由于水平井技術(shù)、多段壓裂技術(shù)、微地震技術(shù)、地震儲層預(yù)測技術(shù),以及有效的完井技術(shù)等一系列先進技術(shù)的成功應(yīng)用,美國頁巖氣開采取得了巨大成功。美國的頁巖氣組分與中國不同,在開采的時候還伴有NGL(Natural Gas Liquids,凝析液),NGL是包含乙烷,丙烷、丁烷和戊烷組分的碳?xì)浠旌衔,其中乙烷占?0%,丙烷占比近30%,丁烷約占17%,戊烷約占13%。到2025年,NGL的產(chǎn)量將達到4900萬噸,完全滿足美國頁巖氣化工的需求,屆時,美國將有大量低成本的甲醇、乙烯、丙烯等產(chǎn)品向外出口,將對中國市場造成較大沖擊。值得一提的是,作為全球乙烷唯一出口國,預(yù)計到2020年美國將有乙烷向外出口,來滿足其他國家和地區(qū)對乙烷裂解制乙烯的需求。
NGL產(chǎn)量滿足化工需求
北美頁巖氣儲備豐富且易于開采,北美可開采的頁巖氣儲量約650億立方米,遠遠大于南美及亞洲地區(qū)。從EIA的數(shù)據(jù)可見,美國頁巖氣的供應(yīng)量將從2015年的80萬立方米/天增加到2025年的140萬立方米/天,這可能導(dǎo)致美國NGL供應(yīng)量從2015年的2300萬噸增加至2025年的4900萬噸,產(chǎn)量翻近一倍。
如此之多的NGL如何運輸呢?氣田的天然氣被提純后,剩余的NGL通過管道運輸至分餾中心,將乙烷、丙烷和丁烷分離出來,用于化工生產(chǎn)。美國的NGL管道運輸網(wǎng)絡(luò)成熟,天然氣提純后的NGL都要輸送到得克薩斯州的東南部Mount Belvieu,該區(qū)域集中了全美國48%的分餾天然凝析液企業(yè),Mount Belvieu有10項在建和規(guī)劃的分餾NGL項目,完全能滿足頁巖氣化工的需求。
甲醇將大量流向中國
以180萬噸/年天然氣制甲醇為例,按照12億美元項目投資,20年折舊(此處采用2015年5月30日的原料及甲醇價格)單噸原料成本大約在91美元,加上人工、維護、稅收保險等,現(xiàn)金成本大約125美元/噸,凈利潤大約180美元/噸,如此之高的利潤得益于美國本土豐富而廉價的天然氣資源,這使得項目的競爭力相對較強。
歸因于頁巖氣化工革命及良好的經(jīng)濟性,美國甲醇生產(chǎn)一片繁榮,裝置重啟、擴產(chǎn)、新建紛繁呈現(xiàn)。預(yù)計2017年,美國新增的甲醇產(chǎn)能將超過1000萬噸,預(yù)計2020年美國的天然氣產(chǎn)量將達到1200萬噸,而需求僅750萬噸,美國也迅速從甲醇進口國變成凈出口大國,將近450萬噸的甲醇將出口至東北亞地區(qū),大部分甲醇將流向中國,供中國的MTO項目發(fā)展。
乙烷制乙烯盈利可觀
美國的乙烷96%來源于天然氣開采,乙烷全部用于化工生產(chǎn),即乙烷通過蒸汽裂解制乙烯。乙烷裂解制乙烯收率超過70%(石腦油裂解制乙烯的收率僅26%)。
隨著頁巖氣發(fā)展,美國乙烷與乙烯的價差拉大保證了乙烷裂解的成本優(yōu)勢。以54萬噸/年的乙烷裂解項目為例,投資15億美元,20年折舊,項目的稅前利潤大概在810美元/噸,凈利潤率超過40%,美國乙烷裂解項目盈利性非?捎^。
即使油價持續(xù)走低,美國的乙烷裂解項目依然競爭力強勁,現(xiàn)金成本略高于中東的乙烷裂解,但遠低于石腦油裂解以及MTO項目。
至2018年,美國乙烷裂解新增產(chǎn)能超過千萬噸,大部分項目座落于得克薩斯州和路易斯安那州。未來十年,美國乙烯原料將主要來自頁巖氣副產(chǎn)乙烷,乙烷裂解制乙烯比重仍將繼續(xù)加大,預(yù)計到2020年將超過80%,而傳統(tǒng)的石腦油制乙烯產(chǎn)量占比僅為4%~5%。美國乙烯產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,下游衍生物如聚乙烯、乙二醇和苯乙烯將大量出口,而乙烯單體出口量則呈萎縮狀態(tài),全球乙烯單體貿(mào)易正逐漸萎縮。
但值得一提的是,美國乙烷在滿足自身裂解制烯烴的需求外,仍然過剩,作為全球唯一出口乙烷的國家,預(yù)計到2020年美國將有大量的乙烷向外出口,主要是滿足來自歐洲和印度的乙烷裂解需求。
目前已經(jīng)有公司開始進行乙烷出口布局,并投資建造乙烷運輸船,據(jù)市場消息,印度信誠向三星重工訂造6艘大型乙烷船(VLEC),可裝載4.7萬噸液體乙烷,每艘造價約1.2億美元,英國船東Navigator Gas計劃訂造8艘VLEC,山東海運計劃訂造8艘VLEC從美國運輸乙烷,未來幾年市場會有大量新增的VLEC。
丙烷脫氫存成本優(yōu)勢
石腦油制乙烯副產(chǎn)丙烯是傳統(tǒng)丙烯的主要來源(1噸石腦油蒸汽裂解制乙烯會副產(chǎn)0.13噸的丙烯)。但隨著原料輕質(zhì)化,即乙烷作為蒸汽裂解原料比重上升,導(dǎo)致蒸汽裂解副產(chǎn)丙烯產(chǎn)量下降,其中2015年的丙烯供給量為420萬噸,較2010年少了大約300萬噸。
傳統(tǒng)的石腦油蒸汽裂解副產(chǎn)丙烯收率較低,而丙烷脫氫(PDH)作為成熟技術(shù)制丙烯的收率超過80%。以一套60萬噸/年的PDH按5.5億美元,折舊按20年計算,北美PDH項目的稅前利潤大概為500美元/噸,凈利潤率更是接近30%,盈利性非?捎^。隨著油價低位震蕩,PDH相比石腦油裂解仍具有較強的成本優(yōu)勢。
PDH項目基本都座落于美國的得克薩斯州,至2020年美國的丙烯產(chǎn)能將超過500萬噸,這將帶來約300萬噸的丙烯供給量,這剛好彌補了美國原料輕質(zhì)化后導(dǎo)致石腦油制乙烯副產(chǎn)丙烯減少的損失。
從美國丙烷的供需來看,從2010年供需格局開始發(fā)生轉(zhuǎn)變,供給逐漸大于需求,至2020年約有3000萬噸丙烷凈出口量,遠遠超過中東的1900萬噸。
未來,美灣至遠東的LPG海運費將大幅降低。一方面是因為隨著大量的LPG船運力投放,未來幾年運力將嚴(yán)重過剩;另一方面隨著美灣至亞洲的重要樞紐巴拿馬運河的擴建完成,美灣的VLGC至遠東航程將從大大縮短,運費隨之走低。
總體來看,美國的乙烯當(dāng)量凈出口將從2016年的400萬噸增至2020年的1000萬噸,丙烯的當(dāng)量凈出口將從2016年的200萬噸增至2020年的300萬噸,其中大部分將出口至中國,對中國的烯烴市場形成強大的沖擊。