化工研究-煤化工产业趋势分析

经过了2004年、2005年建设高潮之后,2006年我国化工业仍然创造了“十一五”开局的建设热潮。不过,2006年中国化工发展也给我们留下了很多思考以及向理性的回归的预示:“环保风暴”唤醒了化工业对环保和安全等社会责任的重视;化石能源的紧缺,使节能降耗和替代能源提到了前所未有的高度; “煤化工”紧急叫停、全面规划初露头角;《石油和化学工业“十一五”发展指南》,尤其是《煤化工产业发展政策》和《煤化工产业中长期发展规划》将为煤化工行业发展描绘出广阔的发展蓝图。
煤化工是我国化学工业的重要组成部分。值此煤化工发展的新形势下,研究煤化工产业的发展趋势,研究煤化工对石油化工的替代性,深入探讨我国煤化工的发展战略、发展模式和发展途径确实是一件涉及煤化工发展全局的大事。本文将从宏观(世界、国家)、中观(行业)两个层面就产业特点、发展趋势等作出分析,以求对未来的产业投资、建设作出一些建议。
一、宏观环境分析
化学工业是国家基础行业,而石油、煤(天然气的比例较小)对化学工业具有两大功能:燃料、化工原料。化学工业是能源大户,所以国家战略调整、能源结构调整等宏观环境的变化都会不同程度地影响煤化工的发展进程。
1、行业现状
目前全球有117家以大型煤化工能源一体化工厂,共有385座大型现代气化炉,总生产能力达到45000兆瓦,地区分布是东亚和澳洲占22%,非洲和中东占34%,欧洲占28%,北美占15%。气化用原料49%为煤炭,36%为石油焦。产品比例,37%为各类化工产品,36%为间接法合成油,19%用与发电。以煤气化为核心的现代煤化工产能年增长率达5%,高于全球化工产能年均增长率3.6%的水平。国家厂家在近两年纷纷开始在国内物色合适的企业投资,这主要是抓住项目建设资金大,国内企业运营经验不足的特点,而在国家开始管制之后,项目审查更为严格,这在一定意义上保护了我国煤化工行业在发展之初的规划较为完善,有效的避免了重复低效建设。
2、我国能源格局
在“十一五”规划已经明确我国能源发展的总体战略:“坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展,优化生产和消费结构,构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系”。化工行业要追求资源效益最大化是煤化工的发展企契机,而国家经济战略的可持续发展,使得煤化工必然是在今后的长期发展中占据越来越重要的地位。
从能源结构稳定性来看,我国煤炭、石油与天然气人均储量与欧美、OECD发达国家等有相当大差距。而在储采比上,我国能源的可持续性也很差,如果在未来10 至20 年中仍没有大的油田被发现,石油资源瓶颈将危及国内能源安全。而煤炭资源情况与世界平均水平最为接近,具有相对比较优势,这决定了我国长期依赖煤炭的能源格局,在“十一五”期间,2006年至2020年,我国将斥资1万亿发展煤化工,其中装备费用占50%,技术费用占10%。煤制甲醇、二甲醚、煤烯烃和煤制油在今后15年将是投资的重点。方向由传统煤化工向现代煤化工转变。
表1 化石燃料储量国际比较(2004)
 美国 欧盟 日本 OECD 印度 中国 世界
化石燃料可采储量 
煤/Mt 246643 39460 359 373220 92445 188600 983164
石油/Mt 3600 2224 8 10900 700 2300 161900
天然气/万亿m3 5.29 2.75 0.04 15.02 0.92 2.23 179.53
化石燃料人均储量 
煤/t/人 840 84 2.8 322 85 145 154
石油/t.人 12.26 4.74 0.06 9.39 0.64 1.77 25.4
天然气/m3/人 18012 5854 310 12938 844 1716 28160
来源:BP Statistical Review of World Energy, June 2005
表2 中国化石能源资源储采比
世界储采比 177.4 40.6 65.1
中国储采比 96 12.1 47
3、从经济稳定性来看,国际能源署(IEA)作出的研究报告表明,石油价格每上升10美元会使得下年中国的真实GDP下降0.8个百分点,通货膨胀率上升0.8个百分点。虽然我国石油能源比例不大,但利用煤化工的替代性降低石油消耗和进口依赖度,是稳定我国经济发展的必然选择。
4、环境污染
2006年,轰轰烈烈的“环保风暴”唤醒了企业对环保、安全的社会责任感。从环境保护来看,使用清洁煤气化技术后,煤化工能源一体化产业模式能有效解决常规发电厂的二氧化硫和温室气体排放问题。生态平衡和环境容量是煤化工未来发展比较关键的考虑点,煤制油从根本上说是将一种资源转化成另外一种资源。生产一吨油品需消耗约4吨煤、十吨水,对地区水资源压力很大,而水资源超标消耗可能导致生态失平衡,这与新的国家战略中的可持续发展原则相悖,也是目前发展煤化工的一个重要限制因素。预计在今后一段时间内,项目的节水技术应用是产业研发和项目投资的一个重要方向。由于中国煤炭资源和水资源总体为逆向分布,在煤化工规划时必须要考虑水资源平衡和项目的节水技术应用。从水资源分布来看项目投资,山西和宁夏不适合大规模发展煤化工,而贵州、内蒙古和陕西等区域则应该是政策倾斜的地区。因此目前煤制油只能作为国家的战略性技术储备,而不能作为大规模推广的产业化方向。而发改委极有可能会以水资源限制来作为煤化工的硬性指标设置门槛。
图1、主要煤炭省份的煤炭及水储量占全国比重
 
5、可持续发展
发展煤化工产业拥有几项优势:首先政府从战略上考虑,会提高准入门槛,以避免盲目投资,但为鼓励在能源替代技术和装备等方面有所创新,会对行业内企业有所优惠,先行企业有望受益并长期保持。其次煤化工成本远低于石化产品,具有经济可行性。再次,煤化工可以减少二氧化碳的排放,如若能降低水消耗,完全有替代石化产品的可能。再次国内企业积累和储备了相关技术,在引进的基础上,可以通过技术改造建立核心竞争力,改变在高端石化产品的劣势局面。再次由于煤化工建设费用高,但有很好的发展前景,可以吸引大量民间和国外资本投资,降低资金流动性,改善国内经济环境。
6、宏观调控
日前有关官员表示,经过半年多努力,《煤化工产业发展政策》和《煤化工产业中长期发展规划》已经制定完成,并已上报在审。据透漏,煤化工产业发展政策的基本精神是:稳步推进产业发展,不断发展煤化工产业,以缓解石油供应的紧张局面;科学制定发展规划,促进煤炭区域产销平衡,鼓励煤炭资源接续区煤化工产业发展,适度安排供煤区煤化工项目的建设,限制调入区煤化工产业的发展;统筹煤与相关产业的发展,特别是与水资源的协调发展;煤化工业要坚持循环经济的原则,走大型化、基地化的路子,发展开放式的产业链条;加强自主创新,坚持以我为主的自主创新政策,加大政策支持力度,鼓励设备国产化。从以上信息看,传统煤化工行业,如焦炭和化肥,投资增幅将很少,以技术改建为主,而电石产业甚至面临缩减淘汰的可能。
二、行业分析
1、上游供应分析
国家能源权威机构对十一五能源纲要的解读指出:优化能源结构非常重要,以煤炭为主体是现实,优化能源结构是方向。目前煤炭在我国能源结构中占高达70%的比例,这是由我国的现状决定的,但并不说明我国能源结构是优化的,以石油中心转向以煤中心是适宜的。煤炭的生产能力有很多要素决定,当年产量超过到20亿吨,开发难度及成本将进一步提高,目前我国几个产煤大省的生产负荷已达极限,对环境保护、生态平衡等可持续增长造成极大破坏。 
煤炭企业的生产成本不断上升,尤其是2004 年以来上升非常快。2006 年,煤炭企业的单位生产成本已经上升到了220 元/吨,比2001年上升了一倍多。考虑国内存在价格“双轨制”的变革以及中国未来对煤炭等基础化石能源的需求,以及“一金两费”政策的出台也将部分抬高煤价,中国国内中长期煤炭价格上涨幅度预计会在10%~15%左右。煤价的走高结合长期油价预测走平(2010年55美元/桶、2025年54美元/桶和2030年57美元/桶,),也将减少部分对利润追逐的投资。
图2、中央财政煤炭企业单位生产成本(元/吨)
 
因此,长远看煤化工的原料供应并非没有压力。目前全国煤炭行业销售毛利率为9%左右,盈利能力有减弱趋势。而2003年以来固定资产投资高居不下的非理性投资后果逐渐显现,潜在产能释放压力较大,从这一点看来,煤炭企业下游多元化投资的内部吸收,使低成本煤炭上下游一体化极具投资前景。
煤炭行业2003年来在高利润的刺激下,固定资产投资高居不下,未来一段时间煤炭行业潜在产能释放的压力较大。政府基于资源节约、环境保护以及安全事故的压力,不断出台相关的法规和措施,一定程度上削弱了煤炭产能大规模释放带来的负面影响。按照国家统计局在2006年年鉴中给出了行业统计数据:2004年有4.4亿吨施工规模。2005年,整个煤炭建设规模为8.5亿吨左右,施工规模为7.57亿吨左右。未来三年平均投放的产能最少在2.5亿吨/年左右,我们估计2007年的新增产能投放规模为3亿吨左右。今年我国的煤炭产量大约为23.5亿吨左右,2007年的产量增速预计为10.6%—12.7%。
图3、2006—2010年国内煤炭需求量预测
 
结合上表,虽然近几年国内煤炭产能快速增长,但考虑基于安全生产大小煤矿的关闭和现有煤矿产能核定,预期2010年国内煤炭产量在30亿吨左右,“十一五”期间,国内煤炭供求关系基本平衡,并没有给煤化工留出太大的产能空间作为。2007年及今后几年,我国煤炭运力将趋于紧张,运力的非均衡分布可能会导致局部富裕区域将产能转向煤化工消化。
综合,煤炭行业形式,不难看出今后几年煤化工的投资方向以地区性产业集群建为主,大型煤炭企业的投资将占很大一部分,而由于种种条件所限,产业投资规模并不如想象中那么庞大。
2、生产技术
有机化工行业发展大致经过农业化工、煤化工,石油化工三个阶段。 随着技术进步和原料成本的比较优势,三个阶段依次推进。如果仅从产品替代关系,不从经济性、技术角度考虑,则煤化工能够完全取代石化产品。煤化工主要包括传统的焦化和电石乙炔化工、煤气化和煤液化。三条产业链中煤化油技术壁垒最高,而煤气化应用最广泛,几乎是所有煤化工产业的基础。
图4、煤化工产业链
 
3、细分产品市场投资分析
1)传统焦化和电石乙炔化工。利用方法是煤炭高温焦化,焦炭是主要产品,而焦炉煤气和富含烃类液体的焦油是焦化的副产物。国内传统焦炭行业和电石行业新产能建设一直不停,短期内过剩产能难以消除。但由于国内大量民营焦炭企业的存在,2010年前采用技术先进的粗苯加氢精制装置投资依然看好。PVC、电石法乙炔化工的成本优势能够保持较长时间的投资吸引力。电石法BDO是技术壁垒最高和成本优势明显的生产技术,但在建产能已经饱和,预计2008年出现产值高峰,建议谨慎投资。未来产业投资热点在于下游产品的衍生和联产、技术升级以及成本控制,今后新建产能的指导思想是产品品质提升和出口导向。
由于焦炭行业集中度低,2006年以来,发改委出台《国家发改委关于加快焦化行业结构调整的指导意见的通知》,产能集中在即,培育具有国际竞争力的生产企业或企业集团是大势所趋,今后几年的主要走势为大型企业产能扩建、优势企业兼收并购。
高油价时电石法工艺的成本优势非常明显,但最大的问题是高能耗和环境污染。在利润的驱使下大量兴建了电石乙炔法的化工装置。2006年5月,七部委联合下发了《关于加快电石行业结构调整有关意见的通知》,指出将调整产业结构,淘汰落后产能,提高进入门槛,禁止部分新电石项目的上马。但由于国内电石仍有产能在建,同时下游需求波动较大,未来供大于求的格局使的电石价格将随产能利用率及行业成本变化而变化。未来电石行业投资主线是煤电电石和电石化工上下游一体化,强化成本优势;加大技术研发力度,投资循环经济和清洁生产,减少污染,提高能源和资源的利用率,迎合宏观调控,优化产业布局为主。
2)煤气化。煤气化是煤化工产业的核心所在,应用广泛、发展成熟。即在缺氧条件下使煤炭不完全燃烧成为气体,该气体中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等,可以用为化工原料。主要技术有壳牌粉煤气化、德士古水煤浆气化和GSP 加压气化等。技术优势尤其是洁净煤气化技术以及先行企业优势较大。而真正降低煤化工产品成本的重中之重是获得便宜的甲醇,而具有煤炭优势和先进煤汽化技术是降低甲醇成本的主要手段。
图5、煤气化主要下游的产业链细分
下游产品合成氨产业链中,尿素已经严重供过于求,仅靠行业成本支撑产品价格,投资前景暗淡。未来企业只有通过投资技改项目降低成本或进行行业整合来获得发展。2006年以来行业整合明显加快,如中海化学收购内蒙古天野等,我们有理由认为在化肥行业未来将出现更多的兼并收购案例并成为“十一五”的趋势;未来硝酸和硝铵等由于主要用于化肥和炸药生产而在尿素下行的趋势下价格将逐步走低。产业势会与氮肥趋同,同样缺乏投资理由;
下游产品甲醇产业链中,由于甲醇的物理性质不可能在国内大范围推广甲醇燃料,但甲醇是最重要的产出物及有机化工原料,可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲胺、DMT、MMA、氯甲烷、醋酸、MTBE等一系列有机化工产品。预计到2010 年,全球甲醇产能将达到5099万吨,需求量约为4226万,将出现供大于求的局面。同时由于全球甲醇产能向低成本区转移,国际甲醇价格将逐步下行。
图6、CMAI 对未来几年国际甲醇价格的预测
 
                             数据来源:CMAI、中金公司研究部
国内甲醇装置以煤炭为原料占多与国际上以天然气为主的格局不同,但目前计划开工的项目在1500 万吨以上,预计2006年的消费量为760万吨,正常需求增长在15%左右,到2010年开始甲醇产能面临严重过剩的压力。如果国家推广甲醇汽油、二甲醚和甲醇制烯烃项目,甲醇行业还有投资机会,否则即使有成本优势,投资风险仍然过大。
图7、中国甲醇未来几年新增需求和新增产能预测对比
 
资料来源: 中国石油化工协会、中国化工报、中金公司
DME,二甲醚的成本优势来自于低成本甲醇合成,作为优秀的清洁能源,国家可能推广为车用燃料,但其配套的二甲醚站建设和车辆发动机的改造,使此需求短期内很难产生规模效应。短时间内二甲醚仅仅依赖成本优势,难以建立竞争优势,所以单个产品缺乏投资前景,投资者应关注国家相关政策指向,及时跟进投资。
醋酸下游需求旺盛,预计未来需求增长将保持在10%以上。Celanese南京60万吨和扬子石化与BP合资的50万吨装置,使国内产能压力在2008年显现。而2008年左右全球醋酸供应仍将保持偏紧或平衡的状况,这使的国内的一体化企业有希望利用成本优势未来逐渐参与到国际市场竞争中。
MTO、MTP,由于成本优势并不明显,所以只有通过甲醇生产烯烃的工艺技术和经济性突破,打开巨大的甲醇需求空间,否则只有寄托希望于于煤—甲醇—烯烃一体化装置降低成本与石化产品竞争,
甲醛主要用于生产树脂、胶粘剂,年需求增长率为25%左右,产能已显过剩。未来投资方向是甲醇降耗技术开发以及甲醛的下游配套产品线的纵向多元化。
综合分析,煤化工产品大多进入壁垒不高,单一产品结构企业受市场价格、产能过剩等市场行情影响严重。今后的产业发展方向是提高效率和降低成本,去除不确定的技术改良因素,煤气化多联产投资似乎是行业唯一的选择。国内目前的拟建、在建项目很大一部分是化工企业、煤矿企业在跑马圈地划分未来的利益范围,化工企业有技术、人员优势;但煤矿企业却占有资源、资金优势,把握着煤化工企业的命脉—低成本;而一些国际行业巨头则拥有技术优势、设备资源、资金优势及管理优势,所欠缺的是政策和资源,凭借其优势可以和我国众多的化工和煤炭企业采取广泛合作,但国家必然出于战略安全考虑限制其介入程度,这就要求我国的业内企业在加强设备、技术引进和消化的基础上,加大技术研发强度,降低成本,提升品质,争取在上下游一体化发展的趋势下,作强煤气化产业。
3)煤液化
煤间接液化,先将煤炭气化成合成气,然后再通过费-托反应以及蒸馏分离得到石脑油、柴油和汽油等终端产品。另外一条煤利用途径是煤炭的直接液化工艺,目前国际上已经开发出多种直接液化工艺,原理上都比较类似:即在高温高压条件下,在溶剂中将较高比例的煤溶解,然后加入氢气和催化剂进行加氢裂化反应,在通过蒸馏分离出油品。直接液化和间接液化技术互补极强,直接和间接一体化装置是煤化油产业化的最佳选择。在这项技术上,并无成型经验可以借鉴。出于风险考虑,发改委目前只批准了兖矿集团、神华集团和潞安集团三家企业的煤制油项目。这是由于缺乏产业化运作经验,企业技术消化和参数摸索都需要一定时间,需要样板企业去摸索产业发展之路。但经过近40年的产业摸索之路技术风险并不大。乐观预计下一批煤液化产能建设仍以现有企业扩建为主,给三家企业将带来领先效应和巨额利润。
即使2010年国内煤制油装置规模达到2500万吨,每年耗煤约为1亿吨,仍然不到目前煤炭开采量的5%,并不会影响煤炭价格,况且目前的一些煤制油项目均有配套的新开煤田配套。但如果未来一段煤制油产能过大,则可能影响石油价格下降,降低煤化工的经济效益,所以,煤制油对石油产业的冲击并不大。
从生产成本角度计算,煤炭价格10美元/吨,自主技术的成品油成本在25美元/桶左右,即使加上煤炭未来预期涨价成本,在原油价格预期45美元/桶下,总投资收益率(税前)在12%左右。
由于煤化油技术具有很高的壁垒,预计国家政策将适当推广煤制油技术,先行企业能够在未来可预期的30余年高油价下受益。中短期内,煤制油装置可能的煤炭需求占煤炭总需求的比例较小,不会导致煤价的大幅度上扬。长期看在生物能源及天然气的竞争下煤化工也不会对石油化工替代。
4、产品策略分析
尤其是石油价格高峰之后,煤化工行业的多数单一产品都存在产能过剩风险。单纯的低成本策略必然难在今后的国际化工市场构成核心竞争力,个人认为煤化工产业今后的投资方向主要是:
1)煤气化技术和综合生产效率提高带来的低成本多联产,化工产品精细化的研发,降低消耗尤其是水消耗的技术改进,可持续发展的绿色生产技术改进。
2)随着国民收入的提高,内需进入高速增长,但仍落于产能增长速度;外向型生产优势显现,海外投资增加,尤其是精细化工产品的出口将有很大提高;煤化工企业和石化工企业合作加强,联合开拓海外市场成为业内潮流。
3)投资主体仍以煤矿企业和大中型化工企业为主,外资引导下产业内资本性兼并收购案例层出,国家对产业内大部分产品的进入门槛将有所提高,产业集中化趋势明显,将有一批世界级的煤化工集团出现,

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