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我国煤制乙烯行业现状分析:规模效应逐渐形成 大规模降碳化成发展方向

1、煤制乙烯概述

乙烯生产工艺成熟且多样,主要包括石油裂解制乙烯、煤制乙烯和轻烃制乙烯,根据各国和地区资源禀赋的不同,生产原料呈多元化发展。石油路线主要为石脑油管式炉蒸汽裂解制乙烯,其余还包括结合传统蒸汽裂解和 FCC 技术优势发展起来的石脑油催化裂解、重油接触裂解(HCC)和以石蜡基原油常压渣油为原料的重油催化热裂解(CPP)等;煤化工路线包括煤制乙烯(CTO)和甲醇制乙烯(MTO);轻烃路线主要指乙烷裂解制乙烯。

不同工艺路线制乙烯优缺点

技术路线

优点

缺点

石脑油裂解乙烯

一体化装置有效实现产业链布局多元化,更加适合于发展精细化工及高附加值下游产品

裂解过程中产生的积碳需定期清理,影响生产连续性;石脑油不同原料品质将影响后续裂解产品收率和质量

乙烷裂解乙烯

分离装置能耗相对较低、成本低、投资小、经济型强、盈利稳定性高、收率高

资源获取困难,具备较高行业壁垒

煤制乙烯

成本受原材料价格波动相对较小

工艺涉及到的反应条件及分离条件严苛;工艺能耗较大;投资成本较高;碳排放量较高

资料来源:观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国煤制乙烯行业发展趋势研究与投资前景分析报告(2024-2031年)》显示,煤制乙烯是以煤气化生产合成气,合成气合成甲醇后经催化剂脱水生产乙烯。目前较成熟的煤制乙烯工艺路线主要有两个方向:一是煤通过费托合成(以合成气——一氧化碳和氢气的混合气体为原料,在催化剂和适当条件下合成液态的烃或碳氢化合物的工艺过程)生产石脑油、LPG等产品,再经蒸汽裂解生产乙烯;二是通过煤气化生成的合成气合成甲醇,再通过甲醇催化脱水生产乙烯。

2、煤制乙烯受原材料影响较小

根据不同乙烯路线成本结构,在煤制烯烃路线成本构成中,原材料占比仅20%左右。因此,煤制烯烃路线成本对原材料价格变化并不敏感,承受市场风险的能力较强。

根据不同乙烯路线成本结构,在煤制烯烃路线成本构成中,原材料占比仅20%左右。因此,煤制烯烃路线成本对原材料价格变化并不敏感,承受市场风险的能力较强。

数据来源:观研天下整理

3、煤炭产量持续上升,煤制乙烯行业原料供应充足

而在煤制乙烯原材料构成中,煤炭占据绝大部分份额。我国是全球最大的产煤国和煤炭消费国,仍在国内能源结构中占据主导地位。“十四五”以来,全国新增煤炭产能6亿吨/年左右。根据数据显示,2023年,全国原煤产量达到47.1亿吨,2021-2023年均增长4.5%;原煤占我国一次能源生产总量的比重始终保持在65%以上。

而在煤制乙烯原材料构成中,煤炭占据绝大部分份额。我国是全球最大的产煤国和煤炭消费国,仍在国内能源结构中占据主导地位。“十四五”以来,全国新增煤炭产能6亿吨/年左右。根据数据显示,2023年,全国原煤产量达到47.1亿吨,2021-2023年均增长4.5%;原煤占我国一次能源生产总量的比重始终保持在65%以上。

数据来源:观研天下整理

4、我国煤制乙烯具备规模效应

近年来,我国能源结构依旧呈现“富煤、贫油、少气”,油气对外依存度高,所以我国发展煤化工替代石油资源,充分发挥国内煤炭资源优势,有利于保障国家能源战略安全,煤制乙烯已经具备规模效应。2023年,我国煤(甲醇)制烯烃产能达1865万吨/年,同比提升5.3%,较2019年增长17.9%。

近年来,我国能源结构依旧呈现“富煤、贫油、少气”,油气对外依存度高,所以我国发展煤化工替代石油资源,充分发挥国内煤炭资源优势,有利于保障国家能源战略安全,煤制乙烯已经具备规模效应。2023年,我国煤(甲醇)制烯烃产能达1865万吨/年,同比提升5.3%,较2019年增长17.9%。

数据来源:观研天下整理

5、我国煤制乙烯逐步向大规模降碳化发展

根据上述内容可知,煤制乙烯成本构成中固定成本占比最大且受原材料价格影响较小,对小规模项目而言,大规模煤制乙烯项目单吨投资额具备优势,乙烯固定成本降低。根据最新建设的煤(甲醇)制烯烃项目,大规模项目越来越多且大部分承担节能降碳示范工程。例如,新疆东明塑胶有限公司80万吨/年煤制乙烯项目近期CO2排放量为5.71t/t产品,远低于行业统计平均水平的10.5t/t烯烃,比行业平均水平减少45.6%,远期CO2排放量为5.25t/t烯烃,比行业平均水平减少50%。因此,随着低碳压力加大及竞争加强,煤制烯烃产业将进一步产能出清,市场集中度持续提升,头部企业有望受益,并且当原油价格上涨,煤制乙烯成本优势凸显,我国煤制乙烯逐步向大规模降碳化发展。

我国最新建设的煤制乙烯项目

公司

投资额(亿元)

产能(万吨/年)

聚烯烃产能

备注

内蒙古荣信化工有限公司

98.3

80

聚乙烯产量为40.45t/a,聚丙烯产量为40.28t/a

与已建成的荣信化工一、二期项目各系统有机结合

新疆中新建煤炭产业有限公司

370

150

聚乙烯装置(35万吨/FDPE装置+40万吨/HDPE装置)、聚丙烯装置(35万吨/+40万吨/年)

/

新疆山能化工有限公司

208.58

80

50万吨/年聚丙烯,40万吨/年聚乙烯

新型多喷嘴对置式粉煤加压气化技术工程示范

新疆东明塑胶有限公司

191.17

80

40t/a聚丙烯、40t/a聚乙烯

承担“20000Nm3/h水制氢装置”和“干煤粉气流床加压气化半废锅流程”两个节能降碳技术示范工程,通过“绿氢”与现代煤化工的深度耦合实现节能降碳。

河南能源集团新疆投资控股有限公司

200

85

/

向下延伸产业链,生产煤制烯烃、可降解塑料等系列高端化工新材料

内蒙古宝丰煤基新材料有限公司

478.1

260

3×50万吨/年聚丙烯装置、3×55万吨/年聚乙烯装置

本项目气化装置采用航天工程独立研发、具有自主知识产权的HT-L航天粉煤加压气化技术

资料来源:观研天下整理(WYD)

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