美國頁巖氣革命帶來其乙烷供應的快速增長和價格的大幅走低，深刻影響了全球乙烯市場格局，也吸引了國內眾多企業的投資熱情，成為當前行業關注的熱點。
那麼，我國進口乙烷裂解制乙烯產業的發展機會在哪裡？
我們在此特別分享由中國石油和化學工業規劃院的趙文明 、龔華俊發表在《中國化工信息》周刊第7期的內容，以饗讀者。
2016年，我國乙烯產能2304萬噸/年，產量2170萬噸，淨進口量165萬噸，表觀消費量2335萬噸。此外，我國還大量進口聚乙烯、乙二醇、苯乙烯等乙烯下遊衍生物，初步統計2016年我國乙烯當量消費量高達4135萬噸，當量自給率52.5%。
2000-2016年中國乙烯供需平衡情況
隨著我國經濟發展進入新常態，國內乙烯消費進入平穩增長期，增速顯著放緩。加上國內煤/甲醇制烯烴等新原料路線快速發展推動供應能力較快增長，國內自給率近年來呈現穩步上升的態勢。但由於市場基數巨大，目前國內乙烯供需茅盾依然突出，2016年當量缺口仍高達1965萬噸。按照對國內新建乙烯項目實施進度及下遊消費發展的預測，到2025年國內乙烯當量缺口依然高達1600萬噸以上，依然有著較好的產業發展空間。因此，預計「十三五」乃至更長時期內國內乙烯行業仍將保持較大的市場缺口，積極推進產業高水平發展和規模適度擴張、保障國內自給率合理提升，仍是行業發展的重要任務。
乙烯市場供需分析及預測（單位：萬噸/年，萬噸）
項目
實際
預測
對應年段的年均增長率
2016年
2020年
2025年
2015-2020年
2020-2025年
產能
2304
3075
4000
7.5%
5.40%
產量
2170
2885
3800
7.4%
5.70%
需求
4135
4800
5430
3.8%
2.50%
平衡
-1965
-1915
-1630
/
/
開工率
94%
94%
95%
/
/
小結：國內乙烯供需缺口長期存在，乙烯產業發展前景看好。
2016年世界乙烷產量約6603萬噸，主要生產和消費地區是美國、加拿大和中東，合計佔全球乙烷產量的81%和消費量的78%。
2016年世界乙烷生產情況及2021年預測（萬t）
地區
2016年
2021年
2016-2021年均增長率
產量
消費
產量
消費
產量
消費
美國
2521
2176
4338
3606
11.5%
10.6%
加拿大
433
618
387
655
-2.2%
1.1%
中東
2380
2380
2882
2882
3.9%
3.9%
其它地區
1269
1429
1490
1955
3.3%
6.5%
合計
6603
6603
9098
9098
6.6%
6.6%
註：數據來自IHS
從世界乙烷供需格局看，在美國頁巖氣革命爆發以前，中東一直是世界最主要的乙烷生產和消費地，其豐富的油氣資源伴生的廉價乙烷，也支撐了過去10年裡中東乙烯產業的高速發展。但隨著該地區乙烷產量增長放緩，已不能滿足未來乙烯產能進一步增長的原料需求，混合進料及石腦油進料裂解裝置所佔產能比例顯著上升，乙烷在中東乙烯原料結構中所佔比重在未來將保持下降趨勢。近年來中東乙烯原料構成變化及預測如下圖。
註：數據來自IHS
自2010年後，隨著頁巖氣的成功開發，美國乙烷供應情況出現巨大變化，供應量快速增長，於2014年超越中東成為世界最大的乙烷生產地，並成為當前世界最大也是唯一的乙烷規模化淨出口地區。2016年美國商業乙烷產量達到2521萬噸，乙烷淨出口量達到345萬噸，主要通過管道出口至加拿大，以及通過船運出口至西歐和印度。
註：數據來自IHS
由於現階段美國本土乙烯裝置消化能力有限，而出口受制於管道、碼頭、接收設施等基礎條件尚未形成規模，導致美國乙烷資源嚴重過剩，大量乙烷無法被消化，只能保留或回注到天然氣管線中作為原料，導致價格大幅下跌，乙烷裂解出現非常豐厚的利潤空間，使得以美國為中心的北美乙烯產能開始逐步增加、開工率也出現明顯回升。除大量現有乙烯裝置通過改造成乙烷進料外，目前美國還正在新建一批以乙烷為原料的大型裂解裝置，其投資者除美國本土企業外，也包括眾多跨國公司。
美國在建乙烷裂解裝置情況（單位：萬噸/年）
序號
企業
建設地點
規模
投產計劃
1
Oxy/Mexichem
TX
55
預計2017年
2
Chevron Phillips
TX
150
預計2017年
3
DOW Chemical
TX
150
預計2017年
4
ExxonMobil
TX
150
預計2018年
5
Formosa
TX
115
預計2018年
6
Indorama Ventures
LA
42
預計2019年
7
LACC LLC
LA
100
預計2019年
8
SASOL
LA
155
預計2019年
9
Shin-Etsu
LA
50
預計2019年
註：數據來自IHS
頁巖氣伴生乙烷資源量過剩，以及隨之而來的乙烷價格大幅走低，不但刺激了北美乙烯工業重新煥發活力，同樣也給世界其他地區特別是傳統以石腦油等重質原料為主的地區乙烯工業優化原料結構、提升產業競爭力帶來了新的希望，從美國進口乙烷用於裂解裝置也被各國石化企業看好。歐洲英力士和美國太陽石油籤署了第一份美國乙烷大規模船運出口合同，由丹麥Evergas公司負責運輸。英力士進口美國乙烷除用於其蘇格蘭和挪威乙烯裝置外，還將向蘇格蘭的殼牌與埃克森美孚合資乙烯裝置供應原料。2016年3月，該合同第一批乙烷從美國賓夕法尼亞運往挪威。目前歐洲已有4套乙烯裝置改造
成乙烷進料，預計可消耗乙烷400萬噸/年。目前，北歐化工、SABIC等公司也正在計劃從美國進口乙烷用於其歐洲乙烯裝置生產。如果歐洲其餘的沿海乙烯裝置均改為乙烷進料，則預測總計乙烷需求可達到1000萬噸/年，未來幾年內歐洲將成為美國乙烷的主要貿易對象。
此外，印度信誠將進口150萬噸/年美國乙烷作為其在印度裂解裝置的原料，向三星重工訂造的6艘VLEC船已於2016年11月交付首艘，為全球首艘。中國的東華能源等一批企業也正在積極謀划進口北美乙烷資源發展乙烯產業。未來在美國乙烷資源的支撐下，世界乙烯產業將出現新一輪發展高峰，並將推動世界乙烯原料結構的輕質化發展。
小結：美國乙烷資源大量過剩，驅動全球乙烷裂解產業發展。
由於我國油氣資源賦存結構，國內乙烷產量很少，基本無商品量。因此，近期國內籌劃的乙烷裂解項目基本都是考慮進口美國頁巖氣伴生乙烷為原料。
從美國乙烷歷史價格情況看，自2010年頁巖氣革命以來，其乙烷價格逐漸與原油價格脫鉤而與天然氣價格趨勢一致。由於美國乙烷主要來自天然氣和油田伴生氣，在天然氣處理過程中可以選擇是否將乙烷回注。當乙烷價格高時，生產商傾向於分離出乙烷單獨銷售，而當乙烷價格低時，回注作為天然氣出售是更經濟的選擇。因此天然氣價格起到乙烷價格下限的作用，並強化了天然氣和乙烷價格之間的關聯性。目前美國乙烷價格處於歷史低位，2015年均價約130美元/噸（MB價格，下同）。
2016年隨著美國逐漸向歐洲等地出口乙烷，以及美國國內以乙烷為原料的新增乙烯產能逐漸釋放，乙烷價格略有回升，全年均價約為148美元/噸。預計未來美國乙烷價格將有所上漲，但很難回到頁巖氣革命以前的價格水平，IHS預計到2021年美國乙烷價格可能達到318美元/噸。
目前美國乙烷定價基準為Mont Belvieu（MB）價格，每日由OPIS發布，為在生產商或者買賣雙方都同意的MB地區任何乙烷設施（包括管道、罐區、分離廠區）進行交割的結算價格。但由於美國目前乙烷出口設施不足，向中國大規模出口需配套相應的管道、碼頭和儲運設施，根據對相關貿易商的調研，預計出口中國的FOB價格將在MB中心OPIS價格基礎上增加100美元/噸左右。
乙烷大規模遠洋運輸建議採用超大型乙烷運輸船（Very Large Ethane Carrier，VLEC），其容積可達到8萬方以上，可有效降低運輸成本。目前我國尚無大規模乙烷進口，通過對多家船運公司的諮詢，在當前遠洋運輸市場行情下，從美國墨西哥灣到我國東部沿海主港， VLEC運輸費用約100美元/噸左右。但需要注意的是，遠洋運輸費用受供需形勢影響較大，船運行業目前處於低谷，未來有較大的上漲可能性。
目前我國海關對乙烷進出口尚沒有獨立的稅則號，按照現行規則，乙烷進口應歸類在「27111990 其他液化石油氣及烴類氣」，該稅則號關稅普通稅率20%，最惠國稅率3%，增值稅13%。
基於上述分析，測算不同MB乙烷價格對應國內東部沿海地區建設100萬噸/年進口乙烷裂解裝置噸烯烴成本如下圖所示。
*註：成本不含稅；按美國乙烷出口費用100美元/噸、遠洋運費及相關費用110美元/噸、國內港雜費100元/噸、進口關稅3%、增值稅13%考慮；匯率取6.9
在此基礎上，對東部沿海進口乙烷裂解與石腦油裂解以及外購甲醇MTO三種不同路線烯烴成本比較如下表：
不同路線烯烴成本比較*
石腦油蒸汽裂解
進口乙烷裂解
MTO
國際布倫特油價
烯烴完全成本
等同MB乙烷價格
等同到廠甲醇價格
30
3042
95
957
40
3858
199
1333
50
4651
301
1698
60
5467
405
2074
70
6258
506
2438
80
7076
611
2815
90
7867
712
3179
100
8685
817
3555
*註：投資邊界只包括烯烴生產主裝置及裝置內公輔設施，不含碼頭、罐區；成本不含稅；裂解裝置規模均為100萬噸/年乙烯，MTO裝置規模為60萬噸/年烯烴。
從2016年情況看，國際布倫特原油價格全年平均值43.5美元/桶，美國乙烷全年平均價約148美元/噸，而國內華東甲醇全年平均價約2080元/噸。以此為基礎，測算石腦油裂解、進口乙烷裂解、甲醇制烯烴三種路線噸烯烴完全成本（不含稅）分別為4130元/噸、3460元/噸和5480元/噸，進口乙烷裂解有著絕對的成本優勢，而甲醇制烯烴成本競爭力最差。
技術經濟指標可以看出，當前情況下進口美國乙烷在國內建設裂解裝置有著較強的成本競爭力。但由於乙烷裂解制乙烯裝置上下遊全產業鏈相對其他原料的裂解裝置有著其鮮明的特點，且目前尚未在國際範圍內形成成熟的跨區域乙烷貿易體系，導致實施該項目也存在較大風險，需引起高度重視。
由於乙烷裂解普遍採用與傳統的蒸汽裂解工藝，技術成熟先進。雖然目前國內尚沒有獨立的乙烷蒸汽裂解制乙烯裝置，但現有的大型蒸汽裂解制乙烯裝置基本都配套建有用於裂解循環乙、丙烷的乙烷爐，並已實現20萬噸/年大型乙烷爐國產化，而國外中東、北美、西歐等地區已有超過6000萬噸/年的裝置能力，基本不存在技術風險。
但乙烷裂解裝置相對輕烴、石腦油等其它原料裂解裝置有著顯著的特點，即產品結構單一，乙烯收率極高，副產氫氣資源量較大，而丙烯、碳四等副產量很小。這種獨特的產品結構在當前乙烯行情較強的形勢下具有明顯的盈利能力優勢，但相應也帶來裝置本身及下遊裝置的操作靈活性較差，原料價格波動以及供應鏈故障的風險都將被放大。特別是由於乙烷裂解裝置原料存在品種唯一性（通常情況下僅能適應乙烷進料）和來源單一性（全球範圍內僅可能從美國規模化進口），供應鏈設施專用性（需配套專門的乙烷管輸、碼頭、出口設施、VLEC運輸船、進口接收設施、儲罐等），加之全球範圍內尚未形成成熟的乙烷遠洋運輸、貿易體系，導致整個原料供應鏈容錯性能較差，任何環節的差錯都可能導致乙烷裂解裝置及下遊裝置運行出現較大問題。
小結：進口乙烷裂解盈利預期誘人，但風險因素更應高度關注。
（1）目前國內乙烯當量自給率僅52.5%，而當量缺口高達1965萬噸，預計到2025年國內當量缺口仍將在1600萬噸以上，乙烯市場發展空間依然巨大。特別是在「煉油產能嚴重過剩，而乙烯供應嚴重不足」的現實情況下，依託進口乙烷原料發展乙烯產業不失為解決煉油、乙烯結構性茅盾的新思路。
（2）頁巖氣革命給美國帶來充裕的乙烷原料供應，在滿足美國本土現有裝置改造及新建裂解裝置原料需求外仍有過剩。全球範圍內乙烷裂解裝置的增多，將驅動美國擴大乙烷出口。但目前美國乙烷出口設施配套並不完備，由於前期投入相對較大等因素，其實施進度及規模可能存在不確定性，對過剩乙烷出口能力造成直接的階段性制約。
（3）由於目前美國乙烷供需面極度寬鬆，近年來價格大幅走低並逐步與天然氣價格一致，表現出很強的燃料價格屬性。但隨著美國本土新增乙烷裂解產能逐漸釋放以及出口量的增長，預計未來價格將有所上漲，將在一定程度上體現其石化原料屬性。此外，近年來國際航運市場處於低谷，未來也存在VLEC運費上漲的風險。因此，擬投資建設進口乙烷裂解項目的企業，必須做好原料價格及運費承受能力的科學評估，並採取有效措施進行風險防控。
（4）對我國東部沿海地區分別採用石腦油蒸汽裂解、乙烷蒸汽裂解、甲醇制烯烴三種不同的工藝路線發展乙烯產業的成本競爭力分析結果顯示，按照2016年三種原料價格水平進行測算，進口乙烷蒸汽裂解有著絕對的成本優勢，而甲醇制烯烴成本競爭力最差。但考慮到三種不同工藝路線的成本競爭力均主要取決於原料價格，石腦油與國際原油價格緊密相關，而進口乙烷和甲醇與原油價格相關性不強，無法簡單的判斷不同油價水平下哪種工藝路線具有更強的成本競爭力，而取決於具體情形下各種原料當時的價格水平。
（5）乙烷裂解裝置原料品種唯一、來源單一、供應鏈設施專用，加之全球範圍內尚未形成成熟的乙烷遠洋運輸、貿易體系，導致整個原料供應鏈容錯性能較差、是進口乙烷裂解項目最大的風險源。因此，建設進口乙烷裂解項目的企業必須對原料供應鏈上各環節都形成一定的掌控能力，尤其是應通過合適的合資、合作模式參與美國境內凝析液分離廠之後的管道、碼頭出口設施等環節的建設、運營，掌握關鍵環節的話語權，保障原料供應鏈體系的穩定性和議價能力。此外，應深入論證在美國投資乙烷裂解裝置與進口乙烷國內裂解兩者的可操作性及競爭力。
（6）目前國內沒有成熟的進口乙烷經驗，需要及早開展專業的VLEC船、乙烷碼頭、接收儲存設施等方案的研究論證，做好風險評估及防範工作。