2018年乙烷產(chǎn)量快速增長、中國乙烯需求增長穩(wěn)健，當量缺口巨大、乙烷裂解技術成熟，國內企業(yè)開始布局[圖]

    一、供給：頁巖氣革命導乙烷產(chǎn)量快速增長但可供出口量有限

    全球新增乙烷供給主要來自美國，頁巖氣革命使其乙烷產(chǎn)量快速上漲。伴隨美國大量乙烷裂解裝置投產(chǎn)，乙烷需求端有所提升?？傆嬘?10萬噸乙烷用于出口。但除去西歐、印度、加拿大等合約客戶外，剩余可供出口總量僅為230萬噸。受制于運輸管道、分餾裝置、港口碼頭能力，乙烷供給未完全釋放。未來伴隨配套設施建設完成，產(chǎn)量及出口瓶頸有望得到緩解。

    1、乙烷產(chǎn)量快速增長美國2020年前可供出口量有限

    全球乙烷新增供給主要來自美國。2016年世界乙烷產(chǎn)量為6603萬噸，其中95%左右來源于天然氣凝析液(NGLs)分離。美國和中東乙烷產(chǎn)量分別占世界乙烷總產(chǎn)量的38%和36%。預計到2021年，隨著美國頁巖氣生產(chǎn)量的進一步提升，美國和中東乙烷產(chǎn)量將分別占到全球48%和32%，資源集中度進一步提高。

    長期以來，中東依賴豐富的油田伴生氣資源，政府控制乙烷定價，使得中東乙烷脫氫裝置生產(chǎn)成本最低，利潤最高。由于供應端近年沒有大的新的油田項目開發(fā)，油田伴生氣供應潛力殆盡。加之中東地區(qū)大量建設乙烷裂解裝置，中東已經(jīng)沒有足夠乙烷資源來支撐產(chǎn)能擴張，所以中東乙烷基本無出口量。

    全球貿(mào)易乙烷基本上是由美國供應。由于頁巖氣革命，美國NGL產(chǎn)量大幅提高，從中分離出的乙烷產(chǎn)量也不斷上漲。

2016和2021年全球乙烷產(chǎn)量分布

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    美國頁巖氣產(chǎn)量高增長帶動NGL及乙烷高增長。美國乙烷絕大部分來自天然氣處理廠將天然氣分離后得到的NGL。天然氣分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣，其中常規(guī)天然氣包含氣井氣和油井伴生氣，非常規(guī)天然氣包含頁巖氣和煤井氣。頁巖氣革命使美國頁巖氣產(chǎn)量快速增長，頁巖氣在美國天然氣總產(chǎn)量中的占比也不斷上升。一方面推動了美國天然氣總產(chǎn)量的增長，并使NGL的產(chǎn)量隨之提高，另一方面頁巖氣本身乙烷成分占比較高，因此頁巖氣革命后美國乙烷的產(chǎn)量也節(jié)節(jié)攀升。

    2017年美國天然氣總產(chǎn)量為33.36萬億立方英尺，相比2007年增長了8.69萬億立方英尺，年均復合增長率3.07%，而同期頁巖氣年均復合增長率達到了25.32%，頁巖氣在天然氣總產(chǎn)量中的比重也由8%提高到了57%。相比常規(guī)天然氣而言，頁巖氣的濕氣含量更高，這意味著市場上天然氣產(chǎn)量的增長導致NGL(NaturalGasLiquid，天然氣凝液)的產(chǎn)量增加。過去十年美國NGL產(chǎn)量增長率達到了112%，翻了一番，而同期天然氣產(chǎn)量的增長率為35%。天然氣中乙烷的含量為1.5%到9.0%，典型情況下為4.2%。美國頁巖氣主要產(chǎn)地如馬塞勒斯、尤蒂卡、貝肯、奈厄布拉勒、巴內特等地的頁巖氣中乙烷的含量均超過10%，高于常規(guī)天然氣。頁巖氣產(chǎn)量高增長也帶動了乙烷的增長。

美國天然氣產(chǎn)量（萬億立方英尺）

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美國NGL產(chǎn)量及增速（千萬億英熱）

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美國部分地區(qū)頁巖氣組成（百分比）

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    美國乙烷產(chǎn)量及出口量不斷上升。2014年后美國乙烷產(chǎn)量持續(xù)增長，其中2014年、2016年和2017年的增長率均超過10%。到2017年美國乙烷產(chǎn)量達到142萬桶/天（2945萬噸/年），其中124萬桶/天（2572萬噸/年）用于乙烯生產(chǎn)，18萬桶/天（373萬噸/年）出口，而生產(chǎn)潛力為208萬桶/天（4314萬噸/年），過剩乙烷能力為66萬桶/天（1369萬噸/年），只能回注到天然氣管道作為燃料燒掉。到2019年，美國乙烷產(chǎn)量將達到191萬桶/天，乙烷消費量達到160萬桶/天。2017至2019年為新裝置建成投產(chǎn)的高峰期，而2020年只有一套新裝置建成。結合未來幾年美國新建乙烷裂解裝置的規(guī)劃情況，雖然宏觀需求可能下滑，但預計2020年美國乙烷裝置負荷將會提升，產(chǎn)量和消費量的增速相比2019年略有上升，分別假設為15%和10%，屆時美國乙烷產(chǎn)量將達到220萬桶/天（4563萬噸/年），消費量將達到176萬桶/天（3650萬噸/年），預計2020年美國將可有910萬噸乙烷用于出口。

美國NGPL產(chǎn)量及構成預測（百萬桶/天）

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美國乙烷產(chǎn)消量逐漸增加（百萬桶/天）

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乙烷出口量快速增長

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    2020年前除合約外美國剩余出口量有限。目前美國出口乙烷的方式有兩種:一是通過跨國的Vantage管線和MarinerWest管線向加拿大等周邊國家出口；二是通過由SunocoLogistics公司運營的位于美國東北部的MarcusHook終端和由Enterprise公司運營的位于墨西哥灣區(qū)的Morgan'sPoint終端以航運的方式向歐洲、印度等國家/地區(qū)出口，兩個終端合計出口能力約550萬噸/年。目前主要供應英力士、印度信誠、北歐化工和沙比克等公司，在沒有新建出口終端的前提下，預計2020年美國將向歐洲出口乙烷290萬噸，向印度出口150萬噸，向巴西和其他國家出口60萬噸，此外還將通過管道向加拿大出口180萬噸。剩余可供出口包括中國在內其他國家總量為230萬噸（根據(jù)前面預測2020年可供出口量910萬噸，減去要出口的680萬噸）。

經(jīng)由美國兩大出口終端的乙烷出口合約（萬噸）

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    2、頁巖氣革命導致乙烷價格下跌運輸分餾能力成為瓶頸

    頁巖氣革命后，乙烷價格持續(xù)走低。美國是世界上最大的乙烷生產(chǎn)國，也是唯一的乙烷出口國。美國乙烷主要來自濕天然氣經(jīng)過天然氣廠分離后得到的天然氣液（NGL,Naturalgasliquids）和原油開采副產(chǎn)的凝析油經(jīng)過煉廠處理后得到的液化煉廠氣（LRG,Liquefiedrefinerygases），其中前者貢獻了絕大部分。自2010年以來，美國NGL產(chǎn)量幾乎翻了一番，超過了天然氣產(chǎn)量增長率，并創(chuàng)下了2017年370萬桶/天的年度記錄。由于頁巖氣產(chǎn)量不斷增加，同時受管道運輸中乙烷比例不能超過12%的限制，美國乙烷產(chǎn)量也持續(xù)提升。并且乙烷相對較低的熱值及沸點使其作為液化燃料無法與丙烷和丁烷競爭，分離費用也降低了其作為管道氣的吸引力，乙烷自身產(chǎn)量又高于其它NGL組分，其供給過剩的情況日益凸顯。這導致美國乙烷價格在2011年底開始下降，并且在2013年至2015年由于乙烷產(chǎn)量超過消費量，乙烷價格一度低于天然氣價格，直到隨后乙烷需求增加價格才逐漸回升至2016年平均150美元/噸和2017年平均184美元/噸。2018年6月份開始乙烷價格受供需影響迎來一波大漲，目前處于高位回落階段。

美國乙烷與原油、天然氣價格走勢

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2010-2018年乙烷天然氣價差（美元/百萬英熱）

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    2018年中游限制及需求拉動導致乙烷價格上漲，目前處于高位回落階段。自2014年年中以來，美國乙烷的月均價通常低于25美分/加侖，今年5月份26.14美分/加侖的均價是過去12個月的典型價格。然而從6月開始美國乙烷的價格不斷飆升，9月21日一度上漲到58.14美分/加侖，9月均價達到52.64美分/加侖，較5月均價大幅上漲101%。但到11月份，乙烷價格又跌到30美分/加侖，近半年內波動劇烈。通過庫存與價格的走勢圖可以看出，庫存與價格呈現(xiàn)負相關關系。年初至九月份伴隨乙烷裂解裝置需求上升，庫存不斷下降，價格也節(jié)節(jié)攀升。9月份之后需求下滑導致庫存開始上升，價格也跌回低位。

2018年美國乙烷價格及庫存走勢

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    乙烷價格上漲的主要原因之一是管道和中游分餾能力的限制。天然氣工廠生產(chǎn)的NGPL（乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷和戊烷等純度產(chǎn)品的混合物）被稱為Y級。管道將Y級運輸?shù)椒逐s器，分餾器將混合物分離成純度產(chǎn)品。雖然天然氣的生產(chǎn)和加工（以及隨后的Y級生產(chǎn)）在地理上分散在美國各地，但將NGPL分離為純度產(chǎn)品的能力高度集中在德克薩斯州墨西哥灣沿岸。將天然氣工廠的Y級長途運輸?shù)降驴怂_斯州墨西哥灣沿岸的分餾器管道收取的費用通常基于產(chǎn)品數(shù)量和運輸距離。因此，當管道容量受到限制時，托運人將優(yōu)先考慮最高價值產(chǎn)品的運輸，特別是長距離運輸。乙烷現(xiàn)貨價格雖然大幅上漲，但仍低于NGPL的其他組分，這限制了乙烷的管道運輸。此外低油價導致上游生產(chǎn)商和運營商減少對中游基礎設施的財政支出，因此，2016年至2017年美國沒有增加NGL分餾能力。

    另外一個原因是乙烷需求的快速增長導致庫存下降。2017年至今美國共有四套乙烷蒸汽裂解裝置投產(chǎn)，新增乙烯產(chǎn)能超過500萬噸/年，導致了乙烷需求的大幅增加。乙烷庫存自年初開始持續(xù)下滑，9月份達到最低位4500萬桶，價格也上升至52美分/加侖。10月后庫存上升導致價格暴跌。9月底過后乙烷價格一路狂跌至31美分/加侖，一方面由于德克薩斯州MontBelvieu地區(qū)蒸汽裂解裝置的大面積停工暫時減少了對乙烷的需求，庫存也從4500萬桶上升至4700萬桶。另一方面全球乙烯價格大幅下行，倒逼上游原料乙烷價格下降。

    從長期看，由于裂解裝置投產(chǎn)的周期性，預計2020年后裂解裝置產(chǎn)能的增速將逐步放緩，而隨著分餾裝置的陸續(xù)上線，中游的壓力也將減小，2020年德克薩斯州新增分餾能力將達到45萬桶/天。屆時美國乙烷的供應能力將再次超過需求，從而導致乙烷價格承壓。

2017年至今美國投產(chǎn)的乙烷蒸汽裂解裝置

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2019-2020年美國計劃建成的分餾塔

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    3、乙烷庫存仍然較高

    頁巖氣革命使美國乙烷產(chǎn)量不斷提高，但美國國內對乙烷的需求沒有及時跟上，自2014年后美國乙烷的產(chǎn)量增長率就一直高于消費增長率，同時出口能力也受到出口設施較少的限制，這導致2012年后美國乙烷庫存迅速攀升。雖然美國國內對乙烷的利用也在不斷開發(fā)，但庫存仍然較大，因此美國也在尋求出口。自2012年起，美國乙烷庫存水平持續(xù)攀升，且增速較快，2016年乙烷庫存達到4335萬桶，2017年更是進一步增加到5278萬桶，同比增速21.75%。預計2018年隨著新建蒸汽裂解裝置的投產(chǎn)以及出口的增加會大幅下滑至4783萬桶，由于乙烷產(chǎn)業(yè)中游限制短期內不會有太大改善，因此2019年庫存將繼續(xù)下滑，但下滑幅度較小，預計屆時庫存為4728萬桶。相對而言庫存仍然維持在4500萬桶的高位之上。

美國乙烷庫存（百萬桶）

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    二、原料輕質化趨勢明顯乙烷需求提升

    乙烷在世界乙烯原料構成中的比例逐年上升，預計將由2016年的36%增長到2021年的41%。乙烷裂解制乙烯相比其他工藝具有乙烯收率高，成本低等優(yōu)勢，未來美國將有大量新增裂解裝置投產(chǎn)，帶動乙烷需求增長。而國內也出現(xiàn)了乙烷裂解制乙烯項目潮，但目前項目進展順利、乙烷供給有保障的只有新浦化學和衛(wèi)星石化。

    1、世界乙烯原料輕質化趨勢明顯

    2016年，世界乙烯原料構成中乙烷占總量的36％，而石腦油占42％。到2021年，乙烷將占到近41％;石腦油將下降至37％。乙烷的使用量將以每年約6％的平均速度增長，而石腦油的使用量在2016-21年期間每年僅增長0.9％。當前亞太和西歐地區(qū)的乙烯原料仍以石腦油為主，而北美和中東地區(qū)則是乙烷占據(jù)主導地位。由于美國頁巖氣革命導致乙烷過剩，乙烷價格持續(xù)走低，促使美國、加拿大加大了對乙烷裂解制乙烯裝置的建設，同時美國乙烷出口的增加，也推動了亞太和西歐乙烯原料輕質化進程。

2016和2021年世界乙烯原料構成

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2017年世界主要地區(qū)乙烯原料構成

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    乙烷裂解工藝成熟，乙烯收率高。乙烷裂解制乙烯技術已在全球成功應用多年，著名乙烯技術專利商如Lummus、S&W、Linde、TPL/KTI等公司，以及中國寰球工程公司、中國石化工程建設公司等，都具有成熟可靠的乙烷裂解制乙烯技術。目前乙烷裂解制乙烯裝置主要集中在美國、加拿大、中東和西歐，生產(chǎn)商主要有?？松梨诨瘜W公司、INEOSAmericas公司、SweenyTexas公司等。乙烷裂解工藝的乙烯收率可高達77.73%，遠高于石腦油等其他原料工藝的乙烯收率，裂解所得的其他產(chǎn)品如丙烯、碳四、裂解汽油的收率低于其他原料。原料由輕到重（依次為乙烷、丙烷、石腦油、柴油），乙烯產(chǎn)率逐漸下降，裂解副產(chǎn)物增加，而生產(chǎn)每噸乙烯所需的原料量增加?？梢娨彝榱呀饴肪€的產(chǎn)品結構比較單一，非常適宜用于多產(chǎn)乙烯。

不同裂解原料的產(chǎn)品分布（以質量分數(shù)計，%）

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    2、中東和美國為消費大國

    乙烷具有化工原料和燃料的雙重屬性，作為化工原料，乙烷幾乎完全被用于生產(chǎn)乙烯。從乙烷消費的地區(qū)結構來看，中東和美國由于是乙烷的最主要產(chǎn)地，因此其消費量也占了全球消費量的大部分。以2016年為例，中東和美國消費乙烷分別占全球總量的36%和33%，而全球總消費量約6603萬噸。預計2021年前全球乙烷需求量年均增速為6.5%，其中美國與西歐的增長率將達到10.5%，中東由于富含乙烷和其他輕烴的油田伴生氣資源在逐漸減少，此外近年來大量建設乙烷裂解裝置，加速了資源消耗，預計未來消費量增長率為4%。按此趨勢，2021年美國乙烷消費占全球總量將上升至43%，而中東將下滑至29%。

2016和年2021世界乙烷消費占比

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2017-2020年美國乙烷裂解裝置投產(chǎn)情況

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    3、中國乙烯需求增長穩(wěn)健，當量缺口巨大

    乙烯是中國需求量最大的烯烴之一，是合成塑料、合成纖維和合成橡膠的基礎原料，乙烯工業(yè)是一個國家石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要的標志。其下游主要有聚乙烯(細分為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯)、苯乙烯（聚苯乙烯、丁苯橡膠和ABS的原料）、環(huán)氧乙烷（乙二醇的原料）、PVC、乙丙橡膠、EVA和直鏈阿爾法烯烴（用作共聚單體、表面活性劑、合成潤滑油的生產(chǎn)）等，乙烯的下游衍生物應用的領域異常廣泛，包括汽車、建筑、物流、農(nóng)業(yè)、日用容器、服裝鞋子、電力線纜、家電和醫(yī)療等等，所以其需求的增長跟國民經(jīng)濟各部門的增長息息相關。

    過去十年我國的乙烯表觀消費快速增長，從2008年的1096萬噸增長到2017年的2143萬噸，年均復合增長率8%，大致與GDP平均增速同步。在國內乙烯消費結構中，LLDPE約占總消費量的28%、HDPE約占24%、LDPE約占12%、環(huán)氧乙烷/乙二醇約占19%、苯乙烯約占8%、PVC約占5%。

乙烯表觀需求增長（單位：萬噸）

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2017年乙烯當量需求（單位：萬噸）

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    預計2018-2020年，乙烯下游中增長較快的將是PVC、苯乙烯和HDPE，增速均在8%以上，顯著快于其他衍生物的增速。目前乙烯下游衍生物大量依賴進口，其中乙二醇、LDPE和HDPE的自給率最低，分別為42%、48%和49%，2017年中國聚乙烯進口量1179萬噸，乙二醇進口量超過800萬噸，乙烯單體進口量215萬噸。雖然2017年我國乙烯表觀消費量約2143萬噸，但基于乙烯下游衍生物進口量折算得到的乙烯當量需求量在3900萬噸左右，當量缺口達2000萬噸。預計到2025年國內乙烯當量缺口仍將在1600萬噸以上，這為我國發(fā)展乙烷裂解制乙烯提供巨大的市場空間。

乙烯下游應用

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乙烯下游需求增長（2018-2020）

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    三、乙烷裂解技術成熟，國內企業(yè)開始布局

    蒸汽裂解是目前生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁二烯和芳烴的主要工藝之一，商業(yè)化歷史悠久、技術成熟，在全球范圍內裝置眾多。蒸汽裂解可適用的原料范圍非常廣泛，主要包括乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、石腦油、常壓柴油甚至減壓蠟油和減壓渣油，裂解爐既可以單組分進料也可以混合進料。其基本原理是原料跟蒸汽通過管式裂解爐在高溫下使長鏈大分子斷裂生成低分子烯烴和烷烴原料成分對于產(chǎn)物的組成影響巨大，一般來講原料越輕，乙烯產(chǎn)量越高同時重組分產(chǎn)物越少，相應的工藝流程越簡單，所以投資也相對越少。

不同原料的乙烯收率和相對投資

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    乙烷蒸汽裂解制乙烯技術的核心是裂解爐技術及其改進與完善，目前國際上主要的技術包括Lummus公司、KBR公司、Technip公司、Linde公司和中石化。當前乙烷裂解裝置和混烷裂解裝置主要集中在北美和中東等乙烷資源豐富的地區(qū)。國內因為乙烷資源缺乏的原因，還缺少商業(yè)化的乙烷裂解裝置，但未來三年國內多個乙烷裂解項目將陸續(xù)投產(chǎn)。

2017年全球乙烯原料結構

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2017年乙烷/混烷裂解裝置地區(qū)分布（單位：套）

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    截止目前我國共有15個乙烷裂解項目（包括混烷裂解），投資方既有中國石油等國企也有社會企業(yè)（新浦化學、衛(wèi)星石化和萬華化學等），中石油的乙烷裂解項目主要采用自有油氣田生產(chǎn)的乙烷原料，而社會企業(yè)的主要原料來源為進口美國乙烷。

國內乙烷裂解項目

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    全球乙烷主要由中東和美國提供。美國和中東乙烷產(chǎn)量分別占世界乙烷總產(chǎn)量的38%和36%。但近年來中東地區(qū)富含乙烷及其他輕烴的伴生氣資源逐漸減少，乙烷產(chǎn)量逐漸降低，加之中東地區(qū)大量建設乙烷裂解裝置，所以中東乙烷基本無出口量。因此全球貿(mào)易乙烷基本上由美國供應的。由于頁巖氣革命的成功，近些年美國乙烷的產(chǎn)量連年增長，2017年美國乙烷實際產(chǎn)量約在17.11百萬桶/天左右，除了增加對西歐和印度的乙烷出口量，中國巨大的潛在乙烷市場也是美國開始拓展的方向。2017年11月，美國總統(tǒng)特朗普訪華期間，中美企業(yè)簽訂了多個油氣產(chǎn)業(yè)鏈相關領域合作的協(xié)議，涉及金額超過1500億美元。其中，除了廣受關注的液化天然氣貿(mào)易合同外，中美簽訂的金額為260億美元的《乙烷購銷協(xié)議》也具有標志性的意義，這是美國向中國出口乙烷的首個貿(mào)易合同。乙烷既可以作為裂解原料來生產(chǎn)乙烯，又可以回注到天然氣中作為燃料出售，因此乙烷兼具化工原料和燃料雙重屬性。頁巖氣革命后美國乙烷產(chǎn)量激增，但乙烯裝置擴能有限而無法消耗巨大的乙烷增量，2012年后乙烷庫存劇增致其脫離原油價格影響，燃料屬性占據(jù)主導地位，價格與天然氣趨于一致。

    2017年以后隨著美國乙烷裂解裝置的投產(chǎn)，乙烷的石化原料屬性開始顯現(xiàn)，但目前仍是燃料屬性占主導，因此美國國內乙烷價格一直比較低迷。根據(jù)我們的分析，2021年之前美國乙烷的產(chǎn)量增速將遠大于國內需求增速，再加上目前的回注量隨著亞洲乙烷裂解項目的投產(chǎn)將轉化為新的出口資源，我們預計隨著美國本土新增乙烷裂解產(chǎn)能逐漸釋放，未來價格將有所上漲，將在一定程度上體現(xiàn)其石化原料屬性，但仍然不足以對中國乙烷裂解造成威脅。

美國原油和天然氣價格（單位：$/mmbtu和$/bbl）

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美國乙烷和天然氣價差（美元/mmbtu）

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    跟國內傳統(tǒng)的石腦油裂解制乙烯和煤制烯烴相比，采用進口美國乙烷作為乙烷裂解的原料具有明顯的成本優(yōu)勢，將極大地改變乙烯產(chǎn)業(yè)的競爭格局，提高國內乙烯和乙烯衍生物的競爭力。乙烯的全生產(chǎn)成本包括原材料成本、副產(chǎn)品收益抵扣、公共工程（水、電、燃氣等）、固定成本（工資、設備維修維護、工廠管理費用）、折舊。我們以2018年11月份的原料價格為基準，對我國煤制烯烴（CTO）、進口甲醇制烯烴（MTO）、石腦油制烯烴、進口美國乙烷制烯烴等四種不同原料制烯烴路線的全生產(chǎn)成本進行測算對比，主要的假設如下：1）乙烯產(chǎn)能/烯烴產(chǎn)能設為150萬噸/年；2）原油、石腦油、乙烷、煤炭和進口甲醇分別采用布倫特原油、CFR東北亞、美國MB、山西長焰煤坑口價和甲醇CFR主港價格。所有價格均不含增值稅；3）暫無乙烷進口貿(mào)易，乙烷關稅按照20%計算。美國-中國運費假設為100美元/噸；4）美元人民幣匯率采用6.95。

2018年11月乙烷裂解制乙烯成本（單位：元/噸）

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乙烷裂解相對競爭優(yōu)勢分析（單位：元/噸）

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    結果表明：乙烷裂解制乙烯的成本優(yōu)勢明顯，當前市場環(huán)境下生產(chǎn)成本大約比石腦油路線低3000元/噸、比煤制烯烴低350元每噸、比進口甲醇制烯烴低4000元/噸。當前油價和煤價下即便乙烷價格翻番，成本仍然遠低于石腦油路線和進口甲醇路線。預測2021年美國乙烷價格有可能達到318美元，在此價格下中國進口美國乙烷裂解制乙烯仍然比國內石腦油路線成本低。

    相關報告：智研咨詢網(wǎng)發(fā)布的《2019-2025年中國乙烷行業(yè)市場深度監(jiān)測及投資機會研究報告》