国际上的情况则有所不同。其中,油头占比较大,以美国、加拿大为代表,2017年石脑油制占比达67%;气头以中东国家为主,依靠丰富的天然气资源,占比达27%。煤头主要在中国,目前占比较低,为6%。但是随着技术的提高,新增产能在不断释放。
油头成本
所有石脑油路线都会经过中间乙烯阶段,再由乙烯制得环氧乙烷,直接加压水合生产乙二醇,平均每生产1吨乙二醇需要0.65吨乙烯,乙二醇的成本差异主要源自乙烯的来源不同。综合来看,该路线具有投资低、公用工程消耗少等优点,以年产40万吨的乙二醇装置为例,总投资约20亿元。
我国乙二醇的传统生产路线主要以石脑油裂解制乙烯为主,石脑油是炼油的主要产品之一,因此石脑油的价格与原油价格密切相关,石脑油乙烯制的成本主要决定于油价。
根据测算,当 WTI 油价在55美元/桶左右时,我国东部地区以进口石脑油裂解生产乙烯的成本约为5500元/吨,综合考虑公用工程消耗和折旧等,乙二醇的生产成本约为5600元/吨。当WTI油价在40美元/桶时,乙烯的生产成本约为4800元/吨,对应我国东部地区乙二醇的生产成本约为5200 元/吨。
目前以煤为原料制合成气再生产乙二醇主要有三条工艺路线,其中煤经合成气直接生产乙二醇的技术被美国联碳公司和日本住友公司垄断,但该技术路线的关键在催化剂,没有实现工业化生产。
一是以合成气制甲醇再制乙烯,通过乙烯法路线生产乙二醇:
二是通过合成气分离提纯,将CO催化偶联合成草酸酯,再通过草酸酯加氢制得乙二醇,目前这两条工艺路线均已实现工业化生产。
那么煤制乙二醇的两条路线,哪一条成本更低呢?
(1)煤经甲醇制乙二醇成本
从投资门槛上看,国家发改委已明令禁止建设 50 万吨/年以下煤经甲醇制烯烃项目,而 50 万吨/年以上项目投资额巨大,典型的 180 万吨煤制甲醇制烯烃总投资额在 200 亿元左右。如果以外购甲醇为原料,投资门槛可以降低很多,若以外购甲醇 2300 元/吨测算,每 3 吨甲醇生产 1 吨乙烯,再通过乙烯法生产乙二醇,此工艺路线乙二醇的生产成本约为 7400 元/吨,远高于其他乙二醇生产路线,无任何成本优势。
(2)草酸酯路线制乙二醇成本
相比煤经甲醇制乙二醇,草酸酯路线的生产成本要低很多。一般年产 30 万吨的乙二醇项目投资额在 50 亿元左右,该路线每生产一吨乙二醇大概需要 6.7 吨煤(5-8 吨,视煤质而定),煤炭可使用廉价的褐煤或长焰煤。
我国乙二醇项目大部分集中在煤炭资源富集的西部地区,其中内蒙古、新疆、陕西合计占总产能的 53%,而我国乙二醇的主要消费市场却集中在华东、华南等地。
综合考虑我国东、中、西部褐煤到厂价格和终端产品运送到华东地区的运费等因素,我们测算得西部地区乙二醇的生产成本最低,平均水平约为 5100 元/吨(包含到华东地区运费),其次中部地区的生产成本约为 5200 元/吨,较高的东部地区乙二醇成本约为 5400 元/吨。
煤制乙二醇成本位于中等,相比国内石脑油和甲醇制具有成本优势。
测算得国内西部煤制乙二醇的生产成本约为 5100 元/吨,要高于中东乙烷和北美页岩气路线,但煤制乙二醇在我国仍有广阔的发展空间,其原因在于我国国产乙二醇中以石脑油和甲醇为原料的路线长期占比在80%以上,煤制乙二醇相比石脑油和甲醇制仍具有明显的成本优势。此外,5100元/吨只是平均水平,在具有特别优势的地区,配套煤炭资源、规模扩大、开车提升情况下,煤制乙二醇成本仍有较大下降空间。
例如,地处西北边陲的新疆煤炭资源十分丰富,据预测资源总量在2.19万亿吨左右,占全国煤炭资源总量的40.6%,资源量居全国之首,且总体禀赋条件好、煤层厚,煤种中长焰煤,不粘煤和弱粘煤占资源总量的90.91%,煤质多具备特低硫-低硫、低磷、高挥发分、高热值等优点。同时,新疆煤炭的反应活性高,也是优质的煤化工用原料。近年来,随着国家对新疆的优惠政策支持和“一带一路”政策的带动,新疆煤化工在资源优势下,迅猛飞速发展。尤其是在新疆天业20万吨/年乙二醇项目的开车成功,填补了新疆煤制乙二醇的空白。其乙二醇的生产成本较平均水平还能再降低 20%左右。