文件編號：A227/0237
刊發時間：2020年7月28日
迅速增長的美國烴類氣體液產量
以乙烷、丙烷為主的烴類氣體液產量和出口增長迅速，頁巖革命成功後的美國油氣行業，也正在改變世界石油化工行業的競爭格局。
王能全
近年來，世界石油化工行業一個非常引人注目的現象，就是作為世界第一大石油和天然氣生產國的美國，乙烷和丙烷的產量不斷增加，除美國本土正在大力建設以乙烷等為原料的制烯烴項目外，包括我國在內的世界其他國家和地區，也大量從美國進口丙烷和乙烷，建設以這些輕烴為原料的制烯烴項目，世界石油化工行業的原料來源和競爭格局正在發生重大的改變。
依據美國能源信息署的有關資料，本文將介紹近年來美國烴類氣體液生產的情況，較為詳細地分析當前美國烴類氣體液的產量、消費、運輸、價格和未來趨勢等，以便為當前和未來一段時間石油石化行業提供有益的借鑑和參考。
一、烴類氣體液的產量增加迅速並將維持長期增長
根據美國能源信息署2020年6月30日的最新統計數據，2020年4月，美國烴類氣體液的產量為519.4萬桶/天。其中，天然氣處理廠液為493.4萬桶/天，具體包括乙烷176.6萬桶/天，丙烷169.1萬桶/天，正丁烷49.2萬桶/天，異丁烷41.3萬桶/天，天然汽油57.3萬桶/天；煉油廠烯烴為26萬桶/天。
2019年，美國烴類氣體液的產量為509.1萬桶/天，其中天然氣處理廠液為481.3萬桶/天，包括乙烷182.5萬桶/天，丙烷158.5萬桶/天，正丁烷43萬桶/天，異丁烷41.8萬桶/天，天然汽油55.5萬桶/天；煉油廠烯烴為27.8萬桶/天。
2018年，美國烴類氣體液的產量達到500萬桶/天的水平，比2017年增加超過50萬桶/天，增長了13%，佔美國石油總產量的四分之一以上。
自2010年以來，美國烴類氣體液產量的增加，主要來源於國內天然氣產量的增長。2018年，美國天然氣井口產量為1013億立方英尺/天，較2010年增長38%，創歷史最高水平。隨著天然氣產量的增長，天然氣處理廠產生的烴類氣體液所佔的份額越來越大，從2010年的約75%上升到2018年的近90%。
天然氣處理廠產生的烴類氣體液，被稱為天然氣處理廠液（NGPL）。天然氣處理廠液是與天然氣一起生產並在天然氣處理廠回收的輕質碳氫化合物，這些碳氫化合物包括乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷和天然汽油等。天然氣處理廠液主要用作大宗化工行業的原料，其中乙烷幾乎完全用於石油化工產品的生產；大約40%的丙烷用於石化產品，其餘用於加熱、穀物乾燥和運輸；大約67%的丁烷和天然汽油，用於與汽車汽油和燃料乙醇的混合，其餘用於石化產品和作為溶劑。
原油精煉過程中也能產出這些碳氫化合物，其中包括煉油廠烯烴和煉油廠液化石油氣（LPG）。煉油廠生產的烴類氣體液比例較小，自2010年以來，美國煉油廠烴類氣體液的產量一直相對平穩，平均為63萬桶/天。2017年，美國煉廠加工產生的這一類碳氫化合物僅佔美國烴類氣體液總產量的8%多一點，其餘近92%來自天然氣處理廠。
乙烷和丙烷佔美國烴類氣體液產量的三分之二。2018年，乙烷產量達到171萬桶/日，比2017年增長20%。乙烷是最輕的烴類氣體液，在一定範圍內可以留在天然氣處理廠處理過的天然氣中，這一過程稱為乙烷回注；如果乙烷的價值足以支付生產和向市場銷售的額外成本，乙烷就可以在天然氣處理過程中分離出來，作為商品進行銷售。
2018年，乙烷的需求是由石化行業使用量的增加而推動的。石化行業將乙烷轉化為乙烯，用於生產塑料、樹脂和許多消費品生產的纖維。2018年，美國投產了幾套新的石化裂解裝置，其中雪佛龍菲利普斯化工公司和埃克森美孚公司的裝置，每天約處理9萬桶乙烷作為原料；因多拉瑪合資公司的裂解裝置，規模不大，估計每天消耗2萬桶乙烷作為原料。
國際上對乙烷的需求在不斷增加，每天5萬桶輸往加拿大的烏託邦輸油管道投產，增加了乙烷出口的能力。
丙烷產量從2017年的154萬桶/天，增長到2018年的170萬桶/天，增長了10%。在住宅和商業部門，丙烷用作取暖和烹飪燃料，在工業部門用作石化原料，美國國內對丙烷需求的變化主要是由天氣和消費驅動的，近幾年丙烷的年需求量基本持平。
2018年，美國丁烷、天然汽油和煉油廠烯烴的產量也有所增加，普通丁烷、異丁烷和天然汽油的國內市場增長相對緩慢。除了需求增長強勁的石化行業外，美國國內市場消耗烴類氣體液的能力沒有跟上供應增長的步伐，國際市場已經成為美國烴類氣體液生產增量增長的首選目的地。烴類氣體液的出口一直在快速增長，特別是丙烷，比2017年增長了14%。2018年，美國近三分之一的烴類氣體液產品用於出口。
2018年，烴類氣體液約佔美國石油消費總量的15%，達到創紀錄的每天300萬桶，比2008年增長47%。
丙烷是美國最常見的和消費最多的烴類氣體液產品之一。美國住宅和商業部門在冬季使用更多的丙烷，主要用於空間取暖。在丙烷價格相對較低的夏季，工業部門（尤其是化學工業）會使用更多的丙烷，只有少量丙烷用於運輸。丙烷是唯一的烴類氣體液產品，普遍用於所有四個最終用途的部門，其他烴類氣體液產品認為主要用於工業部門。
美國能源信息署預計，美國天然氣處理廠液的產量在2018年至2050年間將增長了32%，達到每天580萬桶，增產的大部分來源於東部地區的阿巴拉契亞盆地，西南部地區的二疊紀盆地。預計在2050年美國天然氣處理廠液中，乙烷和丙烷分別佔總產量的42%和30%，其中東部地區乙烷產量約佔50%，而2018年這一比例還不到40%。
二、烴類氣體液生產地主要集中在六個地區
隨著水平鑽井和水力壓裂技術的日益普及，美國天然氣處理廠液的產量顯著增加，從2012年的250萬桶/天增加到2018年的430萬桶/天。
近四分之三的美國天然氣處理廠液集中產自六個地區。2017年，二疊紀、鷹灘和阿巴拉契亞地區的天然氣處理廠液，佔美國總產量的一半以上。另外，四分之一的天然氣處理廠液產量位於其他三個地區：俄克拉荷馬州西部和德克薩斯州的阿納達科盆地;北達科他和蒙大拿東部的巴肯地區;還有位於猶他州、懷俄明州和科羅拉多州的落基山脈西部地區的格林河、皮肯斯、烏因塔和帕拉多克盆地。
自2012年以來，隨著天然氣產量的增長，所有地區的天然氣處理廠液產量都普遍增加。增幅最大的是阿巴拉契亞北部地區，該地區的產量從2012年的4.3萬桶/日增加到2017年的51.2萬桶/日；2012年至2017年，德克薩斯州西部和新墨西哥州東南部的二疊紀盆地和德克薩斯州南部鷹灘地區的天然氣處理廠液產量都翻了一番；巴肯地區的天然氣處理廠液產量增加了兩倍多。
天然氣在進入州際天然氣管道之前需要處理，未淨化天然氣或天然氣溼氣包括甲烷（輸送天然氣的主要成分）以及天然氣處理廠液，如乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷和天然汽油。從天然氣溼氣中除去水、硫化氫和二氧化碳等雜質後，包含有天然氣處理廠液的混合氣體將被運送到處理廠進行進一步處理，處理廠將天然氣處理廠液分離成不同的商品。
在大多數生產地區，天然氣處理廠液必須通過管道運輸到處理中心，如德克薩斯州的蒙特貝爾維尤、堪薩斯州的康威，這兩個處理中心都是天然氣處理廠液的儲存、分銷和定價中心。阿巴拉契亞北部，是少數幾個在同一地區處理天然氣處理廠液的地區之一。
2017年，美國從天然氣中提取的天然氣處理廠液體積加權平均產量，為84桶/百萬立方英尺。其中，巴肯地區的天然氣處理廠液產量最高，平均為143桶/百萬立方英尺；來自二疊紀和鷹灘的天然氣處理廠液產量分別為95桶/百萬立方英尺、107桶/百萬立方英尺；落基山脈西部的天然氣處理廠液產量為31桶/百萬立方英尺，是世界上天然氣中天然氣處理廠液含量最低的地區。除非缺乏處理溼氣和將液體氣輸送到市場的基礎設施，否則生產商通常會優先生產較富裕地層的天然氣，以最大限度地提高天然氣處理廠液的產量。
從2019年1月到2020年4月，有15個輸送烴類氣體液管道項目投入使用。美國現有的輸送烴類氣體液的管線，既可以輸送一種或多種已分離的產品，如乙烷或丙烷，也可輸送被稱為Y級的未分離混合物。2019年1月至2020年4月完工的烴類氣體液輸送管道，都是Y級的，其中的大部分項目是將Y級烴類氣體液混合物，從位於德克薩斯西部和新墨西哥州東部的二疊紀盆地生產區，輸往墨西哥灣沿岸。在目的地，未分離的Y級烴類氣體液，被越來越多的處理廠分離或提純為商品。處理或分離後的產品，要麼被儲存起來，由全美各地的煉油廠和化工廠消費，要麼出口海外。將烴類氣體液輸送到墨西哥灣沿岸的這些新管道項目，包括大獎賽管道、新橡樹管道和EPIC管道等。
三、烴類氣體液的價格走勢
2020年3月中旬至4月底，3月份原油價格的快速下降，天然氣價格相對平穩（且處於歷史低位），這兩個因素將烴類氣體液的現貨價格壓縮至一個狹窄的價格區間。自那以後，隨著原油價格的上漲和天然氣價格的持續走低，這一相對狹窄的區間有所擴大。一般來說，烴類氣體液的價格基於其熱值，處於天然氣價格（下限）和原油價格（上限）之間。
按熱值計算，天然氣處理廠液的售價通常高於甲烷，因為它們是根據原油衍生燃料定價的，這些液體產品的產量可能會因原料天然氣的組成、處理廠提取天然氣處理廠液的技術、天然氣處理廠液市場價格和需求（尤其是乙烷）而有所不同。隨著美國天然氣處理廠液產量的增長，部分天然氣處理廠液產品，既在國內銷售也銷往國際市場。
燃料的熱值，反映的是一個物理量的能量，如一桶原油或一立方英尺天然氣燃燒釋放的熱能量。乙烷，是最輕的烴類氣體液，其熱值約為280萬英熱單位/桶。
一般來說，乙烷的熱值與天然氣相當。乙烷有兩個碳原子，比天然氣的主要成分甲烷多一個碳原子。乙烷供應的增長速度，超過了石化工業將其作為原料消耗的能力，剩餘的產量被留在天然氣流中（通常稱為回注），這往往會略微增加每一立方英尺天然氣的熱值。
丙烷是第二輕的烴類氣體液，有3個碳原子。由於它可以很容易地替代其他燃料，如空間取暖、交通運輸或石化原料，因此丙烷與其他石油產品的相似程度越來越高。與其他石油產品和國際丙烷市場相比，美國國內丙烷的過剩以及出口的高昂運輸成本，導致了美國國內丙烷只能打折銷售。
烴類氣體液中更重的產品，價格通常更接近原油。正丁烷和異丁烷廣泛用於冬季車用汽油調合，是生產高辛烷值汽油的調合組份。天然汽油是烴類氣體液中最重的一種，它至少含有五個碳原子，可以全年混合在汽車汽油中，也可以作為變性劑與乙醇混合（這使得乙醇不適合人類消費）。在環境溫度和壓力下，天然汽油是液體，所以更容易運往海外。按熱值計算，天然汽油的價格通常接近於原油。
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