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化工行业债券研究_二_石油化工和煤化工产品区别与替代2017年民生证券22页

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文本描述
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固定收益/专题报告
报告摘要:
石油化工以石油和天然气为原料,包含石油炼制品和石油化工品两大
工业体系。石油炼制生产各种燃料油(如汽油、煤油、柴油等)和润
滑油以及液化石油气、焦碳、石蜡、沥青等石油产品,石油化工则把
石油分离成原料馏分,对原料油和气进行裂解,生成以乙烯、丙烯、
丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料,再以这些基本化
工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料 (塑料、合成
纤维、合成橡胶)。炼油和化工相互依存、相互渗透,是我国的支柱
产业部门之一

石油资源的不可再生性和工业化进程的加快,世界石油供应日益紧张
的形势问题严重制约着我国经济的发展,能源安全问题日益突出。我
国能源结构呈现出鲜明的“富煤、贫油、少气”能源资源特点,这决
定了我国长期依赖煤炭的能源格局,资源禀赋决定了我国必须发展煤
化工产业。传统煤化工通常指煤制焦炭、电石、甲醇等历史悠久,技
术成熟的产业。而现代煤化工,旨在替代能源和石油化工产品为主的
新型煤化工技术及产品生产,诸如煤制油、烯烃、二甲醚、天然气、
乙二醇等以煤基替代能源为导向的产业。大力发展新型煤化工产业,
实施对原油的替代,战略意义重大

以替代传统石油化工的现代煤化工经济性,主要受到原油价格的影响,
并且整体上,随着油价的提高,煤基化工产品 (乙二醇、烯烃)的经济
竞争力会大大好于煤基能源产品( 油品、二甲醚) ,即煤基化工产品的
盈利能力比煤制能源产品的盈利能力更强

当油价 < 50美元/桶时,现代煤化工的经济竞争力都不理想; 当油价位
于60~70 美元/桶时,现代煤化工初具经济竞争力,顺序是: 煤制烯烃
≈煤制乙二醇煤制二甲醚煤制油;当油价70 美元/桶时,现代
煤化工经济竞争力进一步提升,煤制乙二醇效益最好,其次是煤制烯
烃,而煤制油和煤制二甲醚基本相当

行业产能过剩的风险
石油化工和煤化工产品区别与替代
——化工行业债券研究(二)
固定收益专题报告 2017年2月8日
民生证券研究院
[Table_Invest] [Table_Author] 分析师:李奇霖
执业证号: S0100516070001
电话: (010)85127658
邮箱: liqilin@mszq
研究助理:李昭函
执业证号: S0100115070018
电话: (0755)2266 2075
邮箱: lizhaohan@mszq
研究助理:徐丹
执业证号:
电话:
S0100116080009
电话: (010)8512 7654
邮箱: xudan@mszq
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目录
一、石油化工和煤化工概述 ...... 3
(一)工艺概貌:结构组分差异,工艺路径多变 .......... 3
(二)发展简史:石油化工后来居上 ...... 3
二、浅析对比石油化工和煤化工 .......... 4
(一)原料路径:富煤、贫油、少气的能源结构 .......... 4
(二)转化工艺 ...... 7
1、石油化工转化工艺:石油炼制与石油化工一体化7
2、煤化工转化工艺:煤的多质多种类综合利用 ........ 8
(三)下游产品 ...... 9
1、石油化工:覆盖有机化工品的核心9
2、煤化工产品:新型煤化工产品为重点导向9
三、煤化工产品的替代性分析11
(一)煤制烯烃:工艺成熟,可规模化发展 .... 11
(二)煤制天然气:能源转化效率较高,受合成气价格影响大 ........ 13
(三)煤制乙二醇:市场缺口大,具一定成本优势 .... 15
(四)煤制油品:转化效益低,技术瓶颈大 .... 16
(五)煤制二甲醚:规模经济下的成本优势 .... 17
插图目录20
表格目录20
固定收益/专题报告
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一、石油化工和煤化工概述
(一)工艺概貌:结构组分差异,工艺路径多变
石油化工是指以石油和天然气为原料,既生产石油产品,又生产石油化学产品
的加工工业。具体而言,石油加工工业从加工与用途角度可以划分成两大产业,一
是石油通过炼制可以生产各种燃料油(如汽油、煤油、柴油等)和润滑油以及液化
石油气、焦碳、石蜡、沥青等石油产品,即炼油过程或称石油炼制工业体系;二是
把石油分离成原料馏分,对原料油和气进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、
甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料,再以这些基本化工原料生产多种有机化工原
料(约200种)及合成材料 (塑料、合成纤维、合成橡胶),即石油化工体系

炼油和化工二者相互依存、相互渗透,庞大而复杂,共同推动了石油化工的技术发
展,更提高了石油的经济效益,石油工业已然成为我国的支柱产业部门之一

煤化工是以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品
以及化学品的过程。从煤的加工过程区分,煤化工主要包括煤的干馏(含炼焦和低
温干馏)、气化、液化和合成化学品等。其中,炼焦是煤化工利用技术里最早的工
艺,至今仍是煤化学工业的重要组成部分,产品包括生产炼铁用焦炭,焦炉煤气、
苯、萘、蒽、沥青和碳素材料等。煤气化用于生产各种燃料气,而生成的合成气是
合成液体燃料、甲醇等多种产品的原料。煤直接液化可以生产人造石油和化学产品,
间接液化则是指先生产合成气,再催化合成液体品。煤低温干馏可生产半焦、低温
焦油和煤气等

(二)发展简史:石油化工后来居上
煤化工在工业革命时初创,伴随着战争发展。中国是使用煤最早的国家之一,
早在公元前就用煤冶炼铜矿石、烧陶瓷,明代已用焦炭冶铁。但是,煤作为化学工
业的原料加以利用并逐步形成工业体系,则是在近代工业革命之后。18世纪后半叶,
由于工业革命的进展,炼铁用焦炭的需要量大幅度地增加,炼焦炉应运而生,开启
了煤化工的初创时期,并于1763年发展了将煤用于炼焦的蜂窝式炼焦炉。一战期
图1: 2005-2014年能源消费量(万吨标准煤)及增速(%)
图2: 近十年来我国一次能源结构变化趋势
资料来源:中国统计年鉴,民生证券研究院资料来源:中国统计年鉴,民生证券研究院
0%
4%
8%
12%
16%150000
300000
450000
能源消费总量(万吨标准煤)
能源消费增长速度(%)
0%
5%
10%
15%
20%
64%
66%
68%
70%
72%
74%
2004200620082010201220142016
煤炭(左轴)石油
天然气一次电力及其他能源
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间,钢铁工业高速发展,同时作为火炸药原料的氨、苯及甲苯也很急需,这促使炼
焦工业进一步发展,并形成炼焦副产化学品的回收和利用工业。煤化工在二战前夕
及大战期间,取得了全面发展,进入辉煌时期。费托合成、煤直接加氢液化、低温
干馏等一系列生产技术应运而生。1938年一氧化碳加氢合成液体燃料产量已达59
万吨,1939年煤高压加氢液化制取液体燃料的方法能达到110万吨的年生产能力,
1944年底温干馏焦油年生产能力已达到94.5万吨。此外,由煤直接化学加工制取磺
化煤、腐植酸和褐煤蜡的小型工业,及以煤为原料制取碳化钙,进而生产乙炔从而
以乙炔为原料的化学工业也获得发展

二战以后,由于大量廉价石油和天然气的开采,工业上大规模由煤制取液体燃
料的生产暂时中止,代之兴起的是以石油和天然气为原料的石油化工。煤在世界能
源构成中的比例由65~70%降至25~27%,不少工业化国家已经用天然气代替了民用
煤气。值得一提的是,由于钢铁工业的持续发展,煤化工的炼焦工业也不断壮大

石油化工是20世纪20年代兴起,起源于美国,初期依附于石油炼制工业。第
二次世界大战前后迅速发展,50年代在欧洲继起,60年代又进一步扩大到日本及
世界各国。这时,很多化学品的生产从以煤为原料转移到以石油和天然气为原料,
世界化学工业的生产结构和原料体系已经发生了重大变化。70年代初,美国石油化
工生产的各种石油化学产品,多达数千种,石油化学工业的新工艺、新产品不断出

二、浅析对比石油化工和煤化工
(一)原料路径:富煤、贫油、少气的能源结构
能源的分类主要包括煤、石油、天然气及其他,所有化工产业的原料来源也最
终来自这几大类。 我国在过去十年的能源消费平均增速为5.3%,而2015年仅为
1.5%,增速不及过去十年平均水平的三分之一。近十年以来,我国的能源消费总量
仍逐年递增,但增速明显呈明显逐年下降趋势。然而,我国仍是世界上最大的能源
消费国,同比分别占全球消费的23%和全球净增长的34%

图3:我国油田开采企业个数图4: 国际原油近十年来价格走向(美元/桶)
资料来源:wind,民生证券研究院资料来源:wind,民生证券研究院100
200
300
石油和天然气开采业:企业单位数(个)20
40
60
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100
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200420062009201220142017
原油价格(美元/桶)
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具体细分到各种一次能源,煤炭一直是我国的能源消费主体,占比一直高于
65%,虽然近几年来也呈至下滑趋势;天然气的消费则整体窄幅震荡,变化不大,
而石油则基本持平;一次电力及其他新能源则呈现逐年增长趋势,2014年,我国煤
炭在总量消费比中占66.0%,石油占17.1%,天然气占5.7%,一次电力及其他占
11.2%

对于石油化工而言,其是以石油和天然气为原料的的石油加工工业,而石油和
天然气的获取主要通过油田开采直接获得。这里需要提出的是,石油严格按照定义
来说,一切天然碳氢化合物或其混合物,不管相态(气体,液体,固体,煤炭除外)
如何,统称石油;即石油包括原油、天然气、天然汽油、地蜡等;但日常术语中一
般将石油和原油相提并论,本文亦沿此习惯

我国油田开采企业单位数从2010年以来呈现逐年下降趋势,到2012年从335
家企业单位数缩减到137家,同比下降59%,近几年来均维持在140家左右,上下
波动约3%。这主要是国际原油价格的市场波动有关,国际原油价格的持续下跌导
致国内油田开采企业更倾向于直接进口原油,尽量避免高额开采成本的限制

煤化工以煤炭为原料,而煤是地球上能得到的最丰富的化石燃料。我国煤炭资
源丰富,煤炭储存量远远大于石油、天然气储量,现已探明的煤炭可采储量约为8000
图5:近十年我国石油和煤炭基础储量情况图6: 2014年我国一次能源消费结构(%)
资料来源:中国统计年鉴,民生证券研究院资料来源:中国统计年鉴,民生证券研究院
图7:我国煤炭开采企业个数图8: 2011-2016年我国煤炭开采收入(万元)和同比(%)
资料来源:wind,民生证券研究院资料来源:wind,民生证券研究院2,000
4,000
6,000100,000
200,000
300,000
400,00006070809
202020202020基础储量:石油(万吨)
基础储量:煤炭(亿吨)(右轴)
66%
17%
6%
11%
能源消费总量构成,煤炭能源消费总量构成,石油
能源消费总量构成,天然气一次电力及其他能源2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
20082009201020112012201320142015
煤炭开采和洗选业(个)
(30)
(10)30
5080000000
160000000
240000000
320000000
主营业务收入:累计值(万元)
主营业务收入:累计同比(%)
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