煤制烯烴現狀及發展趨勢分析（煤制烯烴產業全析及未來格局展望）

2023-09-18 21:28:34

五礦期貨重慶營業部

作者：油市小藍莓

觀點小結

❖煤制烯烴：我國制烯烴工藝按原料不同可分為三種，分別為油頭工藝、氣頭工藝和煤頭工藝。煤頭工藝主要以CTO為主，收率較高，可達85%以上。目前DMTO工藝應用最為廣泛，佔比近半成，該工藝甲醇轉化率接近100%，烯烴選擇性達90%以上。

❖國內煤制烯烴情況：2020年已投產煤制烯烴產能共1590萬噸左右，2010年-2020年平均產能增速為44%，其中2014-2016年間煤制烯烴裝置迎來了大量投產。從產能分布來看，主要集中在西北，佔比66%左右；從原料來源來看，自配甲醇的裝置佔比76%，外購甲醇佔比24%。

❖MTO頭寸思考：由於實際MTO工廠的產品組成複雜，因此PP-3*MA去判斷工廠實際利潤及停工與否是不嚴謹的。MTO利潤與甲醇價格負相關，且彈性由甲醇提供，與PP價格相關性相對較弱。另外，由於理論與現實利潤仍有差距，且各裝置抗風險能力不一，當理論利潤虧損超過500元/噸附近時，MTO工廠才會有較大規模的停車；另外，當出現虧損停車後，利潤也並不一定會迅速回升。

❖未來展望：回顧歷史，今年MTO利潤情況與17年相似，而我們所推算的平衡表11-12月仍會維持去庫，因此01的結構仍將保持現貨升水，MTO的利潤較難有大幅上行。從未來的上下遊投產計劃及碳中和政策來看，上下遊的新增產能都會有所收縮，但PP端的增速會大於甲醇，因此MTO未來仍以壓縮利潤的方向為主。

煤制烯烴簡介

煤制烯烴佔比第二，收率較高

我國制烯烴工藝按原料不同可分為三種，分別為油頭工藝、氣頭工藝和煤頭工藝，其中油頭工藝是最常見的生產方式主要使用石腦油或柴油，通過裂解和催化裂化得到烯烴，由於會產生較多的副產物，此種方法收率較低。

煤頭工藝主要以CTO為主，收率較高，可達85%以上。另外，也可通過外採甲醇制烯烴，成本主要受甲醇價格延續；氣頭工藝主要由乙烷、丙烷等輕烴原料裂解得到烯烴，收率較高可達80%以上。

數據來源：隆眾、金聯創

煤制烯烴基本概念

煤制烯烴CTO，其流程主要包括煤制甲醇和甲醇制烯烴，CTO（Coal to Olefin）的主要流程為：

煤→合成氣→甲醇→烯烴。由煤生產甲醇的技術稱為CTM（Coal to Methanol），而由甲醇生產烯烴的技術則統稱MTO（Methanol to Olefin），當其產物僅為丙烯時則稱為MTP（Methanol to Propylene）。而上遊未配套煤制甲醇的裝置，也可以通過直接外購甲醇的方式，即MTO/MTP來生產烯烴。

數據來源：隆眾、金聯創

煤制烯烴工藝

正如前文介紹，煤制烯烴主要分為煤制甲醇和甲醇制烯烴，前者屬於傳統煤化工，工藝差別不大，而甲醇制烯烴則是近些年來較新的技術，工藝路線也各有不同。甲醇制烯烴的基本反應過程是甲醇首先脫水為二甲醚（DME），二甲醚再脫水生成低碳烯烴（乙烯、丙烯、丁烯），少量低碳烯烴以縮聚、環化、烷基化、氫轉移等反應生成飽和烴、芳烴及高級烯烴等。

目前具有代表性的甲醇制烯烴技術主要包括：由UOP（美國公司）和Hydro（挪威公司）共同開發的UOP/Hydro MTO工藝，德國Lurgi公司的MTP工藝，中國科學院大連化學物理研究所的DMTO工藝，中國石化上海石油化工研究院的SMTO工藝，神華集團SHMTO工藝，清華大學的循環流化床甲醇制丙烯（FMTP）工藝等。

數據來源：隆眾、金聯創

DMTO為我國主要生產工藝

DMTO工藝是中國科學院大連化學物理研究所（簡稱大連化物所）於2004年完成技術開發，並於2006年完成工業試驗。該工藝甲醇轉化率接近100%，烯烴選擇性達90%以上，2010年8月，採用DMTO工藝的全球首套百萬噸級工業化裝置——神華集團內蒙古包頭煤制烯烴項目建成投運。在DMTO工藝基礎上，大連化物所進一步開發了DMTO-Ⅱ工藝，可以將C4組分回收裂解再利用，將單耗下降至2.67，烯烴收率提高10%。

目前從已投產的裝置來看，DMTO應用最為廣泛，佔比近半成。

數據來源：隆眾、金聯創

國內煤制烯烴情況

煤制烯烴產能持續增長

2010年隨著首套商業化煤制烯烴裝置神華包頭的投產，國內煤制烯烴投產逐漸拉開序幕。

2014-2016年間煤制烯烴裝置迎來了大量投產，尤其是2014年迎來成倍的增長。2010年-2020年平均產能增速為44%，近些年來有所放緩，截止2020年已投產煤制烯烴產能共1590萬噸左右。

數據來源：隆眾、金聯創

煤制烯烴產能集中在西北地區

從國內煤制烯烴產能分布來看，與甲醇產能分布類似，主要集中在西北煤炭資源較為豐富的地區，西北佔比66%左右；其次是華東沿海的外購甲醇制烯烴企業，主要依靠進口甲醇作為原料，佔比25%。

從煤制烯烴裝置原料來源來看，自配甲醇的裝置佔比76%，外購甲醇佔比24%。

數據來源：隆眾、金聯創

外購甲醇裝置對供需影響較大

煤制烯烴裝置分為CTO、MTP、MTO，其中CTO裝置由於流程大都從煤制甲醇開始，不需要外採甲醇，其上下遊檢修一般也是同步進行，但有時也會存在上下遊錯開檢修的情況。

而國內MTP裝置由於產品比較單一，成本競爭力不強，外採甲醇大多處於長期停車的狀態。最後是MTO裝置，由於MTO需外採甲醇，年需求量在1240萬噸左右，其開停車對於甲醇需求影響較大。

數據來源：隆眾、金聯創

MTO頭寸思考

PP-3MA價差與實際利潤有差別

我們交易的大都是PP-3*MA這個頭寸，其實這只是一個簡單的價差，雖然這個價差與實際利潤走勢較為一致，但是實際MTO工廠的產品組成都較為複雜，因此拿PP-3*MA去判斷工廠實際利潤及停工與否是不嚴謹的。

數據來源：隆眾、金聯創、知網

MTO利潤彈性與甲醇價格更相關

MTO利潤與甲醇價格負相關，且彈性由甲醇提供，這點從MTO需求佔比可以印證，甲醇制烯烴佔甲醇下遊約52%的比重，而外購甲醇的MTO年需求量也能佔到整體需求的15%左右，因此利潤對於MTO需求的影響，會直接反饋到甲醇價格本身，而由於需求佔比較大，對於甲醇價格的影響也較大。

數據來源：隆眾、金聯創、知網

MTO利潤與PP關係相對較弱

MTO利潤與PP價格正相關，但PP由於煤制烯烴工藝產能佔比較僅為28%，相對於油制偏少，因此利潤僅能影響PP約28%的產能，其利潤對於PP價格的傳導關係並未有甲醇端影響大。

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「虧損」是否會停車？「停車」是否會使利潤回升？

從MTO利潤歷史數據來看，虧損超500元/噸附近的情況一共出現過五次，分別為17年12月、18年5月、20年2月、20年12月以及21年9月，其中17年11月、18年5月以及21年9月虧損均超過了1000元/噸。

從虧損及停車的時間點來看，理論與現實利潤仍有差距，我們所推算的理論利潤虧損超過500元/噸附近時，MTO工廠才會有較大規模的停車；另外，當出現虧損停車後，利潤並不一定會迅速回升，以今年為例，MTO利潤在5月份-8月份就在-500元/噸附近，也有沿海MTO裝置陸續檢修，但煤炭推動甲醇價格上漲，使得MTO利潤繼續走低，並在10月份創出歷史極值。

數據來源：隆眾、金聯創

各MTO裝置抗風險能力不一

數據來源：隆眾、金聯創

未來格局展望

當下MTO利潤情況與17年相似

目前MTO利潤情況與17年較為相似，伴隨著基差走強，利潤被打到歷史極值後迅速回升，當時也有沿海裝置降負荷。但17年庫存水平位於歷史低位且11-12月持續去庫，庫存支撐下，基差又隨之走強，MTO利潤又回落。

從利潤與基差圖中可以發現，利潤與基差成反向關係，目前港口現貨有支撐，隨著01盤面下跌轉為盤面貼水現貨，且從我們推算的平衡表來看，雖不會達到17年的水平，但11-12月仍會維持去庫格局，因此我們認為甲醇仍會維持偏強的盤面貼水結構，而MTO的利潤很難有明顯上行。

數據來源：隆眾、金聯創、知網

現有規劃產能來看，甲醇增速大概率要小於PP

從未來甲醇、PP及C/MTO投產增速來看，甲醇及PP增速均有明顯下滑，但煤制烯烴產能有所上升，甲醇在經過21年產能大幅擴張後，預計投產高峰已逐步進入尾聲，但PP端的投產仍在繼續，明年從MTO裝置來看，天津渤化60萬噸、新疆廣匯20萬噸、甘肅華亭20萬噸有投產預期，因此從大方向來看，預計MTO利潤後期的方向仍以壓縮為主。

數據來源：隆眾、金聯創、知網

碳中和背景下，新建煤化工項目將受限

在整個碳中和大背景下，未來煤化工項目審批將愈發艱難。10月9日，國家發改委發布了《市場準入負面清單2021版》，清單中對6項列入了禁止準入，其中新建煤制烯烴、新建煤制對二甲苯（PX）項目，由省級政府按照國家批准的相關規劃核准；新建年產超過100萬噸的煤制甲醇項目，由省級政府核准，其餘項目禁止建設。而11月11日，內蒙古自治區人民政府辦公廳印發自治區「十四五」應對氣候變化規劃的通知中也有提到，「十四五」時期，自治區不再審批焦炭（蘭炭）、電石、聚氯乙烯（PVC）、合成氨（尿素）、甲醇、乙二醇、燒鹼等新增產能項目。

另外，從煤制烯烴及石腦油制烯烴能耗對比來看，煤制烯烴的單位能耗約為石腦油路線的6.5倍，高耗能使得未來新建裝置受批概率較小。