB的乙烷市场现货价格。页岩气革命后,美国的乙烷资源相对富余,供需格局趋于宽松,因此乙烷价格相对较低,正如前文所述,2013年-2015年乙烷价格低位徘徊在100-200美元/吨之间。大量廉价乙烷资源使得乙烷裂解制乙烯相对其他路线极具竞争力,因此推动了美国新增乙烷裂解装置的建设热潮。随着2016年美国两大出口终端分别投入使用,美国乙烷得以贸易至全球市场,乙烷出口需求不断增长,乙烷价格从底部开始回升。2017-2018年乙烷的价格提振动力主要来自于需求端美国新增乙烷裂解制乙烯装置开始投产以及美印乙烷订单交付。2018年9月美国乙烷价格最高飙升至430美元/吨,主要系美国分馏设施与乙烷裂解工厂需求短期错位,随着这一问题得以缓解,美国乙烷MB价格重新回调,2018年12月21日MB乙烷最新价格在207美元/吨。

我们认为未来乙烷价格将有所上涨:我们认为2018-2019美国年乙烷将处于供需偏紧状态,核心驱动因素为2018-2019年是美国乙烷裂解制乙烯装置集中投产期,但同时短期乙烷供应能力无法大规模扩张,基于此,2019年美国乙烷仍有一定的上涨动力。

但受制于成本端定价以及乙烯生产完全成本,乙烷价格上涨无长期支撑,乙烷价格将稳定在一定区间:

其一,成本端来看,美国乙烷的成本构成的主体是NGL运至MB的运输成本:运输成本主要取决于油气产区距离MB分馏中心的距离:西南部的Permian距离南部MB最近,原料NGL运费约为105美元/吨,乙烷全流程生产成本大约在165美元/吨,运输成本占比约为64%左右;东北部的Marcellus距离次之,原料NGL运输成本为120美元/吨,总成本210美元/吨,运输成本占比57%左右;西北部的Bakken距离最远,运费约为210美元/吨,总成本300美元/吨,运输成本占比高达70%。

乙烷生产成本为乙烷地板价,价格过高将刺激增产,从而压制乙烷价格上涨:正如前文所述,Marcellus为全美第一大页岩气产区,受制于外运管道设施不足导致大量乙烷回注,而美国天然气生产商在当地建设管道设施积极性不高的重要原因在于:基于原有的乙烷价格,建设通向南部MB分馏中心的管道成本高于分馏得到乙烷的受益。而假设美国乙烷价格涨的过高,分离乙烷带来的收益与先期投资差值的贴现值远高于0,则Marcellus的天然气生产商则倾向于不回注乙烷,通过投资建设连接MB的管道将混有乙烷的原料NGL输入MB分离,尽管管道建设有一定的时滞,但较长时间来看,大量的乙烷供给增量将压制乙烷价格持续上涨,逼迫乙烷价格回落在其210美元/吨总成本之上的某个相邻区间,对于远在西北的Bakken盆地来说亦是同理,假设乙烷价格涨至300美元/吨之上,Bakken地区的原料NGL也将有动力大举南下。

其二,美国乙烷价格天花板取决于乙烯生产成本:根据前文所述,美国乙烷更趋向于用于化工原料而非回注入天然气,乙烷价格逐步脱离热值定价(即以天然气价格作为定价基础),价格走势与乙烯基本同步波动,而且与乙烯的价差逐步缩小。当乙烯价格-1.3*乙烷价格小于280美金/吨的乙烯生产成本时,企业运营将出现亏损。若用乙烷生产乙烯无利可图,化工企业或者考虑用包括丙烷、石脑油等这些乙烯替代原料来生产乙烯以降低完全生产成本,或者是降低装置的开工负荷来应对价格的变化,这些方式都能降低乙烷的需求,从而抑制乙烷的价格走高。

基于上述理由,我们认为在天然气价格不大幅上涨以及中国乙烷裂解项目有序推进的前提下,美国乙烷价格将两端受制,长期来看应该是稳定在200-300美元/吨之间。

3.4下游乙烯产能稳步扩张以及乙烷路线占比提升共振美国乙烷需求

3.4.1美国:18-19年美国乙烷供需将趋于紧张,2021年开始逐步宽松

廉价乙烷资源供应增长带来了美国乙烷裂解装置建设热潮:2014年以前,美国乙烷供给相对过剩价格处于地位,乙烷裂解路线相对于石脑油路线具有明显的成本优势和更大的利润空间,带来美国乙烷裂解装置建设热潮,新增乙烯装置基本均以乙烷为原料。大部分新乙烷裂解装置建设、原有乙烷裂解产能扩产以及其他路线转为乙烷路线等项目都是在2011年年初-2013年年中宣布的,2014年末原油价格大幅下跌后,美国建造乙烷裂解装置的吸引力有所减退,处于前期阶段的项目大部分都推迟了建设计划。

随着新增乙烷裂解项目不断投产,乙烷路线将不断蚕食石脑油路线份额:2016年美国乙烯原料来源中,乙烷路线占比60%左右,而石脑油占比为16%左右;随着2017年开始的美国新一轮乙烷裂解制乙烯装置扩张期开启,美国乙烯原料来源中乙烷占比将不断提升,由于乙烷路线明显占优石脑油路线,石脑油的份额将被不断蚕食:2020年预计美国乙烷路线占比将提升18pct增至78%,而石脑油路线将下降12pct至4%左右。

新增乙烷裂解装置从2017年开始陆续投产:由Ingleside Ethylene建设的乙烷裂解是首套新投产装置,产能55万吨/年,总投资15亿美元,2017年2月投产。2017年下半年,陶氏化学在德州的150万吨/年装置投产,该装置具有极强的灵活性,裂解原料中80%以上可以是乙烷,也可以裂解一部分丙烷和石脑油。雪佛龙菲利普斯化学(CPChem)公司新建的150万吨/年乙烷裂解装置于2018年3月投产,下游配套50万吨/年HDPE和50万吨/年LLDPE装置。该公司已经开始考虑二期项目,最终投资决策可能在2019-2020年做出。2018年初,埃克森美孚150万吨/年乙烷裂解装置投产。

新增乙烷裂解装置主要集中于墨西哥湾区,尽享地理之便:2017-2020年,美国预计有12套新建乙烷裂解装置投产,共增加乙烯产能约1399万吨/年,位于墨西哥湾区的德州的装置共计产能900万吨/年,占比64%。湾区地区乙烯装置集中投放逻辑在于:第一靠近MB的NGL分馏中心,便于就近获取乙烷原料;第二该区石化工业成熟,管道等基础设施完备;第三该区临近南部美国最大的出口终端,出口便宜。

2018、2019年美国乙烷裂解制乙烯装置进入集中投放期、乙烷供需将趋于紧张,2021年后逐步宽松:2018-2019年美国新增乙烷裂解制乙烯产能合计980万吨左右,且由于乙烷裂解项目满产存在一定时滞性,2018-2020年乙烷供需将趋于紧张。基于已有的确定性投产计划,预计2020年开始美国乙烷裂解制乙烯装置增速将出现明显的边际递减,而受益于上游页岩气产量持续上升以及美国天然气-乙烷供应链供应能力不断提升,2021年开始美国乙烷的富余量将有望大幅增长,出口量也将大幅上涨:到2021年,乙烷出口量将增至732万吨左右,相比2016年345万吨将有翻倍增长。

3.4.2加拿大:国内供需缺口不断扩大,未来对美国乙烷进口依赖度将不断提升

2016年以前加拿大为美国乙烷唯一进口国:从2013年12月开始,加拿大东部Ontario省开始接收MarinerWest管道从美国Marcellus产区运来的乙烷,该管道具有5万桶/日乙烷运力,而拥有6万桶/日运力的Vantage管道则从2014年5月起,将美国Bakken产区的乙烷输送到加拿大西部的Alberta省。目前,加拿大的5个主要乙烯装置均全部或部分采用乙烷作为原料进行生产,而这些项目的部分乙烷供应则通过管输的方式由美国提供。

加拿大本土乙烷供需缺口持续扩大:2014年以前,加拿大本土的乙烷供需基本平衡;2014年开始,加拿大本土的乙烷供给呈持续下滑态势,而与此同时,加拿大国内的乙烷裂解制乙烯不断投放推动其乙烷需求不断攀升,供需缺口持续扩大,根据IHS的数据,截至2016年12月加拿大的供需缺口达185万吨,预计2021年缺口增至267万吨。供需缺口不断扩大之际,加拿大对美国乙烷进口依赖程度不断加深:2014年,加拿大进口美国乙烷占加拿大乙烷总需求量的比重仅有14%,2016年增至30%,预计2021年将达到41%,加拿大对美国的进口依赖度呈不断加深之势。

3.4.3中东:乙烷供需平衡,将持续无富余乙烷出口

中东乙烷基本自给自足:中东地区丰富的油气资源伴生的廉价乙烷,支撑了过去10年里中东乙烯产业的高速发展,根据IHS数据,2016年中东乙烷产量达到2380万吨,同比增长6.4%,基本处于自给自足的状态,无富余乙烷供给全球市场;预计到2021年乙烷供给量增至2882万吨,依旧维持供需紧平衡的状态,2016-2021年复合增速仅有3.9%。2017年中东地区乙烯的原料来源中,乙烷裂解路线独占鳌头,占比高达67%,随着该地区乙烷产量增长放缓,已不能满足未来乙烯产能进一步增长的原料需求,混合进料及石脑油进料裂解装置所占产能比例显著上升,乙烷在中东乙烯原料结构中所占比重在未来将保持下降趋势。

3.4.4西欧:供需缺口有所拉大,未来进口美国乙烷量将维持稳定

西欧乙烷主要由英国及挪威供给,乙烷产量将逐步减少:西欧大部分乙烷来自于英国和挪威的之间北海区域产出的天然气。英国和挪威是仅有的乙烷生产国:2016年西欧乙烷产量为167万吨,其中英国产量为81万吨,占比48.9%;挪威86万吨,占比51.2%。北海地区天然气产量将持续下滑,受此影响,西欧乙烷供应也将逐步减少:根据IHS的预测,2021年西欧乙烷产量将减少至149万吨左右,2016-2021年复合增速为-2.3%。

西欧乙烷裂解制乙烯热潮推升乙烷需求:受限于贫乏的天然气资源,长期以来西欧乙烯主要来自于石脑油裂解,2016年3月和9月,随着美国两大海运港口相继开通,地理上临近美国,西欧得以获取来自美国的廉价乙烷资源来作为乙烯的原料,以实现盈利空间的拓展。受此影响,西欧乙烯原来源中乙烷占比不断提升:2017年乙烷占比增至7%,而石脑油裂解仍居于主导地位,占比7成左右,未来西欧乙烷裂解比例仍有较大提升空间。乙烷裂解制乙烯装置大量投放推升西欧乙烷需求:2016-2018年西欧累计新增乙烷裂解制乙烯产能290万吨左右,新增乙烯投产带动西欧乙烷需求在2016-2018年大幅增长。根据目前可得数据,2018年后西欧短期暂无新增乙烷裂解制乙烯项目投产,故未来西欧乙烷需求将保持稳定。

西欧乙烷新增需求主要来自于英国:虽然英国和挪威为西欧两大乙烷产国,但挪威生产的乙烷主要用于出口,英国是西欧乙烷需求的主要驱动者,2016年英国乙烷需求达到143万吨,占西欧总需求比例为55%。2016-2018年西欧新增乙烷裂解项目主要位于英国:2016-2018年西欧新增乙烷裂解项目合计290万吨,其中位于英国的产能合计218万吨,占比75%,2018年英国乙烷需求在300万吨左右,乙烷需求占比提升至64%。

西欧曾为全球乙烷主要出口国,随着美国乙烷海运航线开辟,2016年西欧出口量大幅降低:2014年以前,西欧是世界乙烷的唯一出口国,随着2014年美国乙烷开始通过管运至加拿大,美国成为新的乙烷主要产地。2016年美国两大出口海运终端分别开通,西欧乙烷出口大幅回落,进口美国乙烷快速增长:根据IHS数据,2016年西欧乙烷出口量由2015年的31万吨骤减至2016年的6万吨,进口乙烷量则

由2015年31万吨增至2016年的90万吨左右,未来西欧将基本无乙烷出口,自产乙烷主要用于自身需求。

西欧地区乙烷供需缺口短期有所拉大、但未来将维持稳定:2016年西欧乙烷净进口量在90万吨左右,2017-2018年乙烷需求强劲增长以及供给小幅收缩,供需缺口进一步扩大,带动西欧乙烷进口量快速增长:2017年西欧进口美国乙烷增至约220万吨,2018年为310万吨左右。2019年开始西欧暂无新增乙烷裂解计划,同时乙烷产量减小幅度不大,西欧乙烷进口量将会维持稳定。

中国进口美国乙烷裂解制乙烯前景值得期待

4.1中国乙烯及下游聚乙烯、乙二醇等对外依存度高企

全球乙烯产能、需求量稳步增长,供需紧平衡:2017年全球乙烯产能为1.70亿吨,2010~2017年均复合增长率为2.40%;2017年全球乙烯需求量为1.53亿吨,2010~2017年均复合增长率为3.41%,需求量增速略高于产能增速,目前乙烯供需处于一个紧平衡的格局。2017年全球乙烯装置开工率为89.4%,与16年基本持平。2017年全球乙烯供需较为紧张,开工率仍处于高位,预计2018、2019年乙烯开工率有所下滑,但仍处于较高水平。

2017~2018年全球乙烯产能增长主要集中在中国和美国,2年新增产能共计1447万吨。美国新增产能主要采用乙烷裂解路线,而中国新增产能主要为MTO和CTO为主。随着进口美国乙烷协议的签订,乙烷裂解制乙烯会在国内慢慢兴起。

中国乙烯产业已经连续多年产能、产量全球第二:2017年国内乙烯总产能在2381万吨,产能全球第二,具体拆分来看:2017年国内共有乙烯生产企业43家,生产装置55套(其中蒸汽裂解制乙烯装置34套,乙烯能力1854万吨/年:重油催化裂解装置2套,乙烯能力45万吨/年;煤制烯烃装置9套,乙烯能力261万吨/年;甲醇原料MTO装置10套,乙烯能力221万吨/年)。2017年乙烯产量在2303万吨,行业平均开工率在96.7%,处于高位。2015-2017年国内乙烯产能、产量复合增速分别为5.1%、7.3%

中国乙烯当量消费量全球第一,当量自给率仅50.2%:2017年中国乙烯当量消费量在4588万吨,净进口2285万吨(其中单体乙烯净进口215万吨),当量自给率为50.2%。2015-2017年中国乙烯当量消费量年复合增速在6.7%,低于同期乙烯产量增速;当量净进口量2015-2017年复合增速为6.0%。

2018年上半年乙烯市场增速超预期,全年供需稳步扩张:2018年上半年国内乙烯产量为1156万吨,同比上涨2.6%,当量消费量2513万吨,同比上涨13.9%,下游当量净进口量折合1240万吨,同比上涨27.8%(其中上半年单体进口量117万吨,同比上涨6.5%)。2018年全年乙烯产能预计达到2576万吨/年,同比增长8.2%;产量2390万吨/年,同比增长3.8%;当量消费量将高达5020万吨左右,同比增长9.4%,需求增速明显快于供给;当量净进口量2630万吨左右(其中,单体进口量在230万吨左右),当量自给率从2017年的50.2%减至2018年的47.6%,乙烯及下游产品对外依存度进一步加深。

从全球乙烯下游市场格局来看,聚乙烯(PE)是乙烯最大的下游应用,占比高达60%。乙烯消费中,聚乙烯(PE)比例逐年提高,其中HDPE与LLDPE增幅显著。相比之下,其它产品消费比例却在下降:2010年全球PE约占乙烯消费的60.1%,到2017年PE约占全球乙烯消费的61.9%,其中HDPE占比29.0%,相比于2010年的17.0%,提高了12个百分点,增幅明显。

全球聚乙烯供需保持较快增长,供需相对平衡:2017年全球聚乙烯产能新增662万吨/年,总产能达到1.12亿吨,2009~2017年均复合增长率为4.05%; 2017年全球聚乙烯需求量为0.92亿吨,2009~2017年均复合增长率为4.40%,全球聚乙烯需求量增速基本上与产量增速持平。预计未来,聚乙烯供需将处于相对平衡的状态。

从国内来看,聚乙烯(PE)占据国内乙烯下游市场主导地位,进口依赖度高:除主要采用电石法路线的聚氯乙烯、醋酸乙烯两种产品以及不能长距离运输的环氧乙烷产品外,目前国内其他乙烯下游产品进口量仍然巨大,供应不足。其中聚乙烯在乙烯下游产品中占据主导地位:2017年国内聚乙烯产量在1626万吨,同比小幅上涨;表观消费量高达2800万吨左右,同比大幅增长11%;进口量1202万吨,进口依赖度在41.5%。

4.2国内原料轻质化浪潮势不可挡

国家政策推进乙烷原料轻质化进程:在过去的高油价下,国内蒸汽裂解制乙烯缺乏竞争力,刺激了行业内部的原料结构优化(即轻质化)和外部的多元化(如煤制烯烃、甲醇制烯烃等),初步形成了多种原料路线并行,相互竞争的格局。此外,国家有关部门出台了一系列政策,大力推动化工原料的多元化和轻质化进程。《石化和化学工业发展规划(2016-2020年)》明确指出,要加快现有乙烯装置升级改造,优化原料结构,实现经济规模,提升加工深度,提升非石油基产品在乙烯和丙烯产量中的比例,提高保障能力。2016年4月发布的《石油和化学工业“十三五”发展指南》也进一步明确了围绕原料多元化,加快现有乙烯装置的升级改造。

中美贸易争端的大背景下,扩大中国对美能源进口是减小我国对美贸易逆差的切实、双赢之举:页岩气革命以来,美国已经迅速从世界最大的的能源进口国转而成为世界主要的能源出口国之一,除了在原油、天然气、丙烷等方面中国对美国进口量不断攀升,中国未来进口美国乙烷也将成为平衡美中贸易、推动中国石化原料轻质化的切实助力:2017年,美国乙烷产量是2980万吨,出口量为556万吨,随着页岩气技术的不断突破,美国乙烷产量不断攀升,除了满足本土乙烷裂解制乙烯需求以外预计到2021年以后可供出口到的乙烷达到1000万吨以上;中国当前乙烯的当量需求为4600万吨,50%左右是依赖于进口,未来中国潜在乙烷裂解制乙烯项目对乙烷的需求量在1000万吨级别。

进口乙烷项目关键在于锁定乙烷资源以及美国出口设施:(1)国家发改委政策限制颇多:乙烷裂解作为化工项目必须进入化工园区构架,国家发改委将乙烷裂解作为储备转规划项目,成熟一套审批一套,前提是锁定乙烷资源及出口设施;(2)美国乙烷出口有限,获取稳定的乙烷供应以及锁定出口设施是拿到路条的前置条件;(3)港口条件和园区条件是基础:大型乙烷船水深条件是12米,港口必须具备足够的水深;港口后方必须紧靠化工园区,园区用地及公用工程等必须足够以支持项目装置建设(4)资金实力和建设经验要求高:建设方的的资金实力和石化经验将有助于项目成功落地;(5)核心竞争力:位于石化产业基地、港口及园区条件具备,关键还是锁定乙烷资源及美国出口设施。

国内多家石化公司与美国签订进口乙烷协议:2017年11月6日,南山集团和美国乙烷公司(AEC)签订260万吨/年乙烷进口框架协议,这是中国进口乙烷的首单协议;2017年11月下旬,江苏新浦化学与英力士集团签订了一项长期进口乙烷协议;2017年12月20日,聚能重工与美国乙烷公司签订了260万吨/年进口乙烷协议;2018年2月1日,阳煤集团青岛恒源化工有限公司与美国乙烷公司签署乙烷供应协议,阳煤集团在青岛董家口规划建设200万吨/年乙烷综合利用项目;2018年3月12日,卫星石化与美国SPMT共同出资设立ORBIT,为公司控股子公司连云港石化有限公司320万吨/年轻烃综合加工利用项目提供乙烷原料提供保障。

进口美国乙烷制乙烯路线成本占优于石脑油路线:乙烷路线相对石脑油路线、甲醇(经煤)制烯烃以及煤制烯烃具有明显的成本优势,乙烷相对石脑油路径的成本优势会随着油价上涨而放大。2017年国际油价均值在54.3美元/桶,对应的烯烃完全成本在5000元/吨,而2017年乙烷均价在183美元/吨,完全成本在3720元/吨,优势明显。当前油价暂时超预期下跌至底部区域,乙烷路线成本优势削弱,但长期来看乙烷裂解路线成本优势仍相当可观。

乙烷裂解制乙烯盈利能力显著:通过我们的经济模型测算得到,以当前220美元/吨左右的乙烷价格、1240美元/吨的乙烯价格,中国进口乙烷裂解制乙烯的单吨净利在2200元人民币左右,100万吨对应净利为22亿元,经济性可期。

4.3时代造就伟大企业:卫星石化将为中国进口美国乙烷裂解制乙烯的先行者

卫星石化为国内丙烯酸行业龙头:公司目前拥有丙烯酸产能48万吨,丙烯酸酯产能45万吨,是国内最大丙烯酸制造商。2019年初第二套45万吨PDH装置即将投产,后续15万吨聚丙烯、6万吨SAP,36万吨丙烯酸及酯在19年陆续达产,届时将拥有84万吨丙烯酸产能,稳居全国第一,成为全球前四丙烯酸生产商。

横向进军C2前景可期:2018年1月,公司完成250万吨乙烷裂解制乙烯项目的可行性研究报告,项目全称为连云港石化有限公司320万吨/年轻烃综合加工利用项目。2018年3月,卫星石化与美国能源运输公司ETP正式达成乙烷供应以及合建出口设施等相关协议,7月完成首批乙烷专用运输船的租约签订。在美国乙烷港口接近极限的情况下未雨绸缪,卫星提前锁定美国乙烷出口的关键环节,未来将成为中国进口美国乙烷裂解制乙烯的先行者和率先受益者。

卫星石化乙烷裂解制乙烯盈利空间大:卫星石化连云港项目一期年产乙烯125万吨,配套环氧乙烷72万吨/年、环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)72/91万吨/年、LLDPE50万吨/年以及HDPE40万吨/年,一期预计在2020年三季度建成投产。假设2021年美国乙烷价格为320美元/吨,国内乙烯价格为1300美元/定,根据我们模型测算,乙烷裂解制备乙烯项目的利润在2015元/吨,一期投产后可实现净利润25亿元,考虑后续聚乙烯和乙二醇深加工环节利润会更大。

风险分析

油价上行或下行超预期,宏观经济波动。


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