煤化工烯烃行业分析报告Word格式.docx

1、近代工业革命后，煤炭作为化学工业原料得到利用，并逐步形成独立的煤化工工业体系。世界煤化工产业发展经历了四个阶段：初级阶段（17761930年）煤化工初级阶段起源于近代工业革命，是世界煤化工发展史中历时最长的阶段。在这一时期，世界钢铁工业发展迅速，带动了焦化技术（包括半焦）、焦炭气化、副产回收及综合利用技术的不断创新和完善。全面发展时期（19301945年）这一时期也是煤制油技术开发和工业化生产的时期。第二次世界大战前夕及大战期间，德国为发动和维持战争，大规模开展煤制油研究工作及工业化生产。直接液化技术和间接液化技术（F-T 合成）分别实现工业化，在发展直接液化和间接液化技术的同时，德国还建立了

2、大型低温干馏装置。半焦气化后经F-T 合成生产液体燃料，低温焦油经简单处理后作海军船用燃料，或经高压加氢生产汽油和柴油。二战末期，德国煤基液体燃料产能达到480万吨/年，同时还从煤焦油中提取各种芳烃及杂环有机产品，作为染料、炸药等的原料。萧条时期（19451970年）第二次世界大战后，由于大量廉价石油和天然气的开采，西方国家率先完成了有机化学工业原料从煤向石油和天然气的转换，工业化煤制油生产暂时中止，只有炼焦行业随钢铁工业的发展而不断进步。石油化工路线以其原料路线简洁、成熟、能量利用效率高、成本低等优点，在世界化学工业中占主导地位，世界正式进入了石油化工时代。现代煤化工技术开发时期（1970年

3、至今）1973年，中东战争以及随之而来的“石油危机”，使世界石油化学工业的发展深受石油价格猛涨的影响，煤原料路线重新受到重视。特别是20世纪90年代以来，国际石油价格剧烈波动，各国加紧了以煤为原料的化学工业研发，在煤气化、煤液化、碳一化学等方面开发了一系列战略性储备技术。进入21世纪，油价不断攀升，石油原料紧缺和成本居高不下，促使煤转化利用进入新一轮的发展时期，大规模煤气化技术、大型甲醇合成技术、甲醇制烯烃、合成油等石油替代技术的开发和工业化进程不断加快，世界煤化工产业从传统煤化工进入现代煤化工阶段。（2）现代煤化工的特点从总体上来看，现代煤化工具有三大特点：现代煤化工“规模化、大型化、一体化

4、、基地化”要求程度比较高，投资强度大与传统煤化工产业不同，现代煤化工规模化程度比较高，经济规模的煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制油等均已经超过100万吨/年，煤制烯烃的规模也要求达到5060万吨/年。而且煤气化、合成气净化、产品合成、产品分离和精制以及“三废”利用和治理都需要“一体化”建设，项目建设投资动辄要上百亿甚至数百亿元。配套要求条件高，进入技术难度大现代煤化工涉及煤炭、电力、石化等领域，对煤炭资源、水资源、生态、安全、环境和社会配套条件如交通运输等要求较高。根据我国煤炭赋存特点，煤化工主要以量大、面广、价廉的烟煤、褐煤和高硫煤及劣质煤为原料，需要利用先进的煤炭转化和化工合成等前沿技术，根据煤

5、种的特点科学开发和合理利用煤炭资源，提高资源加工和使用效率。技术难度比较大，现代煤化工主要技术还需进一步消化和完善。污染排放比较集中，废弃物治理任务比较重煤炭因其固有的特性，其加工和利用过程对环境的影响大于石油和天然气，如转化每吨煤炭，通常要产生0.2吨的废渣，排放1.5吨左右的二氧化碳（CO2），排出0.25吨左右的废水。现代煤化工规模程度高，污染物排放量大而集中，面临着比较突出的环境保护问题。（3）国际煤化工行业的发展趋势现代煤化工产业是新兴行业，在未来一定时期内还将有较大的发展空间，国际煤化工行业的发展趋势主要有以下几点：煤气化下游产品多样化、精细化以煤气化或直接液化工艺为代表的现代煤化

6、工衍生的产业链覆盖广泛，能生产合成氨、天然气以及石化替代品，包括烯烃、乙二醇、燃油等。随着国际原油价格持续波动和全球煤化工技术的不断成熟，以烯烃为代表的高附加值化工产品将越来越多地由煤炭代替石油生产，煤制化工品的市场份额预计会持续增长。目前，全球25%的氨和30%的甲醇是由煤炭气化生产的，这两者比例在十年前仅为10%左右。燃料生产将会成为煤化工产业新的增长点液体、气体燃料正在成为重要的煤化工产品。以亚洲、非洲为代表的世界其他地区对燃料的需求在激增，这些地区天然气进口成本高，出于能源安全考虑，煤制天然气类项目将在未来几年持续增加。煤电化一体是环境友好煤化工的发展方向煤电化一体又称整体煤气化联合循

7、环发电系统（IGCC），它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。通过整合煤气化和发电装置， IGCC 系统可以构成循环经济闭路，同时生产化工产品、燃料气、电力、热能，使煤炭被充分利用，提高能量转换效率，降低生产成本和二氧化碳、污染物的排放。煤电化一体技术符合当前世界上环境友好的发展主题，能够代替传统落后的粗放式能源利用模式，是产业升级和技术进步的方向，具有很大的推广潜力。CO2捕集及存储将成为煤化工发展的重要课题发展煤化工具有明显优势，同时，也会带来一些弊端，其中，二氧化碳的排放问题是难以解决的重点问题。煤化工中的CO2排放主要来自煤气化制甲醇和烯烃、煤液化以及煤间

8、接液化过程中的CO2排放。研究煤化工中CO2的综合利用，就是要将减少排放和合理利用统一协调起来，减少CO2对环境的污染程度。主要涉及的课题包括：1）CO2转化与固定化技术。将CO2当做大棚种植中的气体肥料，利用CO2制造降解塑料；用于一次性包装材料，如餐具或者保鲜材料，医用材料，地膜等物质；利用CO2经过催化可以转换成甲醇、合成气或者烃类的化工原料，可以产生多种高附加值的产品，如脂类、羧酸等物质。2）CO2的循环利用技术。依靠CO2的物理特性来实现的，属于资源化的技术应用。主要包括生产超临界的CO2作为萃取介质，把CO2作为食品的保鲜剂和添加剂、用于空调制冷的介质、制造干冰和用于气体焊接等。2

9、、我国煤化工行业发展现状及趋势煤炭是我国的主体能源和重要原料。在我国能源消费结构中，煤炭一直占据主导地位。根据英国石油公司（BP）发布的世界能源统计年鉴2018，截至2017年底，我国探明能源储量中，煤炭约1,388亿吨，石油约35亿吨，天然气约5.5万亿立方。其中，煤炭储量占世界总储量的13.4%，石油占1.5%，天然气约占2.8%。据国家统计局统计，2017年全国累计生产原煤35.20亿吨，排名世界第一。这种“缺油、富煤、少气”的资源赋存特征决定了必须把煤炭资源利用好。适度发展煤炭深加工产业，既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要，也是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。我

10、国煤化工产业经过 30多年的科技攻关和技术积累，无论在产业关键技术攻关、重大装备自主化研制，还是在产品品种开发和生产规模扩大等方面，都取得了突破性进展，我国已掌握了具有自主知识产权的煤直接液化、煤间接液化、甲醇制烯烃、煤制乙二醇、甲醇制芳烃、煤油共炼技术，关键技术水平已居世界领先地位，煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇基本实现产业化，煤制芳烃工业试验取得进展，成功搭建了煤炭向石油化工产品转化的桥梁，煤化工技术创新水平的不断提高为实现石化原料多元化提供了重要的技术支撑。“十二五”期间，在石油需求快速攀升和国际油价高企的背景下，我国以石油替代产品为主要方向的现代煤化工得到快速发展。我国煤化工

11、项目主要集中在内蒙古、陕西、宁夏、山西、新疆等省区。目前，初具规模的煤化工基地主要有鄂尔多斯煤化工基地、宁东能源化工基地、陕北煤化工基地及新疆的准东、伊犁等。这些基地都建设在煤炭资源地，上下游产业延伸发展，部分实现与石化、电力等行业多业联产发展，向园区化、基地化、大型化方向发展，产业集聚优势得到充分发挥。根据2017年3月国家发改委和工信部发布的现代煤化工产业创新发展布局方案，石化产品是国民经济发展的重要基础原料，市场需求巨大，但受油气资源约束，对外依存度较高。2015年，原油、天然气对外依存度分别高达68.41%和38.43%。我国煤炭资源相对丰富，采用创新技术适度发展现代煤化工产业，对于保

12、障石化产业安全、促进石化原料多元化具有重要作用。近年来，现代煤化工虽然受到低油价冲击和日趋严格的环保法规影响，但随着技术进步和产业成熟度的提高，市场竞争力有所增强。在国家政策的引导下，现代煤化工示范工程在提高中前进，2016年产能利用率大幅提高。根据中国石油和化学工业联合会2017年度石化行业产能预警报告，截至2016年底，我国煤制油年产能达到738万吨，年产量198万吨，产能利用率58.6%（不含新增产能）；煤制乙二醇年产能达到250万吨，年产量100万吨，产能利用率40%；煤制天然气年产能达到31亿立方米，年产量21.6亿立方米，产能利用率69.6%。根据2018年度石化行业产能预警报告，

13、2017年，煤化工行业受市场利好拉动，产能进一步增加，产量大幅提升。截至2017年底，煤制油新增产能228万吨/年，产量较上年增加167.9万吨；煤制乙二醇新增产能20万吨/年，产量较上年增加54.2万吨；煤制天然气新增产能20亿立方米/年，产量较上年增加5.21亿立方米。（1）我国煤化工产业面料的问题我国煤化工产业在快速发展并取得显著成效的同时，也暴露出一些不容忽视的问题，主要体现在水资源短缺、环保排放压力大、技术装备竞争力低、标准管理体系缺失等方面：水资源短缺方面我国水资源和煤炭资源呈逆向分布，西部富煤地区煤炭开采量占全国2/3以上，水资源却只占全国的1/3。宁夏、陕西、内蒙古等地区的煤化

14、工项目用水主要依赖黄河，但黄河总水量有限，且逐年减少。目前，我国煤化工项目单位水耗较大、规模体量大，平均每吨煤直接制油用水5.8吨、煤间接液化用水6-7吨、煤制天然气用水7-9吨、煤制乙二醇用水25吨、煤制烯烃用水22-28吨，这些项目主要分布在水资源匮乏的中西部地区。水资源短缺瓶颈直接制约煤化工产业发展。环保排放方面煤化工主要分布在西部地区，生态环境脆弱，产业发展与地区生态环境保护的矛盾日益突出。煤化工行业固废、废气的处置和排放可以控制，污染排放矛盾集中在废水和二氧化碳上。废水的处理难度较大，特别是含有难降解的焦油、酚、多元酚等高浓度难降解有机废水，采用一般的生化工艺很难处理，暴露出的问题比

15、较多。高浓度含盐废水处置也比较难，处理成本高。二氧化碳排放目前比较有效的方式是向地下注入、封存，但尚未有成熟应用。技术装备方面尽管我国煤化工在关键技术研发和工程化领域取得了重大突破，但技术装备缺失或水平低仍是制约产业发展的重要瓶颈。当前，许多关键工艺技术尚未突破，导致产业链短，产品品种少、品质低，同质化现象突出；自主核心技术装备竞争力有待提高，甲烷化等部分核心技术、关键装备、材料仍依赖进口，对降低工程造价、缩短建设周期造成了不利影响；工艺流程和技术集成尚需优化升级，装置规模不配套，已投运的示范工程项目在能源转化效率、水耗等技术经济指标方面还有较大的提升空间；国内装备在大型化、过程控制等方面与国

16、际先进水平相比仍有一定差距。标准管理体系方面煤化工标准数量较少，且标准体系架构在清洁生产标准、技术安全导则、分类及其命名规范等重要的导向型、规范性基础通用标准上大量缺失。比如，煤基产品标准缺失，影响产品市场定位和销售；项目设计、建设和运营管理环节因缺少相应标准规范，同一个项目采用多个行业标准，影响建设水平和质量，不利于项目整体优化；煤化工安全环保标准缺失，导致项目设计、运行、管理的针对性不足。针对存在的问题，迫切需要加强科学规划、做好产业布局、提高质量效益，化解资源环境矛盾，实现煤炭清洁转化，培育新的经济增长点，进一步提升应用示范成熟性、技术和装备可靠性，逐步建成行业标准完善、技术路线完整、产

17、品种类齐全的现代煤化工产业体系，推动产业安全、绿色、创新发展。（2）我国煤化工产业的发展趋势当前，世界经济复苏步伐艰难缓慢，全球市场需求总体偏弱，国际原油和大宗原料价格低迷，能源发展呈现新的特征。我国经济发展步入新常态，工业经济深度调整还将继续，节能减排形势日趋严峻。“十三五”时期我国煤化工发展环境复杂，有利条件和制约因素相互交织，潜力和压力并存，未来的发展趋势主要体现在以下方面：从国家战略需求看，发展煤化工是必然选择“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了我国以煤为主体的能源结构，油气保障能力较低。现代煤化工产业能够部分替代我国石油和天然气的消费量，促进石化行业原料多元化，为国家能源安全提供战略

18、支撑，为石油安全提供应急保障。从市场需求来看，我国对清洁油品、天然气及石化基础原料有巨大刚性需求成品油市场要实现供需平衡，汽油仍有较大增长空间。天然气市场仍存缺口，需要进口管道天然气和液化天然气，发展煤制天然气可作为其有效补充。乙烯、丙烯当量消费仍存在较大缺口，国内聚乙烯、聚丙烯需求增长绝对值依然较大。芳烃，尤其是对二甲苯，市场供应严重不足。从国际油价波动对煤化工的影响来看，全球石油市场供应宽松，影响国际原油价格的因素复杂多变国内外多家机构预测，国际原油价格可能在一定时期内维持低位运行，由于投资及成本构成的差异，低油价对煤化工的影响大于对石油化工的影响。从环境保护要求来看，随着新环保法及多项法

19、规陆续出台，煤化工项目将执行能源、化工领域现行最严格或更高的环保标准我国碳交易的实施或环保税的开征，也会影响煤化工产业的整体竞争力。2016年6月，中国石化联合会发布现代煤化工“十三五”发展指南（下称“发展指南”）。发展指南预计，到2020年，中国将形成煤制油产能1,200万吨/年，煤制天然气产能200亿立方米/年，煤制烯烃产能1,600万吨/年，煤制芳烃产能100万吨/年，煤制乙二醇产600万吨800万吨/年。2016年12月26日，国家发改委、国家能源局印发的能源发展“十三五”规划指出，应积极探索煤炭深加工与炼油、石化、电力等产业有机融合的创新发展模式，力争实现长期稳定高水平运行；“十三五

20、”期间，煤制油、煤制天然气生产能力达到每年1,300万吨和170亿立方米。2017年2月8日，国家能源局正式印发煤炭深加工产业示范“十三五”规划，对“十三五”期间煤炭深加工示范项目的发展提出了明确目标，预计到2020年，国内煤制油产能增至1,300万吨/年、煤制天然气产能增至170亿立方米/年、低阶煤分质利用产能为1,500万吨/年（煤炭加工量）。三、烯烃行业发展概况乙烯、丙烯作为重要的化工原料，其产量的高低往往被视为一个国家石化工业发达程度的标志。目前低碳烯烃的制取主要有三种工艺路线：一是石脑油制烯烃，二是煤制烯烃，三是丙烷脱氢制烯烃（PDH）。其中以石脑油为原料生产乙烯、丙烯，一直是烯烃制

21、取的主要路线。近年来，随着以煤为原料生产聚烯烃实现工业化生产，煤制烯烃项目陆续投产，煤炭资源丰富的西部地区成为聚烯烃扩能的主要地区。以煤炭作原料制取烯烃，一般分为两步：首先利用煤合成甲醇，然后以甲醇为原料合成烯烃，其中第二步两种主要工艺为MTO（甲醇制低碳烯烃）和MTP（甲醇制丙烯）。1977年美孚首次开始研究MTO 工艺，20世纪80年代开始，巴斯夫、埃克森石油公司、环球石油公司等相继投入MTO 工艺的开发。我国探索MTO 技术起步较早，1982年中科院大连化物所开始在政府支持下研究MTO 工艺；2010年，世界第一座商业煤制烯烃装置神华包头60万吨/年烯烃装置投产。该装置采用大连化物所自主

22、开发的MTO工艺，是世界烯烃工业的一座重要里程碑。低碳烯烃，特别是乙烯、丙烯，是最重要、最基础的两种化工产品，其下游产品主要是聚乙烯和聚丙烯。目前我国人均聚乙烯、聚丙烯消费量与发达国家差距较大。根据HIS 化学预测，2020年前中国PE 需求将以年均6.9%的速度快速增长。随着国家在“十二五”和“十三五”期间颁布鼓励煤制烯烃项目的产业政策，烯烃进口替代这一目标未来将主要由煤制烯烃项目完成。低碳烯烃成本和供应量与国际原油产量关联度非常高。中国原油进口依存度较高，从国家能源安全角度出发，要充分发挥国内煤炭资源优势，大力发展煤化工高新技术产业，利用煤炭生产烯烃、芳烃、含氧化合物等基础化工原料及化学品

23、，弥补石化原料不足，降低石化产品成本，形成与传统石化产业互为补充、有序竞争的市场格局，促进有机化工及精细化工等产业健康发展。四、行业竞争格局和市场化程度低碳烯烃行业的竞争格局有三个层次：第一个层次是不同烯烃工艺路线间的竞争，即煤制烯烃产品与非煤制烯烃产品间的竞争，第二个层次是煤制烯烃项目之间的竞争，第三个层次是进口低碳烯烃和国产低碳烯烃间的竞争。根据中国石油化工股份有限公司、中塑在线及隆众资讯统计，截至 2017年底，国内聚烯烃总产能为4,078万吨/年，其中聚乙烯总产能1,831万吨/年，聚丙烯总产能2,247万吨/年，其中，煤制烯烃装置的聚烯烃产能833万吨/年，约占聚烯烃总产能的20.4

24、3%；截至2017年底，丙烷脱氢（PDH）装置聚丙烯产能461万吨/年，约占聚烯烃总产能的17.60%。近年来，随着煤制烯烃装置和PDH 装置的陆续投产，以中石油、中石化两大集团为代表的石油制烯烃产能份额不断下降。综上所述，我国低碳烯烃行业生产原料多样化、生产工艺三足鼎立的局面基本确立。自 2009年起，我国启动了烯烃原料多元化进程，其中煤制烯烃和丙烷脱氢制烯烃是推进烯烃原料多元化的主力。根据上图，煤制烯烃成本构成中固定成本占比达到60%，原材料占比仅25%左右。煤制烯烃项目成本对原料价格变化相对不敏感，产品价格下跌对利润影响显著。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

25、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、PDH 等）。根据中讯化工信息研究院统计，截至 2018年4月，中国已投产的煤（甲醇）制烯烃项目27家，其中示范性项目包括神华包头煤制烯烃项目、神华宁煤煤制烯烃项目、延长中煤榆林煤制烯烃项目和中天合创煤制烯烃项目等。已投产项目中，国有产能以神华集团和中煤集团下属项目为主，集中度较高；民营、合资产能较为分散。地域上，煤制烯烃项目主要分布在内蒙古、宁夏、陕西、江浙、山东等煤炭资源丰富和运输便利的区域。尽管我国聚烯烃自给率逐年上升，但国内聚烯烃产品以中低档通用料为主，出口竞争力弱，出口量较小；同时高端产品基础较弱，仍严重依赖进口，根据

26、中石油经济技术研究院统计，当前国内高端、高性能聚烯烃自给率仅为38%。高性能材料品种包括茂金属系列聚烯烃弹性体、高刚性高抗冲共聚丙烯、多样化的各种改性树脂材料等。这些品种或国内产量较少，或质量未能完全符合用户的要求。“十三五”期间，来自北美和中东的具有原料优势的聚烯烃产能陆续建成投运，这些年产千万吨级别的烯烃项目将导致世界供需格局产生深刻变化。五、行业进入壁垒1、资金壁垒煤制烯烃对企业资金投入要求较高，形成较高的资金壁垒。行业内已建成投产的煤制烯烃项目产能通常在60万吨/年及以上，建设成本均超过100亿元。2、原料保障壁垒煤炭是煤制烯烃的主要原料，为保障煤炭供应以及避免煤炭价格波动对原料成本的

27、影响，煤制烯烃生产企业一般需要向产业链上游延伸介入煤炭开采行业，或者是大型煤炭企业涉足煤制烯烃生产，具有较高的原料保障壁垒。3、技术壁垒煤制烯烃技术路线较为成熟，目前国内煤制烯烃主要采用中科院大连化物所的DMTO 技术路线。但由于设备复杂、系统工程经验要求较高等，仍有较高的技术门槛。4、准入壁垒2015年12月，环保部印发现代煤化工建设项目环境准入条件（试行），对于煤化工项目选址、项目工艺技术和建设规模、节水措施、三废处理和环境监测提出了严格具体的要求，对于不符合准入条件的新建、改建、扩建的现代煤化工项目，各级环境保护管理部门不得审批项目环境影响评价文件。2017年3月，国家发改委、工信部印发

28、现代煤化工产业创新发展布局方案，要求单系列制烯烃装置年生产能力在50万吨及以上，整体能效高于44%，单位烯烃产品综合能耗低于2.8吨标煤（按煤制烯烃单位产品能源消耗限额（GB30180）方法计算）、耗新鲜水小于16吨。以上规定加大了煤制烯烃项目的审批难度，提高了煤制烯烃项目的工艺、能耗、环保要求，大大提高了行业行政准入门槛。六、行业市场供求状况及变动原因目前，我国烯烃产品中，石油制烯烃仍是主流。受制于国内原油资源禀赋，国内进口原油主要用于炼制成品油，国内烯烃产量无法满足市场需求，主要聚烯烃产品均是净进口状态，进口依赖度相对较高。1、聚乙烯市场供求状况和变动原因根据国家统计局数据，2017年度全

29、国共生产聚乙烯1,398.60万吨，2010年至2017年间，产量年均增长率为5.12%；海关总署数据显示，2017年我国聚乙烯进口总量1,179.79万吨，2010年至2017年间，年均增长率为6.98%，进口依赖度均在40%以上。国内聚乙烯供应量的增加主要归因于2010年开始的产能扩张，尤其是煤制烯烃产能的扩张。根据国家能源局公布的数据显示，2009年末，我国原油对外依存度超过了50%的“国际警戒线”；2013年末我国原油进口量突破了2.8亿吨关口，进口依赖度逼近60%。逐年增大的石油缺口对我国能源安全供应、国民经济平稳运行和社会可持续发展不利。2010年至2014年，处于历史高位的石油价格和日益增加的进口石油依存度使得我国产业政策开始支持烯烃原料多元化，加速了煤制烯烃产业的发展。2014年末起，国际原油价格大跌导致进口聚烯烃与国产产品价差缩窄，国内新增消费需求主要靠进口满足，煤制烯烃迅速扩能的势头才得以减缓。聚乙烯下游企业包括薄膜企业、农膜企业、管材企业、注塑企业、中空企业、电线电缆企业等，与消费和基建关联度大，其中薄膜、农膜产品对