透过全球乙烷供需变化看乙烷裂解装置盈利能力

1、正文目录 HYPERLINK l _TOC_250006 全球乙烷价格有望长期保持低位 3 HYPERLINK l _TOC_250005 不同时期美国乙烷潜在供应瓶颈浅析 5 HYPERLINK l _TOC_250004 从全球乙烷裂解装置规划看乙烷需求 7 HYPERLINK l _TOC_250003 总结：乙烷价格有望长期保持在低位 9 HYPERLINK l _TOC_250002 全球乙烯供应边际宽松，乙烷裂解存比较优势 9 HYPERLINK l _TOC_250001 投资建议 12 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 12图表目录图 1 2018 年全

2、球乙烷主要国家供给占比 3图 2 2023 年全球乙烷主要国家供给占比预测值 3图 3美国乙烷 99 来自天然气处理厂，剩余 1来自炼厂分离 4图 4美国乙烷的产业链流程图 4图 5 2010 年美国天然气来源占比 6图 62018 年美国天然气来源占比 6图 7美国页岩油井伴生气中乙烷的通常含量 7图 8各个区域的页岩气中乙烷含量 7图 9美国 NGL 在天然气中的占比 7图 10 美国主要能源价格走势 9图 11 美国乙烷及天然气价格走势对比 9图 12 未来几年全球乙烯供应将边际宽松 10图 13 不同类别石脑油的烯烃收率情况 10图 14 乙烷、原油、煤价历史走势一览 10图 15 2

3、020 年乙烯价格一度跌至低于丙烯 11表 1：NGL 按不同成分的分类和运输方式 5表 2：美国乙烷主要环节产能、产量情况一览（蓝底字体为我们认为的 EIA 预测偏低值） 5表 3：美国乙烷码头出口能力 7表 4：美国乙烷裂解新建项目及部分规划产能 8表 5：美国以外地区乙烷裂解项目 8表 6：某煤制烯烃项目及乙烷裂解项目当前盈利预估 11表 7：不同油煤价下，石脑油裂解装置与煤制烯烃盈利能力的对照关系 11表 8：核心盈利假设 12表 9：可比公司估值 12全球乙烷价格有望长期保持低位乙烷是天然气流中仅次于甲烷的第二大成分，根据开采地的不同，其含量在 1- 6之间。从全球乙烷的供给分布来看

4、，主要还是集中在美国和中东两大区域，参考中国产业信息网的数据，2018 年两地乙烷供应全球占比为 77，预计到 2023 年两地乙烷的全球供应占比将达到 80；其中美国和中东 2018 年供应占比分别为 42、35，预计到 2023 年两者供应占比将分别达到 50、30。15242356美国加拿大中东墨西哥其他14250304美国加拿大中东墨西哥其他图 12018 年全球乙烷主要国家供给占比图 22023 年全球乙烷主要国家供给占比预测值资料来源：中国产业信息网，华西证券研究所资料来源：中国产业信息网，华西证券研究所具体看两大区域的乙烷供应来源：美国乙烷主要来源为NGL，NGL 主要来源于油田

5、伴生气及页岩气，少量来自于炼厂分离。详细三种来源如下:页岩油伴生气：通常原油井生产的天然气被称作伴生气，该伴生气可用于生产天然气和各种烷烃；页岩气：一般天然气内乙烷含量约 5，页岩气中的乙烷含量通常在 10以上，少量可达到 25；炼厂分离：这部分贡献美国乙烷产量不足 1。上述来源中，A+B 都是通过天然气处理厂得到天然气和 NGL。图 3美国乙烷 99来自天然气处理厂，剩余 1来自炼厂分离资料来源：EIA，华西证券研究所中东乙烷主要来源为油田伴生气。油田伴生气是指在油层间伴随石油液体 出现的气体，主要成分为甲烷、乙烷和碳氢重组分等，通过回收处理获得 NGL 或 LPG， NGL 中含有大量乙烷

6、。图 4美国乙烷的产业链流程图资料来源：EIA，华西证券研究所从全球供需的边际变化来看，未来全球乙烷供给的主要增量来自于美国页岩油气的伴生液 NGL。我们参考 EIA 在 2020 年的 7 月展望中对未来两年全美乙烷产量的预期，预计其乙烷产量明年仍有望保持 10的增长。再比对其对天然气的展望，预计今年将出现负增长，明年也仅 1的产量增长。EIA 预计天然气产量的下降将导致丙烷和丁烷产量下降，但乙烷仍能持续增长，主要是因为天然气加工厂乙烷回收率的提升。在此，我们将梳理美国乙烷整个生产过程，分析其当前的产能及未来的变化趋势。美国乙烷 99来自于天然气处理厂，整个生产过程如下。天然气开采出来后，分

7、 离出以甲烷为主，乙烷为辅的天然气（美国天然气管道运输要求乙烷含量不得超过 12），剩下以乙烷、丙烷、丁烷为主的 NGL，根据其中不同成分进行区分，通过管道、汽车、火车、船运等方式运到分离装置或终端。纯乙烷或者乙烷含量超过 80的乙丙烷混合产品通过管道运送到分离装置再送到乙烷裂解装制或是码头进行出口；而丙烷、丁烷含量较高的 LPG 类产品则可通过汽车、火车、船运等方式送到居民终端或是出口。两者的运输途径差别仍主要是因为乙烷（-88 度）沸点低于丙烷（-46 度），乙烷无法像丙烷一样在室温下被储存在高压罐里运输，只能将其低温冷冻液化，运输及仓储都必须用专业的低温气体运输船或乙烷接收站。表 1：N

8、GL 按不同成分的分类和运输方式产品类别主要成分运输方式Y 级原始 HGL管道/铁路/卡车EP 混合物80乙烷和 20丙烷管道P/P 混合物炼厂级丙烷-丙烯混合物管道/铁路/卡车LPG液化丙烷，正丁烷和异丁烷的混合物船/铁路/卡车纯度产品乙烷，丙烷和正丁烷管道资料来源：EIA，华西证券研究所不同时期美国乙烷潜在供应瓶颈浅析我们在下表中梳理了近两年，并预测了未来两年美国乙烷主要环节的产能、产量情况，美国乙烷对外供给量的瓶颈环节一直在随时间变化。2018-2019 年，预计供给瓶颈主要在乙烷分馏环节，乙烷分馏产能即是 NGLS分馏装置产能，而其分馏能力不足，导致大量乙烷被回注，进而限制了美国乙烷的

9、出口量。2020 年，由于大量 NGLS 分馏装置预计将于下半年投产，上半年乙烷分馏能力仍是供给的主要瓶颈。但随着下半年分馏产能的投放、以及拥有 17.5 万吨乙烷出口能力的卫星石化合资码头项目四季度投产，预计四季度乙烷出口 将开始大幅改善。全年美国乙烷产量及出口量有望超过下表中EIA 的预测值。2021 年，码头出口能力为生产链中产能最小的环节，但依然可满足海外新增需求。基于EIA 预测的乙烷产量及美国消费量情况来看，可供出口的乙烷量为 99 万桶/天，出口运输的“管线+码头”产能合计为 57 万桶/天，环比2019 年的实际出口量大幅增长，完全可满足海外新投产的乙烷裂解新增需求（我们在 1

10、.2 节有详细测算，预计新增需求小于 10 万桶/天）。之后， 2022 年美国即将投产 48 万桶/天的码头乙烷出口产能，码头的运输能力将进一步扩大。我们比对了过去十余年，美国页岩气中分离出的 NGLS与天然气的比例，发现美国 NGLS/天然气产量的比例近年逐年下降，2018 年不足 2010 年的 1/2，而这主要是 NGLS 分馏能力不足导致的。即使未来出现美国页岩气产量下降的情况，天然气副产的 NGLS 仍有大量弹性供给可保障乙烷的供应。我们得出这样的结论主要是因为：（1）2018 年相比 2010 年美国天然气供给结构发生了巨大变化，常规天然气占比从63下降至22，页岩气占比从17上

11、升至 49；（2）通常，页岩气中的乙烷含量远高于常规天然气。通过以上两点可以排除是资源禀赋变化导致的 NGLS 相对天然气的生产比例的下降，而 NGLS 分馏能力未能跟上产能增长的需求才是问题的原因。表 2：美国乙烷主要环节产能、产量情况一览（蓝底字体为我们认为的 EIA 预测偏低值）单位：万桶/天NGLS 分馏产能NGLS产量乙烷分馏产能（估算）乙烷可分离量（估算）乙烷产量乙烷表观消费量乙烷出口量乙烷管线出口产能乙烷码头出口产能2018 年5504371932621711452616.823.52019 年7604812662891831542916.823.52020E1930488676

12、2931871612616.8412021E21004987352992801812916.841资料来源：EIA、BTU、产业信息网、华西证券研究所备注：1、 所有产量数据为年均值，产能数据为年底值；2、 NGLS 产量、乙烷产量、乙烷表观消费量均为 EIA 统计或最新预测值，未来可能出现调整, 蓝底字体为我们认为 EIA 预测值偏低；3、 黄底红字为当年产业链的瓶颈环节；4、 估算：乙烷可分离量=60*NGLS 产量，60参考海外研究报告的估算值；5、 估算：乙烷分馏产能=35*NGLS 分馏产能，参考 EIA 披露的 Appalachia 盆地数据，可能与全局情况有所出入。图 52010

13、 年美国天然气来源占比图 62018 年美国天然气来源占比63页岩气井317页岩油井17天然气井煤炭井72222页岩气井页岩油井49天然气井煤炭井资料来源：EIA，华西证券研究所资料来源：EIA，华西证券研究所BakkenMarcellusUticaNiobrara Wagle Ford甲烷乙烷其他10080604020093.9甲烷乙烷其他1.94.2图 7美国页岩油井伴生气中乙烷的通常含量图 8各个区域的页岩气中乙烷含量13132577811116686753资料来源：Union Gas，华西证券研究所资料来源：The American Oil and Gas Reporter,华西证券研

14、究所图 9美国 NGL 在天然气中的占比20182017比例（右轴）2010201120122013201420152016天然气（千万桶/天）NGL（千万桶/天）0.0500.0400.0300.0200.0100.00040020000.0410.0420.0420.0456000.0460.0470.0480.0900.0800.0700.0600.057800 10000.0801200资料来源：EIA，华西证券研究所表 3：美国乙烷码头出口能力出口能力（万吨/年）投产时间地址已有产能Marcus Hook1402016 年 3 月宾夕法尼亚Morgans Point4102016 年

15、 9 月德州在建产能Nederland Termial（卫星项目）3002020Q4德州Martin Terminal10002022 年德州资料来源：中国产业信息网、华西证券研究所从全球乙烷裂解装置规划看乙烷需求从美国的规划产能来看，2019 年-2022 年每年美国国内新投产的乙烷裂解项目对乙烷的需求平均增长 20 万桶/天。表 4：美国乙烷裂解新建项目及部分规划产能投产时间公司位置产能（万吨/年）折算乙烷需求(万桶/天）2018Exxon Mobil德克萨斯15082018台塑化学德克萨斯11562018CPCHEM德克萨斯1508小计415212019OXY德克萨斯5432019Ind

16、orama Ventures路易斯安纳3722019SASOL路易斯安纳15082019Shin-Etsu路易斯安纳5032019lotte chemical路易斯安纳15082019Chevron Phillips德克萨斯1508小计591302020Total/Novealis德克萨斯10052020Shell Oil宾夕法尼亚15082020LACC LLC路易斯安纳1005小计350182021PTTGC America/Daelim俄亥俄15082021St.JamesPetrochemical路易斯安纳1206小计270142022Sabic/Exxon Mobil德克萨斯1809

17、2022Saudi Aramco德克萨斯200102022Shell Franklin Monaca宾夕法尼亚1508小计530272023FPCC USA德克萨斯12062024QP/Chevron Phillips德克萨斯19010小计31016资料来源：新闻网站，华西证券研究所备注：假设 1 吨乙烷=15 桶乙烷。除美国以外地区规划的乙烷裂解产能情况列表如下，国内我们仅统计了目前已得到发改委批复，已经完成或有较大概率完成建设的产能。从美国以外的这些项目对乙烷需求的环比增量来看，随着美国乙烷产量的提升，2020 年下半年美国乙烷出口码头新增 17.5 万吨（卫星投资）产能，完全可以满足海外

18、乙烷裂解项目的新增需求。表 5：美国以外地区乙烷裂解项目投产时间公司位置乙烯产能（万吨/年）折算乙烷需求(万桶/天）2019新浦化工中国6532020卫星石化中国12562020Novy俄罗斯4222022卫星石化中国12562023KPI哈萨克斯坦8042024Ineos欧洲1005资料来源：公司公告、IHS、华西证券研究所备注：假设 1 吨乙烷=15 桶乙烷。总结：乙烷价格有望长期保持在低位综合前文分析的全球乙烷供需状况，我们认为乙烷价格有望长期保持低位。下图我们回顾了过去 8 年美国主要能源的价格走势，可以看到，乙烷价格在大多数时间内与天然气价格走势接近，只是曾经在 2018 年下半年因

19、为管道爆炸等原因价格出现独立型暴涨。9008007006005004003002001000乙烷（美元/吨）原油（美元/吨）天然气（美元/吨）丙烷（美元/吨）图 10美国主要能源价格走势Aug-13 Oct-13 Dec-13 Feb-14 Apr-14 Jun-14 Aug-14 Oct-14 Dec-14 Feb-15 Apr-15 Jun-15 Aug-15 Oct-15 Dec-15 Feb-16 Apr-16 Jun-16 Aug-16 Oct-16 Dec-16 Feb-17 Apr-17 Jun-17 Aug-17 Oct-17 Dec-17 Feb-18 Apr-18 Jun-

20、18 Aug-18 Oct-18 Dec-18 Feb-19 Apr-19 Jun-19 Aug-19 Oct-19 Dec-19 Feb-20 Apr-20 Jun-20资料来源：彭博，华西证券研究所5004003002001000乙烷（美元/吨）天然气（美元/吨）图 11美国乙烷及天然气价格走势对比Aug-13 Oct-13 Dec-13 Feb-14 Apr-14 Jun-14 Aug-14 Oct-14 Dec-14 Feb-15 Apr-15 Jun-15 Aug-15 Oct-15 Dec-15 Feb-16 Apr-16 Jun-16 Aug-16 Oct-16 Dec-16 F

21、eb-17 Apr-17 Jun-17 Aug-17 Oct-17 Dec-17 Feb-18 Apr-18 Jun-18 Aug-18 Oct-18 Dec-18 Feb-19 Apr-19 Jun-19 Aug-19 Oct-19 Dec-19 Feb-20 Apr-20 Jun-20资料来源：彭博，华西证券研究所全球乙烯供应边际宽松，乙烷裂解存比较优势参考 IHS 对全球未来乙烯供需的判断，2020 年开始，全球将投放大量的乙烯产能，预计全行业开工率也将从前期的 90+下降至 85，全球乙烯产能转向供应宽松的格局。因而未来较长时间内，以卫星石化为代表的国内的乙烷裂解项目盈利能力将取决于其

22、与全球乙烯工艺路线边际产能相比的成本优势。图 12未来几年全球乙烯供应将边际宽松资料来源：IHS MARKIT，华西证券研究所目前全球制备乙烯的主要工艺包括石脑油裂解、煤制/甲醇制烯烃、乙烷裂解三大类。三种工艺路线的成本均会随着其原料的价格波动而波动，且产成品结构也有所不同，通常石脑油裂解乙烯收率介于 25-35，煤制/甲醇制烯烃乙烯收率通常低于45，其余都会生产大量丙烯及碳四、碳五产品；乙烷裂解收率可达到 78，副产少量碳四、碳五。产品结构不同带来的盈利能力的波动需要通过跟踪来判断，从乙烯和丙烯的历史价格来看，2020 年以前，乙烯价格一直高于丙烯价格，2020 年开始，乙烯价格大幅下跌至低

23、于丙烯，也符合上文 2020 年是全球乙烯扩张大年的事实。原油（美元/吨，左轴）乙烷（美元/吨，左轴）Q5500动力煤（元/吨,右轴）1000800600400200010008006004002000Aug-13 Mar-14 Oct-14 May-15 Dec-15 Jul-16 Feb-17 Sep-17 Apr-18 Nov-18 Jun-19Jan-20图 13 不同类别石脑油的烯烃收率情况图 14 乙烷、原油、煤价历史走势一览资料来源：CNKI，华西证券研究所资料来源：彭博，wind，华西证券研究所9000800070006000500040003000200010000乙烯价格（

24、FD西北欧，元/吨）丙烯（FOB日本，元/吨）图 152020 年乙烯价格一度跌至低于丙烯Jul-15 Sep-15 Nov-15 Jan-16 Mar-16 May-16 Jul-16 Sep-16 Nov-16 Jan-17 Mar-17 May-17 Jul-17 Sep-17 Nov-17 Jan-18 Mar-18 May-18 Jul-18 Sep-18 Nov-18 Jan-19 Mar-19 May-19 Jul-19 Sep-19 Nov-19 Jan-20 Mar-20 May-20Jul-20资料来源：IHS MARKIT，华西证券研究所当前低油价状态下，预计煤制/甲醇制

25、烯烃的工艺路线相对处于劣势，我们在此比对了某煤制烯烃和某乙烷裂解项目的当前盈利状况，投资额相近的项目，当前乙烷裂解项目的盈利能力要明显好于煤制烯烃。而正如前文所分析的未来乙烷中长期有望保持价格低位，该优势有望维持。某煤制烯烃项目某乙烷裂解项目表 6：某煤制烯烃项目及乙烷裂解项目当前盈利预估总投资额（亿元）170 184聚乙烯30HDPE40聚丙烯30LLDPE50产成品（万吨）C410EO/EG72/91C52.5C3C4C5+15硫磺2原料（万吨）原料煤280乙烷 164中间产品（万吨）燃料煤甲醇123乙烯125水电费（亿元）55员工工资（亿元）30.9财务费用（亿元）2.44.8折旧费用（亿元）89制造费用（亿元）35当前盈利预估（亿元）1627资料来源：CNKI，环评报告，华西证券研究所备注：乙烷价格采用 MB7 月的结算价表 7：不同油煤价下，石脑油裂解装置与煤制烯烃盈利能力的对照关系原油价格（元/吨）405060708090100110120烯烃出厂成本（元/吨）390047005500630072008000880096001050