石油化工行业煤化工系列报告之（一）：CTO，独特工艺“点煤成金“ 0页

'若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本目录烯烃：塑料工业核心原料，工艺路线各不相同4下游对接塑料产业链4殊途同归，油气煤均可用作原料5CTO：从煤始，至烯终7煤制甲醇提供烯烃合成原料7MTO：烯烃生产关键一环8因地制宜，煤制烯烃产业蓬勃发展11富煤能源结构助推CTO“大展身手”11聚烯烃需求向好，进口替代盼加速13自产甲醇更受青睐，外购甲醇产能较低14煤制烯烃：高油价下的较优选择16CTO及石脑油裂解盈利性对比16耗水量及碳排放：仍需进一步削减19投资建议：油价稳中有升，利好煤制烯烃竞争力上行21图表目录图1：乙烯主要用来合成聚乙烯PE4图2：丙烯主要用来合成聚丙烯PP4图3：HDPE下游需求占比4图4：LDPE/LLDPE下游需求占比4图5：聚丙烯下游需求占比5图6：聚乙烯（上）及聚丙烯（下）聚合反应方程式5图7：聚烯烃下游塑料产品丰富多样，应用广泛5图8：三类烯烃生产工艺产物收率对比6图9：我国乙烯产能占比一览（按生产工艺分类）6图10：我国丙烯产能占比一览（按生产工艺分类）6图11：三类烯烃生产工艺成本对比6图12：煤制烯烃CTO流程一览7图13：煤制甲醇CTM流程一览7图14：甲醇制烯烃MTO流程一览8图15：UOPMTO工艺流程图9图16：DMTO工艺流程图（改进版包括C4+回收再反应步骤）9图17：S-MTO工艺流程图9图18：MTP工艺流程图10图19：SAPO-34催化剂结构图10 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图20：我国原油资源较少，进口依赖度整体较高11图21：我国天然气资源较少，进口依赖度逐渐提升11图22：我国为煤炭产销大国，供需基本保持平衡11图23：我国一次能源消费主要集中于煤炭11图24：全球主要国家及地区一次能源消费占比12图25：全球主要国家及地区乙烯产量按原料来源统计对比12图26：近年来聚乙烯需求增速超过供给增速13图27：近年来聚乙烯开工率持续上行13图28：废塑料禁令颁布后，再生聚乙烯进口量持续下滑13图29：再生聚乙烯年进口量约在200万吨附近13图30：近年来聚丙烯供需关系较为平衡13图31：近年来聚丙烯开工率保持较高水平13图32：进口聚乙烯主要来自中东地区14图33：进口聚丙烯主要来自中东及东北亚14图34：以神华包头CTO装置及相关技术供应商为例，诠释其全产业链一体化结构14图35：我国在产煤制乙烯产能占比一览15图36：我国在产煤制丙烯产能占比一览15图37：未来3年我国预投产煤制乙烯产能占比一览15图38：未来3年我国预投产煤制丙烯产能占比一览15图39：我国乙烯在产及预投产产能结构图15图40：我国丙烯在产及预投产产能结构图15图41：CTO及石脑油裂解装置收支对比17图42：CTO及石脑油裂解装置费用结构对比17图43：CTO及石脑油裂解装置产物结构对比17图44：项目NPV及IRR随利率变化图17图45：CTO及石脑油裂解装置盈利敏感性分析17图46：近年原油及煤炭价格走势对比18图47：近年甲醇及煤炭价格走势对比18图48：三种工艺烯烃生产成本历史复盘，当前油价下CTO竞争力有望反超油头烯烃19图49：我国中西部地区水资源较为匮乏19图50：我国中西部地区煤炭资源较为丰富20图51：基于上述假设，煤制乙烯及油头乙烯盈利性对比20表1：基本假设下的项目参数对比16表2：不同烯烃成本对应原油及煤炭价格18表3：不同烯烃成本对应甲醇及煤炭价格18表4：碳排放交易及废水处理费用假设20 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本烯烃：塑料工业核心原料，工艺路线各不相同下游对接塑料产业链烯烃主要用于生产聚烯烃。烯烃意指含有双键的碳氢化合物，其中最常见及用途最广的两种烯烃为乙烯和丙烯，分别主要用来合成聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。其中，聚乙烯主要可以分为高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）三类，而聚丙烯则主要分为粉料及粒料两种。这两大类聚烯烃产品也是生产生活中最为常见塑料制品的原材料，如塑料袋、瓶、管材、玩具及家具等。图1：乙烯主要用来合成聚乙烯PE图2：丙烯主要用来合成聚丙烯PP12%聚乙烯（PE）7%乙二醇8%环氧乙烷61%苯乙烯12%其它3%3%2%4%聚丙烯（PP）4%环氧丙烷6%丙烯腈辛醇7%丙烯酸丙酮71%正丁醇其它资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所图3：HDPE下游需求占比图4：LDPE/LLDPE下游需求占比5%14%吹塑41%注塑薄膜16%管材其它24%7%4%薄膜5%挤压贴塑8%注塑电线及电缆皮76%其它资料来源：TheEssentialChemicalIndustry，长江证券研究所资料来源：TheEssentialChemicalIndustry，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图5：聚丙烯下游需求占比图6：聚乙烯（上）及聚丙烯（下）聚合反应方程式21%包装盒28%薄膜家具、玩具、家居用品20%管材16%地毯等纤维制品15%资料来源：TheEssentialChemicalIndustry，长江证券研究所资料来源：WashingtonUniversityinSt.Louis，长江证券研究所图7：聚烯烃下游塑料产品丰富多样，应用广泛资料来源：TheEssentialChemicalIndustry，长江证券研究所殊途同归，油气煤均可用作原料烯烃生产工艺按照上游原材料可以分为油头、煤头和气头三大类。油头工艺是最传统、最常见的烯烃生产方式，主要使用石脑油或柴油来进行裂解和催化裂化（FCC），生产出的乙烯、丙烯收率普遍较低，且会产生较多的油品副产物。受原料供应限制，油头工艺装置一般作为炼厂下游配套设施建设，几乎无法单独投建。气头工艺主要是指利用乙烷、丙烷等烷烃生产烯烃的工艺，该类工艺烯烃收率较高，产品选择性较好，其中乙烷裂解制乙烯及丙烷脱氢（PDH）制丙烯的收率均能达到80%以上，副产物主要为可燃碳氢化合物及氢气，但我国丙烷及乙烷进口依赖度较高，该类工艺产能相对较低。煤头工艺在我国应用较广，主要以CTO的形式存在。该工艺需要依托丰富的煤炭资源并往往形成从煤炭到聚烯烃的产业链一体化格局。CTO烯烃收率较高，乙烯、丙烯及少部分丁二烯的产率合计高达85%以上。甲醇制烯烃（MTO）通常是CTO工艺中的一环且位于煤制甲醇装置下游，也可不依附于CTO，直接外购甲醇进行烯烃生产，但当甲醇价格较高时，该路线往往盈利性较差。我国油头工艺产能占比最高，煤头工艺位居其次，气头工艺产能占比相对较低。 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图8：三类烯烃生产工艺产物收率对比产物中丙烯/乙烯乙烷裂解混烷裂解(乙烷:丙烷=7:3)丙烷裂解丁烷裂解轻质石脑油裂解重质石脑油裂解柴油(瓦斯油)裂解轻质石脑油裂解+复分解催化裂化(FCC)高苛刻度催化裂化(HS-FCC)丙烷脱氢(PDH)煤制烯烃(CTO)改进版(Advanced)煤制烯烃乙烯丙烯丁二烯混合碳四热解气/汽油燃料气氢气燃料油焦炭产物百分比资料来源：HoneywellUOP，长江证券研究所图9：我国乙烯产能占比一览（按生产工艺分类）图10：我国丙烯产能占比一览（按生产工艺分类）23%煤头乙烯油头乙烯77%1%煤头丙烯16%26%油头丙烯气头丙烯57%其它资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所高油价下煤头工艺具有一定成本优势。对于天然气资源较为丰富的国家来说，气头烯烃生产成本最低。在油价较低的2016年，煤头工艺竞争力稍显逊色，但2011年油价较高时，CTO成本相对油头工艺更低。此外，外购甲醇的MTO工艺竞争力一直相对较弱。图11：三类烯烃生产工艺成本对比煤头美元/吨油头气头资料来源：IHSMarkit，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本CTO：从煤始，至烯终煤制烯烃CTO流程包括煤制甲醇和甲醇制乙烯。CTO（CoaltoOlefin）的主要流程为：煤→合成气→甲醇→烯烃。由煤生产甲醇的技术称为CTM（CoaltoMethanol），而由甲醇生产烯烃的技术则统称MTO（MethanoltoOlefin），当其产物仅为丙烯时则称为MTP（MethanoltoPropylene）。其中，未配套上游煤制甲醇装置的企业，也可以通过直接外购甲醇的方式投资MTO/MTP装置生产烯烃。图12：煤制烯烃CTO流程一览甲醇制烯烃MTO煤炭制甲醇CTMMTO技术煤炭煤制合成气煤制甲醇DMTO技术乙烯/丙烯S-MTO技术丙烯MTP技术资料来源：U.S.DepartmentofEnergy，DeutscheBank，长江证券研究所煤制甲醇提供烯烃合成原料甲醇为煤制烯烃不可或缺中间产物。由煤气化反应可以在1,400至1,600℃及5MPa压力下得到合成气，其主要成分为氢气及一氧化碳，二者比例约为1:2。因合成甲醇需要，需通过水煤气变换反应将二者比例调整为2:1左右，之后在300至400℃及25至35MPa压力下合成中间产物甲醇。粗甲醇中甲醇占82%，水占18%，且有部分杂质，精炼后二者均被除去，以此得到生产下游烯烃的直接原料。图13：煤制甲醇CTM流程一览煤制合成气空气分离装置硫酸、硫磺氧气、氮气硫化氢CTM粗煤制气煤炭气化反应器水煤气变换酸气抽提装置石油焦等蒸汽二氧化碳粗甲醇甲醇煤制合成气甲醇精炼装置甲醇合成装置合成气制甲醇资料来源：U.S.DepartmentofEnergy，DeutscheBank，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本MTO：烯烃生产关键一环甲醇制烯烃MTO囊括多种可选工艺流程。煤制烯烃CTO细分工艺的区别主要是在甲醇制烯烃MTO的步骤上。目前主要有四种已经实现工业化的甲醇制烯烃工艺：1）UOPHoneywell的MTO工艺；2）中国科学院大连化学物理研究所（DICP）的DMTO工艺；3）中国石化的S-MTO工艺；4）Lurgi的MTP工艺。图14：甲醇制烯烃MTO流程一览甲醇二氧化碳乙烷流化床循环反应器二氧化碳抽提干燥装置乙烷抽提若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本失活循环水及甲醇再生较重碳氢化合物较轻碳氢化合物若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本催化剂丙烷丙烷抽提甲烷甲烷抽提若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本丁烷抽提氧气抽提C2分离乙烷若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本其它较重丁烷碳氢化合物C3分离乙烯若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本丙烯丙烷资料来源：U.S.DepartmentofEnergy，DeutscheBank，长江证券研究所UOPMTO工艺：该工艺主要在400至500℃下发生，所需压力在0.1至0.3MPa之间。在这种工艺下，会产生少量焦炭颗粒并在催化剂表面聚集，从而导致催化剂活性下降，但可以通过加装催化剂循环装置去除焦炭。为进一步提高产品气中低碳烯烃的收率，UOP开发了OCP（OlefinsCrackingProcess）工艺，将分离出的C4+等较重组分送入催化裂解反应器生产乙烯和丙烯。对于附加OCP工艺的MTO装置，其乙烯和丙烯的选择性可以高达85%至90%，并且可以在较大范围内调节乙烯/丙烯比例。 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图15：UOPMTO工艺流程图MTO(UOP)去除水分甲醇轻质烯烃回收乙烯/丙烯MTO反应器重质烯烃C4至C6烯烃裂解过程C3产品回收（主要为丙烯）C3及少量C4+分离装置OCP催化裂解C4+副产物资料来源：《现代化工》，HoneywellUOP，长江证券研究所DMTO工艺：可实现超过99%的甲醇转化率，反应温度为400至550℃，并在0.1至0.3MPa的压力下进行。每吨甲醇约需消耗0.25kg的SAPO-34催化剂。改进版工艺DMTO-II可以将C4+组分回收裂解再利用，并进一步提高产物中乙烯及丙烯的收率。图16：DMTO工艺流程图（改进版包括C4+回收再反应步骤）DMTO丁二烯等多种烯烃混合物分离流化床反应器甲醇C4+C2+C3乙烯/丙烯DMTO-II丁二烯等多种烯烃混合物分离流化床反应器甲醇C4+C2+C3乙烯/丙烯资料来源：《现代化工》，DICP，长江证券研究所S-MTO工艺：该工艺使用SAPO-34催化剂，并因此可以控制产物中乙烯/丙烯的产量比值。此外，该反应工艺所拥有的烯烃催化裂解装置（OCC）可以把丁二烯及更重的烯烃裂解成为较小的乙烯或丙烯，但OCC也会产生部分副产物如一氧化碳、二氧化碳和氢气等。整体来看，S-MTO的乙烯及丙烯产率合计可超过80%。图17：S-MTO工艺流程图S-MTO烯烃合成增加乙烯、丙烯收率烯烃催化裂解装置甲醇乙烯/丙烯S-MTO反应器一氧化碳、二氧化碳、氢气资料来源：《现代化工》，中国石化，长江证券研究所MTP工艺：该工艺首先在260℃下将大多数甲醇转化为二甲醚（DME），与剩余未反应 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本的少部分甲醇一起在470至480℃的温度区间，0.13MPa压力下，于MTP反应器内反 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本应转化为丙烯。之后，生成的混合物将被继续通入其它MTP反应器，以增加丙烯收率。此外，该反应也生成少量副产物。图18：MTP工艺流程图MTP甲醇蒸汽75%DME/水丙烯DME反应器精炼装置3台MTP反应器二氧化碳、水汽油、燃料气25%未反应甲醇较重烯烃循环资料来源：《Processes》，Lurgi，长江证券研究所MTO最常用催化剂：SAPO-34。SAPO-34发明于20世纪80年代，是甲醇制烯烃工艺中最常用的催化剂，是一种多孔分子筛材料，单位体积的表面积较大。为增强该产品的选择性并防止副产物生成，往往在该材料中加入镍、镁、钙、锶等调节其孔隙大小，并提升催化剂的机械强度。图19：SAPO-34催化剂结构图资料来源：《Desalination》，ACSMaterial，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本因地制宜，煤制烯烃产业蓬勃发展富煤能源结构助推CTO“大展身手”我国是一个“富煤、缺油、少气”的国家。就一次能源消费占比来看，62%的比例由煤炭贡献，而第二大能源消费来自原油产品，占比约为19%，而我国天然气一次能源消费占比仅有6%。造成这种情况的主要原因是，我国煤炭的储量及产量占全球比例均远超原油及天然气。图20：我国原油资源较少，进口依赖度整体较高图21：我国天然气资源较少，进口依赖度逐渐提升13%9%5%5%4%4%1%1%2%6%4%3%2%2%1%1%1%1%14%7%12%6%10%5%8%4%6%3%4%2%2%1%若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本0%199620062016我国原油探明储量占比我国原油产量占比我国原油消费量占比0%199620062016天然气探明储量占比天然气产量占比天然气消费量占比若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本资料来源：BPStatisticalReview，长江证券研究所资料来源：BPStatisticalReview，长江证券研究所图22：我国为煤炭产销大国，供需基本保持平衡图23：我国一次能源消费主要集中于煤炭51%46%44%42%30%30%21%3%2%6%9%19%62%60%50%煤炭40%石油30%水电若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本20%10%0%199620062016煤炭探明储量占比煤炭产量占比煤炭消费量占比天然气再生能源核能若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本资料来源：BPStatisticalReview，长江证券研究所资料来源：BPStatisticalReview，长江证券研究所能源消费结构受产量、储量及政策面影响较大。通过对比不难发现，由于能源产量及储量等影响因素，全球其它主要国家及地区对煤炭的依赖度均远低于中国。其中，美国及中东地区一次能源消费占比中天然气比例较高，而欧洲、东南亚及日本一次能源消费则集中在石油上。另一个重要的影响因素则来自于政策面，整体来看，近年来我国对煤化工的产业发展支持力度较大。发展煤制烯烃是因地制宜的选择。综合上述两方面因素，以乙烯为例不难发现，煤制烯烃仅在我国应用较广，美国及中东的乙烯多为气头烯烃，西欧、东南亚及日本的乙烯产品则主要来自于炼厂。所以，发展煤制烯烃是在我国独特能源生产消费结构下产生的较优方案。 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图24：全球主要国家及地区一次能源消费占比若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%中东美国中国欧洲及中亚东南亚日本石油天然气煤炭核能水电再生能源若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本资料来源：BPStatisticalReview，长江证券研究所图25：全球主要国家及地区乙烯产量按原料来源统计对比百万吨丁烷丙烷其它煤炭柴油石脑油乙烷中东美国中国西欧东南亚日本资料来源：MitsubishiResearch，长江证券研究所政策指引及支持清晰明确。2017年2月，国家能源局发布了《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》，为首个国家层面的煤炭深加工产业规划，且该规划经由国务院批准。此外，2017年3月，国家发展和改革委员会、工业和信息化部联合发布了《现代煤化工产业创新发展布局方案》，为推动现代煤化工产业创新发展的重要纲领性文件。上述方案的发布，为我国“十三五”期间煤化工的科学发展指明了方向和道路。《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》指出，我国煤炭深加工产业目前仍处于产业化初级阶段，其主要问题有：生产工艺和环保技术有待完善；示范项目建设秩序有待规范；企业运营管理水平有待提高；产业支撑体系有待健全。我国煤炭深加工产业发展的基本原则包括：1）自主创新，升级示范；2）量水而行，绿色发展；3）严控产能，有序推进；4）科学布局，集约发展；5）转换动力，助推转型；6）优势互补，协调发展。《现代煤化工产业创新发展布局方案》指出，当前阶段的重点任务包括：1）深入开展产业技术升级示范；2）加快推进关联产业融合发展；3）实施优势企业挖潜改造；4）规划布局现代煤化工产业示范区；5）组织实施资源城市转型工程；6）稳步推进产业国际合作；7）大力提升技术装备成套能力；8）积极探索二氧化碳减排途径。 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本聚烯烃需求向好，进口替代盼加速聚乙烯：政策利好提振需求。自2013年以来，聚乙烯供需关系向好发展，需求年化增速为8.44%，超过供给年化增速1.61pct，开工率也从84.18%逐渐提升到91.50%。此外，受2017年7月颁布的废塑料进口禁令影响，2018年预计将出现约200万吨待填补聚乙烯需求，利好国内原生聚乙烯景气上行。图26：近年来聚乙烯需求增速超过供给增速图27：近年来聚乙烯开工率持续上行3,00046%2,50044%2,00042%1,50040%1,00050038%036%20102011201220132014201520162017聚乙烯供给（万吨）聚乙烯需求（万吨）进口依存度（右）2,000100%1,50095%1,00090%50085%080%20102011201220132014201520162017聚乙烯产能（万吨/年）聚乙烯产量（万吨）开工率（右）资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所图28：废塑料禁令颁布后，再生聚乙烯进口量持续下滑图29：再生聚乙烯年进口量约在200万吨附近2017-012017-022017-032017-042017-052017-062017-072017-082017-092017-102017-112017-122018-0150040%45040020%3503002500%200150-20%100500-40%20102011201220132014201520162017聚乙烯废碎料及下脚料进口量（万吨）同比（右）资料来源：Wind，长江证券研究所资料来源：Wind，长江证券研究所30100%2550%200%15-50%105-100%0-150%聚乙烯废碎料及下脚料进口量（万吨）同比（右）聚丙烯：进口替代趋势保持。整体而言，聚丙烯供需关系相对较好，开工率保持在较高水平，进口依存度也逐年降低，目前已调整至15%以内。图30：近年来聚丙烯供需关系较为平衡图31：近年来聚丙烯开工率保持较高水平2,50030%2,00020%1,5001,00010%50000%20102011201220132014201520162017聚丙烯供给（万吨）聚丙烯需求（万吨）进口依存度（右）2,500100%2,00095%90%1,50085%1,00080%50075%070%20102011201220132014201520162017聚丙烯产能（万吨/年）聚丙烯产量（万吨）开工率（右） 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本聚烯烃进口依存度与国内烯烃市场竞争力息息相关。我国聚烯烃产能不足，较为依赖进口的主要原因有两种：1）高端产品生产技术落后；2）普通产品生产成本较高。由于在气源供应充足且较为廉价的情况下，气头烯烃生产成本低于油头及煤制烯烃；而近年来，随我国PDH产能不断投放，气制丙烯产量不断提升，中东国家倚靠其气头烯烃生产的聚丙烯价格优势不再。所以，我国聚丙烯进口依存度不断下降。然而，我国尚无在产乙烷裂解产能，因此我国聚乙烯进口依存度一直保持在40%左右，远高于聚丙烯且并无明显下降趋势。图32：进口聚乙烯主要来自中东地区图33：进口聚丙烯主要来自中东及东北亚若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本1,4001,2001,0008006004002000201120142017沙特伊朗阿联酋韩国新加坡其它400350300250200150100500万吨万吨201120142017韩国沙特新加坡中国台湾阿联酋其它若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所自产甲醇更受青睐，外购甲醇产能较低打通全产业链，CTO竞争优势较强。我国煤制烯烃项目上马往往会配套下游聚烯烃装置，以实现从上游煤炭到下游聚烯烃的全产业链一体化结构，可以有效减少外购成本，提升企业的抗风险能力及竞争实力。此外，由于多数CTO项目地处中西部地区以紧邻煤炭资源，与东南沿海消费市场之间距离较远，将烯烃加工成为聚烯烃也可以有效化解其长途运输难度较大、费用较高的问题。如果没有上游煤制甲醇产能的支撑，也可以外购甲醇生产烯烃，但这种方式往往受到甲醇价格波动和市场供应变化的影响，竞争力稍逊一筹。因此，我国在产及预投产煤制烯烃装置中，全流程CTO产能均高于外购甲醇MTO/MTP。图34：以神华包头CTO装置及相关技术供应商为例，诠释其全产业链一体化结构30万吨/年Univation煤制乙烯CB&ILummus聚乙烯180万吨/年60万吨/年DavyGEDICP煤炭煤制合成气煤制甲醇煤制烯烃30万吨/年LindeDow煤制丙烯聚丙烯资料来源：国家能源集团官网，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图35：我国在产煤制乙烯产能占比一览图36：我国在产煤制丙烯产能占比一览若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本24%76%CTO（自产甲醇）CTO（自产甲醇产烯烃）MTO（外购甲醇产烯烃）若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本MTO（外购甲醇）CTP（自产甲醇产丙烯）MTP（外购甲醇产丙烯）若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本12%16%53%19%资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所图37：未来3年我国预投产煤制乙烯产能占比一览图38：未来3年我国预投产煤制丙烯产能占比一览5%CTO（自产甲醇）MTO（外购甲醇）95%9%4%CTO（自产甲醇产烯烃）MTO（外购甲醇产烯烃）CTP（自产甲醇产丙烯）36%51%MTP（外购甲醇产丙烯）资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所煤制烯烃投资热度不减。因油头烯烃需要配置炼油厂，综合比较下煤制烯烃投资额度及难度较小，下游烯烃收率较高；相比气头烯烃，煤制烯烃不受上游原材料供应限制，优势凸显。以乙烯为例，目前仅约23%的国内产能为煤制烯烃，剩下均为油头烯烃。在未来3年内，预计每年新增乙烯产能中煤制烯烃占比均在30%以上。然而与乙烯不同，由于气头工艺PDH在我国已经有一定应用，油头工艺制丙烯竞争力不足，未来预投产产能中煤制烯烃及PDH比例相对较高。图39：我国乙烯在产及预投产产能结构图图40：我国丙烯在产及预投产产能结构图若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本4,0003,5003,0002,5002,0001,5001,000500020172018E2019E2020E煤头油头气头其它4,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000万吨万吨20172018E2019E2020E煤头油头气头其它若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本资料来源：卓创资讯，长江证券研究所资料来源：卓创资讯，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本煤制烯烃：高油价下的较优选择CTO及石脑油裂解盈利性对比煤头及油头烯烃盈利情况差异显著。现假设：1）原油价格为70美元/桶，对应石脑油价格为5,500元/吨；2）原料煤价格为405元/吨；3）石脑油裂解项目规模为100万吨/年，CTO项目规模为60万吨/年。在符合上述三条基本假设的情况下不难发现，相对而言：1）CTO收支绝对值均相对较小；2）石脑油裂解装置原材料费用占比较高，而CTO装置折旧、财务及能源费用占比稍多；3）CTO装置相对烯烃收率显著高于石脑油裂解，其IRR随各项指标变化而波动的幅度整体稍小。表1：基本假设下的项目参数对比油头烯烃CTO产品比例乙烯28.10%39.12%丙烯15.00%38.06%丁二烯9.00%10.15%轻石蜡油20.90%5.58%混合C53.25%裂解汽油22.50%2.88%其它1.25%4.12%固定成本债务：股权3:13:1土地及建设费用（百万元）4,5754,250装置寿命（年）1515财务支出（百万元/年）1,4131,390贴现率3%3%营运及维护费用（百万元/年）259255变动成本原材料需求（万吨/年）356425石脑油价格（元/吨）5,500煤炭价格（元/吨）405催化剂及化学品（百万元/年）50200公用事业支出（百万元/年）585600增值税率17%17%城建税率5%5%资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图41：CTO及石脑油裂解装置收支对比图42：CTO及石脑油裂解装置费用结构对比资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所图43：CTO及石脑油裂解装置产物结构对比图44：项目NPV及IRR随利率变化图资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所图45：CTO及石脑油裂解装置盈利敏感性分析资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本中低油价下石脑油裂解盈利性更好，较高油价下CTO投建优势更为显著。从历史复盘数据来看，70及80美元/桶左右分别是石脑油/CTO以及石脑油/MTO（外购甲醇）的盈利性拐点。对于单独的MTO/MTP装置来说，其所需甲醇必须外购，竞争力相对最弱，近年来烯烃生产成本一直明显高于CTO。鉴于目前鄂尔多斯动力煤（Q5500）坑口价稳定在350元/吨左右，若油价保持在70美元/桶以上，CTO竞争力有望反超油头烯烃。表2：不同烯烃成本对应原油及煤炭价格烯烃成本（元/吨）对应原油价格（美元/桶）对应煤炭价格（元/吨）3,65530-504,61040535,565501576,520602617,475703658,430804699,3859057210,340100676资料来源：《煤炭与化工》，长江证券研究所表3：不同烯烃成本对应甲醇及煤炭价格烯烃成本（元/吨）对应甲醇价格（美元/桶）对应煤炭价格（元/吨）4,5101,200435,1281,4001105,7461,6001776,3641,8002446,9822,0003117,6002,2003788,5272,50047910,0723,000647资料来源：《煤炭与化工》，长江证券研究所若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图46：近年原油及煤炭价格走势对比图47：近年甲醇及煤炭价格走势对比2014-092014-112015-012015-032015-052015-072015-092015-112016-012016-032016-052016-072016-092016-112017-012017-032017-052017-072017-092017-112018-012018-032018-052014-092014-112015-012015-032015-052015-072015-092015-112016-012016-032016-052016-072016-092016-112017-012017-032017-052017-072017-092017-112018-012018-032018-05资料来源：Wind，长江证券研究所资料来源：Wind，长江证券研究所4504003503002502001501005001201008060402004504003503002502001501005003,5003,0002,5002,0001,5001,0005000若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本动力煤坑口价（元/吨）Brent原油期货（美元/桶，右）动力煤坑口价（元/吨）甲醇期货（元/吨，右） 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图48：三种工艺烯烃生产成本历史复盘，当前油价下CTO竞争力有望反超油头烯烃元元//吨吨11,00010,0009,0008,0007,0006,0005,0004,000若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本3,0002,000煤制烯烃竞争力较强炼厂烯烃竞争力较强若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本2014-092014-112015-012015-032015-052015-072015-092015-112016-012016-032016-052016-072016-092016-112017-012017-032017-052017-072017-092017-112018-012018-032018-05石脑油裂解CTOMTO资料来源：《煤炭与化工》，Wind，长江证券研究所耗水量及碳排放：仍需进一步削减耗水及碳排放较大，掣肘行业发展。我国中西部地区如内蒙古、山西等地水资源较为紧缺，但煤炭资源丰富，多数煤制烯烃项目也坐落于此。然而，CTO项目耗水量较大，不仅加重了工业用水购买费用及废水处理的负担，也使得当地居民用水更加紧张。此外，若考虑碳排放交易，CTO项目的盈利性将受到进一步的负面影响。图49：我国中西部地区水资源较为匮乏未统计不缺乏水资源因自然环境原因水源短缺有缺乏水资源风险因经济条件原因水源短缺资料来源：MDPI，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本图50：我国中西部地区煤炭资源较为丰富资料来源：BarlowJonker，长江证券研究所环保治理所需费用拖累煤制烯烃竞争力。假设CTO所用煤炭坑口价保持在当前水平350元/吨左右，当油价高于68.76美元/桶时，煤制烯烃竞争力或将好于油头烯烃。基于前述假设，在考虑废水处理的情况下，油价高于72.13美元/桶时，煤制烯烃或能具备相对竞争优势。而一旦进一步计算碳排放交易费用，同样煤炭价格之下仅在油价高于77.71美元/桶时，煤制烯烃竞争力或可反超油头烯烃。表4：碳排放交易及废水处理费用假设油头乙烯项目煤制乙烯项目碳排放量（吨/吨烯烃）2.0010.04碳排放交易价格（元/吨）5050废水排放量（百万吨/年）N/A27废水处理费（元/吨）N/A10资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所图51：基于上述假设，煤制乙烯及油头乙烯盈利性对比资料来源：《JournalofCleanerProduction》，长江证券研究所 若出现数据缺失，图表错位，可加微信：535600147，凭下载记录截图索取pdf版本投资建议：油价稳中有升，利好煤制烯烃竞争力上行受减产行动顺利执行，页岩油产量增速较缓、原油需求稳中有升等因素提振；原油供需关系向好发展，叠加2017Q4开始的地缘政治事件集中发酵，进一步助推油价保持上涨势头。受近期美国退出伊核协议及委内瑞拉政治经济局势动荡影响，截至2018年6月14日，Brent油价仍旧维持在75美元/桶上方，并处于近3年高位水平；而自2017年年初至今，国内煤炭价格整体并未呈现持续上涨趋势，助推CTO市场竞争力不断提升，建议持续关注。'