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《中國煤化工》
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現代煤化工邁入高質量發展新階段
作者: | 來源:國家煤化工網 | 時間:2019-06-18

    現代煤化工,中國獨一份。中國現代煤化工,以其快速崛起之勢和日益完備、不斷豐富的產業形態,在世界能源化工產業版圖中獨領風騷、獨樹一幟,堪稱一場轟轟烈烈的全球能源革命的“獨角獸”行動——開創了傳統能源革新利用的嶄新道路和光明前景。

    中國現代煤化工,從興起到壯大用了僅僅20年的時間,不僅重塑了中國“一油獨大”的化工產業格局,形成了“東油基、西煤基”雙雄并立的空間格局,在以能源化工“金三角”(寧夏寧東—陜西榆林—內蒙古鄂爾多斯)為核心的中西部煤海地區,逐步形成了蔚為壯觀的世界級能源化工產業基地和現代煤化工產業集群,且快速發展的勢頭依然不減。

    隨著新時代中國能源革命深化和產業轉型升級提速,現代煤化工的發展也步入高質量發展探索的新階段。提高產業發展的層次,豐富產業形態和鏈條,升級質量效益水平,開創綠色發展新境界,高質量發展的新探索已經啟行。本文試圖從煤制烯烴等龍頭產業、寧東基地等龍頭基地、寶豐能源等龍頭企業的典型剖析出發,探討現代煤化工產業高質量發展的現狀與前景。

    一、現代煤化工發展進入2.0階段

    煤炭與石油,是大自然對人類的恩賜,是普羅米修斯盜往人間的“火種”。煤炭被作為能源與燃料,已有上千年的歷史,是傳統得不能再傳統的能源。但煤炭作為生產能源化工產品的原料,卻是上世紀二三十年代才蹣跚起步,甚至比現代石油石化工業的探索還晚了近百年,又是一個相對比較新的事物。煤炭與石油,煤化工與石油化工,宛如互為比證映射、既協同又爭鋒的“雙子星”組合。

    前有納粹德國以煤煉油的大膽試驗,繼有南非沙索大規模煤制油的成功實踐,但真正稱得上開創了以煤為原料大規模深度轉化新路徑的,放眼全球只有中國。上世紀50年代中期,針對國內巨大的氮肥需求缺口,以及既有的焦炭原料供應不足的問題,永利寧廠開創了用無煙塊煤代替焦炭制取合成氨原料氣的新路徑,為利用我國豐富的無煙煤資源、實現氮肥原料的多元化創造了條件。這一事件對于新中國化學工業而言具有劃時代意義,標志著煤化工在中國的誕生,延續了千年的煤炭只能直接燒掉的歷史翻開了新的篇章。

    此后,以煤制合成氣、煤制焦炭等為主要途徑,傳統煤化工在新中國迎來了半個多世紀的長足發展。到現如今,中國的氮肥工業規模和技術實力傲視全球,而煤炭發揮了中流砥柱的作用,占到氮肥原料的80%以上;中國的焦炭、電石產業同樣獨步天下,產能產量規模已多年穩居世界第一,煤炭同樣是支持產業最主要的原料。技術與裝備水平的巨大飛躍,為中國傳統煤化工產業屹立于世界化工產業之林奠定了堅實基礎。

    在傳統煤化工快速發展的同時,隨著新舊世紀之交新一輪石油危機醞釀、石油短缺價格持續上漲,作為典型的“富煤、缺油、少氣”國家,中國又掀開了煤炭精深加工利用新的革命,煤化工被賦予了新的生命和內涵——以煤為原料,借助先進的新技術新工藝,開創性加工生產油氣、烯烴、芳烴、乙二醇、乙醇等能源化工產品。中國現代煤化工橫空出世,煤化工發展進入2.0新階段。

    1997年以后,隨著我國石油需求快速增長,此前曾有星火傳承的煤制油重新得到重視,我國加快了煤制油的技術儲備和戰略規劃。從2003年起,油價的上漲使得世界對煤制油的熱情再一次燃起。在此背景下,我國于2006年2月正式啟動了首個現代化煤制油示范項目——兗礦集團陜西榆林煤制油項目,拉開了現代煤化工產業化發展的大幕。此后,山西潞安集團煤間接液化示范項目、內蒙古伊泰集團煤間接液化示范項目、神華鄂爾多斯煤直接液化項目和寧東煤間接液化項目相繼開工建設。

    除了破局領先的煤制油、煤制氣,自新世紀以來,以煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇、煤制乙醇、煤制高端化學品等為代表的現代煤化工新業態也不斷涌現,并蓬勃發展,現代煤化工的內涵和外延在不斷豐富。經過近20年的發展,中國現代煤化工不論是在技術創新應用還是產業化方面均遙遙領先世界,為現代能源化工產業的創新發展、多元化發展作出了獨特且卓著的貢獻。

    作為世界人口大國和第二大經濟體、第一大出口貿易國,中國對能源和化工產品的市場需求及加工能力巨大,且呈持續增長之勢。但我國的資源稟賦是缺油少氣,油氣資源的對外依存度多年來持續攀升。2018年,我國原油對外依存度已經達到70%,觸及能源安全紅色警戒線,天然氣也突破45%。在當前世界面臨“百年未有之變局”、國際政治經濟風云變幻的大背景下,中國立足自主煤炭資源、加快發展補充和替代石油化工的現代煤化工,不僅是一個產業發展和經濟建設命題,更成為一個事關國家整體安全的戰略問題,成為破解國家能源資源安全瓶頸、實現能源資源多元化供給保障的必由之路。從這一點來說,中國現代煤化工已經站在時代之巔、機遇之窗、市場風口。

    與此同時,經歷20年的發展,現代煤化工累積的一些深層次問題也集中顯露,在新時代、新要求、新目標之下,尤其顯得轉型升級之緊迫。

    基于此,當前中國現代煤化工產業已經進入2.0發展階段:從以追求規模速度為指針的創業發展階段,進入以創新引領、綠色為本、質效卓著、體系圓融的高質量發展階段。現代煤化工,前景光明美好,但蝶變升級的過程,必然艱辛而曲折。

    二、煤制烯烴顯露產業龍頭氣象

    現代煤化工依然是一個尚未定型的產業體系,其內涵和外延都在不斷地演變擴充之中,但從目前已經路線清晰、初具規模的煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等幾條工藝路徑對比來看,煤制烯烴產業鏈拔得頭籌,無論從技術成熟度還是市場競爭力考察,都已顯露出成為現代煤化工龍頭的大氣象。

   只有潮水退去,才能看清楚是誰在裸泳,又是誰才是真正的弄潮兒。煤制油、煤制氣是現代煤化工率先崛起的新生力量,但隨著2008年國際金融危機爆發、繼而引發油價雪崩,也是現代煤化工中衰頹得最早、最嚴重的重災區,經營虧損成為常態,很多裝置被迫閑置。煤制芳烴號稱是現代煤化工最后一塊尚未攻克的高地,目前正在依托多條工業路線進行大規模項目建設,其市場化驗證尚需時日。煤制乙二醇誕生10年來,有過短暫的市場佳績,但近期隨著產能過剩預期的持續發酵,其價格大幅下跌,已基本處于全行業無利甚至虧損的狀態。唯有煤經甲醇制烯烴(乙烯、丙烯),依托中國巨大的市場需求和供需缺口,依靠持續的技術創新進步,產業規模不斷擴大、經濟效益持續改善,可謂漸入佳境,在困頓的現代煤化工產業中成為一抹亮色。

    煤制烯烴實現了由煤炭或天然氣經甲醇生產基礎有機化工原料,作為現代煤化工的重要組成,是對傳統以石油為原料制取烯烴路線的重要補充。在與石油路線烯烴工業的持續對標追趕中,煤制烯烴的技術創新突飛猛進,且越來越迸發和彰顯出獨特的市場競爭力,已可完全比肩媲美歷經80年發展臻于完善的石油化工烯烴工業。

    煤制甲醇在我國已有近半個世紀的發展演進,目前以先進的大型煤氣化技術為支撐的煤制甲醇產業,體系已經相當純熟,其競爭力也完全可以媲美國際上以輕烴和天然氣為原料的甲醇工藝路線。在應用上,甲醇既是一種重要的基礎化工原料,可以生產數十種重要的有機產品;隨著MTO、MTP技術的完善應用,甲醇制烯烴又得到了快速發展;同時甲醇還是一種新型的車用燃料,甲醇燃料汽車的機遇大門已經開啟。由于應用廣泛且規模空間巨大,甲醇已經被賦予了“基礎平臺”的無限遐想,依托甲醇衍生出豐富多彩、興旺發達的“甲醇經濟”,已經得到了越來越多的認可與追捧。2018年,我國甲醇產量超過5575萬噸、產能超過8500萬噸,按照現有發展勢頭測算,未來5~10年,國內甲醇產量有望穩步攀升,躋身年產1億噸的特大型平臺型化工原料之列。

    而延伸發展烯烴及精細化工產業,是煤制甲醇拓展應用一片最具確定性的市場“藍海”,也是“甲醇經濟”藍圖最重要的組成部分。

    以烯烴聚合發展起來的聚烯烴產業,是現代塑料、建材工業的根基,已經深入到人們生活的方方面面、角角落落。聚乙烯、聚丙烯的應用情況見圖1、圖2。依托煤制甲醇延伸發展的精細化工產業,同樣大有用武之地,可以覆蓋精細化學品幾乎全部的應用領域。 

    圖1 聚乙烯主要應用情況


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圖2 聚丙烯主要應用情況

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    看得出來,從煤經由甲醇制成烯烴和精細化學品,將“黑炭”變成“白金”,不僅對于推進石油替代戰略、改善國家能源結構、保障國家能源安全具有重大意義,同時也有著極為廣闊的市場機遇和發展空間。

    我們還以聚烯烴為靶標,采用波士頓咨詢公司提供的行業數據,對煤制烯烴現代煤化工與石油化工的成本競爭力作了對比分析(見圖3)。2018年在原油價格為55美元/桶時,油制烯烴的成本為6955元/噸,而煤制烯烴企業中,中煤能源的成本為6083元/噸,神華寧煤為5571元/噸,寶豐能源為4629元/噸。也即以油制烯烴為基準,中煤能源的煤制烯烴成本每噸低872元,相當于低12.54%;神華寧煤的煤制烯烴成本每噸低1384元,相當于低19.90%;寶豐能源的煤制烯烴成本每噸低2326元,相當于低33.44%。總體而言,煤制烯烴比油制烯烴有著明顯的成本競爭優勢。

    圖3  油制聚烯烴與煤制聚烯烴單位成本對比

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    另有研究表明,在國際油價處于50美元/桶之下時,油制烯烴相對具有競爭優勢;在油價高于50美元/桶時,煤制烯烴就更加有優勢。從比較長的周期看,國際油市出現50美元/桶以下極低油價的時候并不多。因此,競爭的天平整體偏向煤制烯烴。何況,隨著國內煤炭供給側結構性改革初步達成階段性目標,落后產能淘汰告一段落,新產能獲批釋放的閘門現已重新打開,高企的煤價近期出現了松動調整的動向,這更有利于后期煤制烯烴等煤化工產業強化競爭優勢。

    三、現代煤化工“基地+龍頭”格局形成

    分析測評中國現代煤化工產業,光有技術經濟性微觀分析還不夠,產業政策、產業結構、產業生態等宏觀剖析也很關鍵,甚至于對把握產業的長遠發展具有更加系統深遠的意義。

    從產業政策來看,自現代煤化工誕生伊始,國家政策層面就給其戴上了“籠頭”,一直堅持適度發展、量水而行、綠色優先、示范先行的指導方針。前后經過示范和升級示范兩個階段,在即將到來的“十四五”階段,歷經20載摸索示范的現代煤化工能不能“轉正”、怎么“轉正”,相信會有一個更加明確的說法。

    當前圍繞現代煤化工產業的定位問題,各方利益博弈和意見分歧不小,產業似乎再次行至需要抉擇的十字路口。但我們從常識出發相信的是,隨著當前國家能源資源安全的形勢更加嚴峻復雜,以堅持高質量發展和煤炭清潔高效深度轉化為前提,進一步發展壯大現代煤化工產業,應還是主流選項和方向。

    有一點需要格外強調的是,不同于國家頂層政策一貫審慎的立場,地方政府和企業等市場主體對發展現代煤化工的積極性卻持續高漲,產業自下而上發展的特征明顯,即國家基本沒有給資源與支持,發展的源動力主要來自基層主體。

     煤炭加工成甲醇,增值2倍以上;甲醇加工成低碳烯烴,又增值20%以上;再延伸加工精細化學品,同樣還能再增值30%~50%不等,從經濟社會長遠可持續發展出發,產煤大省有從挖煤炭賣資源轉向開展煤炭精深加工的強烈愿望,這符合常識和科學;企業等市場主體同樣有將“黑炭”變“白金”的積極性。地方政府+企業的同頻共振,合力協同,其自發生長的力量不可遏制。也正因這種自下而上的自發生長,現代煤化工產業基礎很扎實,這既包括創新發展,也包括產業協同。有一個典型例證,不同于自上而下發展的石油化工遲遲無法突破大型乙烯“三機”等重大裝備的自主化,現代煤化工受益于較好的協同性,很早就突破了大型先進煤氣化技術的桎梏。時至今日,早期殼牌爐、魯奇爐在中國市場一統天下的時代不復存在,國產煤氣化技術不僅在中國市場獨領風騷,甚至已經批量輸出國外。我們始終相信,尊重市場、相信市場、依靠市場,是最終贏得市場競爭的制勝法寶,現代煤化工的發展又提供了一個明證。

    從產業布局來看,現代煤化工在科技創新日益精進的同時,“規模化、大型化、一體化、基地化”發展趨勢也在持續推進,產業結構在不斷優化。目前,以能源化工“金三角”為核心,外加山西、新疆、山東等第一梯隊和貴州、安徽、甘肅等第二梯隊的中國現代煤化工“夢之隊”已經形成。

    其中,作為國家級的能源化工基地和循環經濟示范區,寧夏寧東能源化工基地同時坐擁豐富的煤炭資源、水資源和廣闊的土地資源,發展現代煤化工產業具有得天獨厚的地緣優勢。圍繞把煤的就地轉化和深加工文章做出彩,寧夏自治區在2003年啟動了寧夏“一號工程”建設,寧東能源化工基地建設大會戰拉開序幕。16載艱苦奮斗,如今的寧東,已經從一片萬古荒原一躍升騰為蔚為壯觀的世界級能源化工基地,躋身國家能源化工“金三角”重要一極和西部大開發的高地。2016年7月,習近平總書記在寧東基地視察400萬噸/年煤間接液化項目建設時,發出了“社會主義是干出來的” 的偉大號召,充分彰顯了現代煤化工重大科技創新和基地化建設的輝煌成就。

    另一方面,大浪淘沙,現代煤化工龍頭企業引領、多層次多梯隊跟進的“雁陣”已經形成。在龍頭企業中,既有神華、中煤等央企,陜煤集團、延長石油等地方強企,也有寶豐能源、匯能集團等民營企業,相得益彰。

    寶豐能源是組成了寧東基地的“雙核”之一,經過14年的持續發展,已成為我國現代煤化工產業的杰出代表和行業新星。該公司所打造的煤基多聯產循環經濟產業鏈,通過產業集群、關聯耦合、循環利用,使產業鏈上下游緊密銜接、綜合聯動,上一個單元的產品成為下一個單元的原料,經過層層工序、循環利用,最終將煤“吃干榨凈”,生產出近百種高端化工產品,填補國內高端市場空缺,讓煤由傳統燃料變為高端化工產品,實現資源“身價”倍增。集約化發展和循環經濟在大幅降低投資成本、財務成本、物流成本、運行成本的同時,有效提升了生產效率,也節約了資源、保護了環境,切實增強了企業的市場抗風險能力。上文已有論述,在煤制烯烴與油制烯烴的競爭力PK中,寶豐能源拔得頭籌,成本優勢遙遙領先。

    寶豐能源注重科技創新引領。公司采用全球首套非催化工藝進行轉化,同時采用航天爐干粉煤加壓氣化技術進行煤氣化,并將焦爐氣氫多碳少、煤制氣碳多氫少的特點有機結合,選用德國魯奇低溫甲醇洗脫硫、英國戴維甲醇合成等世界先進技術裝備生產甲醇,是全球唯一采用焦爐氣、煤氣化、焦炭氣化于一體的超大規模甲醇生產企業。甲醇生產烯烴采用中科院大連化物所DMTO、美國魯姆斯烯烴分離、美國雪佛龍菲利普斯雙環管、美國格雷斯Unipol等國際領先工藝技術,使碳元素得到最大轉化,實現了能源資源的清潔高效利用。

    寶豐能源還全力推進高端化、差異化發展,持續增強發展活力、核心競爭力和行業引領能力。當前,公司正聚焦全球化工產業新技術、新領域,開展科技攻關和新產品研發,推動現代煤化工產業的提檔升級。公司與清華大學、中科院、北京理工等知名院校合作,聯合成立研發機構,深度介入研發國際領先的新材料、新技術、新工藝以及綠色產品,加快打造世界一流的創新型現代煤化工企業,為國家原油替代戰略和能源革命再立新功。

    5月16日,寶豐能源正式登陸上交所上市交易。以上市登陸資本市場為起點,寶豐能源進入新的歷史階段。此次上市寶豐能源共募資80億元,將投向二期項目,包括年產60萬噸烯烴、30萬噸聚乙烯、30萬噸聚丙烯、220萬噸甲醇等。二期項目預計2019年底前投產,屆時企業年甲醇產量將提高130%,年聚乙烯和聚丙烯產量將實現倍增。隨著募投項目投產達效,公司規模效應和競爭力將更上一層樓,盈利能力也會進一步增強。

    未來5年,公司規劃再新建3套烯烴裝置,形成年產1000萬噸甲醇、300萬噸烯烴、150萬噸聚乙烯、150萬噸聚丙烯、135萬噸精細化工品的生產規模。屆時,預計寶豐能源甲醇產能占全國總產能的約10%,聚乙烯、聚丙烯產能占全國總產能的約5%,成為世界規模最大的高端煤基新材料和化學品生產基地。

    透過龍頭基地和龍頭企業的典型樣本分析,我們不難得出一個結論,現代煤化工“基地+龍頭”的雙優格局已經形成,產業向高質量發展的歷史性轉型跨越,基礎已牢、條件齊備、時機成熟。

    四、天機已啟 未來已來

    分析現代煤化工產業的時與勢,其意義在于準確把握未來之機。現代煤化工步入高質量發展的新階段,明確了這一點,就要求業界一方面抱定信心堅持發展,另一方面則要將發展的中心轉向以“高質量”為指針,力求新突破、新境界、新使命、新目標。

    前文已經從邏輯推理上闡明了現代煤化工光明而美好的前景,我們不妨從另一個維度,從量化分析的若干個角度,對產業發展前景作進一步的精確分析,得窺現代煤化工的未來之機究竟會有多大。

    第一,化工行業具有明顯的周期性特征,目前化工產品價格整體處于歷史較低位。2010-2018年原油和聚烯烴價格走勢見圖4,可見這一時期國際原油價格先漲后跌,以布倫特原油為例,均價81美元/桶,而近期價格在70美元/桶震蕩。聚烯烴價格同樣先漲后跌,聚乙烯均價10740元/噸,聚丙烯均價10341元/噸,近期聚乙烯價格在8000元/噸震蕩,聚丙烯價格在9000元/噸震蕩。

圖4 2010-2018年原油和聚烯烴價格走勢


    盡管價格體系處于低位,但當前煤制甲醇、煤制烯烴等現代煤化工依然有一定收益,寶豐能源等循環經濟和成本控制卓越的企業甚至取得了比較高的收益率,這一方面說明現代煤化工具有比較強的競爭力,另一方面也說明未來發展留余的空間廣闊。市場潮落必伴隨潮起,目前油價和聚烯烴價格均低于歷史水平,后期價格上漲向均值回歸是大概率事件。一旦風云際會,好風憑借力、送我上青云。

    第二,從供需狀況來看,2010-2018年中國聚烯烴供應缺口情況見圖5。可以看出,雖然國內供給在持續增長,但需求也在同步穩增,直觀表現就是供應缺口持續存在,且持續保持在高位。巨大的市場需求、持續存在的供應缺口,是煤制甲醇、煤制烯烴產業進一步發展壯大的最大底氣和基本面。

圖5 2010-2018年中國聚烯烴供應缺口變化

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    據預測,到2030年,我國聚乙烯和聚丙烯供應缺口仍分別達1800萬噸和500萬噸,顯示行業補供應缺口存在確定性機遇,聚烯烴產業中長期發展潛力值得期待。中國聚乙烯和聚丙烯供需平衡狀況見圖6。

圖6 中國聚乙烯和聚丙烯供需平衡狀況

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    第三,中國聚烯烴產業的天花板遠未到來,新的需求增長點在持續涌現和激活,為行業發展注入源源不斷的空間與活力。

    與發達國家相比,中國人均聚乙烯消費量還很低。從圖7可以看出,我國2018年人均聚乙烯消費量為20千克,而美國等發達國家人均消費量達到42千克。隨著中國經濟持續增長和消費持續升級,聚烯烴的需求和消費量增長值得高度期待。

圖7 主要經濟體人均聚乙烯和聚丙烯需求量狀況

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    此外,中國鄉村振興戰略的實施,將為聚烯烴產品的應用提供更為廣闊的舞臺與市場空間;汽車、航天航空、醫療健康、智能家電、建筑等行業的聚烯烴需求增量和材料替代帶來的需求增長潛力巨大。比如,汽車行業的“以塑代鋼”,將成為未來聚丙烯需求增長的一個重要驅動要素;航空航天領域的高端裝備研發應用,需要超高相對分子質量聚乙烯及高端碳纖維等作支撐;醫療健康行業的原材料升級,將推動輸液袋用聚烯烴及無紡布級PP專用料的需求增長;智能家電的推廣普及,將推動高結晶等高端聚丙烯的擴大應用;城市地下管廊及新農村建設,將帶動高端建筑材料的增長,擴大聚烯烴的應用和消費。

    綜上所述,以煤為原料,替代石油,生產我國緊缺的聚烯烴及精細化學品等高端化工產品,不僅可降低進口依賴,還減少了對石油資源的消耗,符合國家產業政策和新發展理念。由于下游需求巨大且持續旺盛增長,意味著現代煤化工未來可期、前景依然廣闊。

在確定性機遇面前,堅持高質量發展新探索,中國現代煤化工天機已啟,未來已來。

  
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