La industria petroquímica mundial está experimentando una reestructuración fundamental a medida que las nuevas plantas de productos químicos básicos se diseñan cada vez más en torno a la materia prima de etano y no a la nafta tradicional que ha dominado la producción durante décadas. Este cambio concentra la nueva capacidad en regiones con abundantes líquidos de gas natural, principalmente en la costa del Golfo de los Estados Unidos, al tiempo que pone a prueba la viabilidad económica de la producción a base de nafta en Europa, Asia y otras regiones que carecen de acceso al etano de bajo costo. Para los equipos de compras que se abastecen de etileno, polietileno, óxido de etileno y otros derivados, esta transición a las materias primas crea ventajas de costes permanentes para los proveedores con sede en EE. UU., que afectan a la dinámica competitiva
, a los precios de referencia y a las decisiones estratégicas de abastecimiento.La economía es sencilla. El craqueo del etano produce etileno a un costo en efectivo de 200 a 400 dólares por tonelada, inferior al del craqueo de la nafta, según los precios relativos de las materias primas. Esta ventaja de costos persiste a lo largo de los ciclos de los productos básicos, lo que modifica radicalmente el lugar en el que las empresas eligen invertir en nueva capacidad y las instalaciones existentes que pueden competir a
largo plazo.La ventaja económica fundamental de los craqueadores a vapor a base de etano
y etano es tener ventajas estructurales en comparación con las alternativas a la nafta, debido a los precios de las materias primas, la eficiencia del capital y las características
operativas.Los
principales factores de costo incluyen:
elcosto de las materias primas, donde el etano normalmente se cotiza entre 0,10 y 0,25 dólares por libra, frente a la nafta, entre 0,35 y 0,50 dólares por libra, en términos de equivalente energético
. Intensidad de capital con las máquinas de craqueo de etano que requieren aproximadamente entre un 15 y un 20% menos de inversión de capital por tonelada de capacidad de etileno que las unidades de nafta Eficiencia energética, ya que el etano requiere condiciones de craqueo menos severas, lo que reduce el consumo de combustible
Estas ventajas se acumulan en toda la cadena de producción. Un productor de etileno que ahorra 300 dólares por tonelada en materias primas y costes de capital mantiene la rentabilidad a unos precios en los que la competencia basada en la nafta opera con pérdidas
.La brecha de costos fluctúa con el precio relativo de las materias primas, pero la ventaja estructural persiste incluso cuando los precios del petróleo bajan o los precios del gas natural suben. Los craqueadores de nafta rara vez logran una paridad de costos sostenida
con las operaciones de etano.Por qué el gas de esquisto estadounidense creó el superávit de etano La
abundancia de etano en los Estados Unidos se debe directamente a la revolución del gas de esquisto que transformó los mercados energéticos de América del Norte
en los últimos 15 años.El gas natural de las formaciones de esquisto, como Marcellus, Utica, Permian y Eagle Ford, contiene proporciones más altas de gas natural líquido que el gas convencional. A medida que la producción de esquisto creció exponencialmente a partir de 2010, la producción de gas natural licuado, incluido el etano, aumentó proporcionalmente
.La dinámica de la oferta cambió drásticamente:
la
producción estadounidense de etano pasó de aproximadamente 1 millón de barriles por día en 2010 a más de 2 millones de barriles por día en 2020
. Los precios del etano, que históricamente han seguido el ritmo del petróleo crudo, se desacoplaron y cayeron hasta el valor de rechazo, donde los productores dejarían el etano en los flujos de gas natural
. Este valor de rechazo estableció precios mínimos a niveles que hicieron que los petroquímicos a base de etano fueran extraordinariamente competitivos a nivel mundial
Predominio y declive históricos de la nafta
Lanafta ha sido la principal materia prima para el craqueo a vapor a nivel mundial durante décadas debido a su disponibilidad en las operaciones de refinería y a su idoneidad para la producción flexible de olefinas
.Las ventajas históricas incluyeron:
ladisponibilidad global en las refinerías de todas las principales regiones industriales
: Flexibilidad de los coproductos, que produce no solo etileno, sino también una cantidad sustancial de propileno, butadieno y compuestos aromáticos
Tecnología establecida y experiencia operativa en toda la industria
Integración con la refinación que utiliza un flujo de subproductos de refinería
galletas europeas y asiáticas se construyeron predominantemente como unidades alimentadas con nafta, acceso al etano y abundante capacidad de refinería. Esto creó grupos integrados de refinación petroquímica en los que el suministro de nafta y la producción química coincidían
.La disminución de la economía de la nafta en relación con el etano no elimina por completo el craqueo de la nafta, sino que lo desplaza hacia regiones donde el etano no está disponible o donde los valores de los coproductos del propileno y los compuestos aromáticos justifican el aumento de los costos de las materias primas. Las nuevas inversiones a
escala mundial favorecen cada vez más el etano cuando es accesible.Diferencias importantes en el diseño de las plantas
Los craqueadores de etano y nafta difieren fundamentalmente en el diseño, los parámetros operativos y los perfiles de producción, de manera que
afectan a la economía más allá del simple costo de la materia prima.Las distinciones fundamentales del diseño incluyen:
la severidad del horno, donde el etano requiere proporciones de vapor e hidrocarburos de 0,3 a 0,4 frente a 0,5 a 0,7 para la nafta, lo que reduce
la complejidad del tren de separación, ya que el craqueo del etano produce listas de productos más simples que requieren un fraccionamiento menos extenso
, la manipulación de subproductos, donde las máquinas de craqueo de nafta necesitan la recuperación de propileno, el procesamiento de C4 y la extracción de compuestos aromáticos que las unidades de etano evitan en gran medida
Flexibilidad de la materia prima con los craqueadores de nafta normalmente diseñados para procesar múltiples materias primas, mientras que los craqueadores de etano se optimizan para una sola materia prima
El resultado es que los craqueadores de etano cuestan entre 800 y 1200 millones de dólares para su capacidad a escala mundial, frente a entre 1500 y 2500 millones de dólares para las unidades de nafta equivalentes. Una menor intensidad de capital mejora la rentabilidad de los
proyectos, incluso antes de considerar las ventajas de los costos operativos.Los diseñadores de nuevas plantas dan prioridad a las capacidades de uso del etano, ya sea como craqueadores de etano puro o como unidades flexibles capaces de procesar etano más propano o butano. Los craqueadores de nafta pura
rara vez se construyen fuera de regiones donde no hay otra alternativa.Hacia dónde se dirige la nueva capacidad basada en etanol
Laconcentración geográfica de la nueva capacidad basada en etanol refleja tanto la disponibilidad de materias primas como
las consideraciones de acceso al mercado. Lacosta del Golfo de los Estados Unidos domina con:
ExxonMobil, Chevron Phillips, Shell y otras empresas que construyen o completan recientemente craqueadores de etano
Acceso directo por oleoductos a Marcellus/Utica y a los suministros de etano del Pérmico
Proximidad a las terminales de exportación de la costa del Golfo para la venta internacional de polímeros
Infraestructura establecida de la industria química que reduce los costos de los proyectos
Otras regiones que buscan un desarrollo basado en el etano incluyen:
Oriente Medio, donde Qatar y Arabia Saudí tienen etano procedente del procesamiento de gas, pero se enfrentan a costes de extracción más altos que los de EE
. UU. China importa etano estadounidense a través de transportistas especializados para alimentar a las galletas costeras
La India evalúa las importaciones de etano para apoyar las expansiones petroquímicas planificadas
El patrón favorece a los lugares con producción nacional de etano o una infraestructura de importación eficiente para acceder al suministro estadounidense. Las regiones que carecen de ambas tienen cada vez más dificultades
para justificar nuevas inversiones petroquímicas en materias primas.El modelo chino de importación de etano China
China se ha convertido en un importante importador de etano a pesar de carecer de producción nacional, lo que ha creado un modelo híbrido que aprovecha las ventajas de las materias primas estadounidenses sin tener una ubicación
en los Estados Unidos.Empresas chinas, como Satellite Chemical y otras, construyeron terminales de importación de etano y máquinas de craqueo especializadas para procesar el etano estadounidense enviado a través de contenedores presurizados especializados. Esto permite a los productores chinos lograr que los costos de las materias primas se acerquen a los de Estados Unidos y, al mismo tiempo, abastecer a los mercados nacionales asiáticos
.El modelo se enfrenta a limitaciones, entre ellas:
los costes de envío aumentan entre 50 y 100 dólares por tonelada al precio del etano entregado: el riesgo para la cadena de suministro debido a
la logística marítima a larga distancia y a la dependencia de la infraestructura de exportación de los Estados Unidos
. Intensidad de capital de las instalaciones especializadas de almacenamiento y manipulación
. Exposición geopolítica a la política de exportación y las relaciones comerciales de los Estados Unidos
A pesar de estos desafíos, la economía sigue favoreciendo las importaciones de etano en lugar de la extracción de nafta Ubicaciones costeras chinas con acceso al mercado. El modelo demuestra cómo la innovación en la logística de materias primas puede desvincular parcialmente la ubicación de la planta de la fuente de materia prima
.
europeos de craqueadores de nafta están bajo presión
Losproductores petroquímicos europeos que utilizan productos de craqueo a base de nafta se enfrentan a una economía cada vez más difícil, ya que la producción estadounidense a base
de etanol establece puntos de referencia de costos mundiales.El desafío competitivo se manifiesta a través de varios mecanismos:
lacompresión de los márgenes cuando los precios del etileno y los derivados reflejan los bajos costos estadounidenses y no los costos europeos de la nafta
; el desplazamiento del volumen a medida que los compradores asiáticos optan por fuentes estadounidenses o de Oriente Medio más baratas
; sequía de inversiones, donde las empresas no pueden justificar las expansiones de la capacidad europea dadas las estructuras de costos desfavorables
: riesgo de cierre para las empresas más antiguas y pequeñas que no pueden compitan incluso con la plena utilización
Algunos productores europeos han respondido invirtiendo en la capacidad de la costa del Golfo de los Estados Unidos para acceder a la economía del etano y, al mismo tiempo, mantener las relaciones con los clientes a través de redes de suministro mundiales. Esta estrategia reconoce que la producción competitiva de materias primas en Europa resulta cada vez más difícil si no se producen mejoras importantes en los costos de las materias primas
.Otras se centran en los productos químicos especializados, los materiales avanzados y la integración posterior, donde la diferenciación técnica es más importante que la economía de las materias primas. La base de fabricación de productos petroquímicos básicos en Europa se enfrenta a un declive estructural, independientemente de las fluctuaciones cíclicas de la demanda
.El propileno es la gracia salvadora de la nafta
.Los craqueadores de nafta mantienen una ventaja significativa con respecto a las unidades de etano, gracias a la importante coproducción de propileno
, que genera valor que las operaciones con nafta pueden capturar. Elcraqueo de la nafta generalmente produce:
del 30 al 35% de etileno
, del 15 al 20% de propileno
del 10 al 15% de olefinas y dienos C4
del 15 al 20% de compuestos aromáticos
craqueo del etano, por el contrario, produce:
del75 al 80% de etileno
, del 2 al 3% de propileno
. Mínimo otros coproductos
En los mercados en los que el propileno tiene precios altos debido a la escasez de suministros o donde los aromáticos crean
Gracias a la integración con los usuarios intermedios, los craqueadores de nafta pueden lograr mejores márgenes totales a pesar del aumento de los costos de las materias primas.Esta ventaja del propileno contribuye a que se quiebre parte de la nafta, especialmente en Asia, donde el crecimiento de la demanda de polipropileno supera al del polietileno y donde las opciones de suministro de propileno son limitadas. Las empresas pueden aceptar márgenes de etileno ligeramente negativos si
la rentabilidad del propileno compensa las pérdidas.Sin embargo, esta dinámica también impulsa la inversión en unidades de deshidrogenación de propano (PDH) que producen propileno directamente a partir del propano, lo que reduce aún más la economía de los craqueadores de nafta.
El cambio en la asignación de capital La
diferencia de costos entre el etano y la nafta ha alterado radicalmente
la forma en que las empresas químicas toman las decisiones de asignación de capital para las inversiones petroquímicas en materias primas.Criterios de decisión anteriores a la era del esquisto:
proximidad a los mercados de uso final Minimizar los costos logísticos
Integración con los complejos químicos existentes
Disponibilidad de materias primas de las refinerías locales
Entorno normativo y político
El marco de
toma de decisiones posterior al esquisto bituminoso prioriza:
laventaja de los costos de las materias primas como
mercados globales a partir de una base de producción de bajo costo
Escale la economía para maximizar la rentabilidad del capital
Este reordenamiento significa que las empresas ahora crean capacidad en lugares que ofrecen la mejor economía de materias primas, incluso si están distantes de los mercados finales, y luego envían productos a todo el mundo. El modelo tradicional de producción regional distribuida para servir a los mercados locales solo se mantiene en el caso de los productos especializados o cuando las barreras comerciales favorecen la producción local
.Para los equipos de compras, este cambio significa que el suministro proviene cada vez más de la costa estadounidense del Golfo de México o de Oriente Medio, independientemente de la ubicación del comprador, lo que cambia radicalmente la planificación logística y las relaciones con los proveedores.
Implicaciones para el polietileno y los derivados
La tendencia ascendente hacia la producción de etileno a base de etano se produce en cascada a través de cadenas de derivados que incluyen el polietileno, el óxido de etileno y el cloruro de vinilo,
entre otros.Los productores de polietileno se benefician directamente:
las plantas integradas de craqueo y polietileno aprovechan toda la ventaja económica de la materia prima
. Las exportaciones estadounidenses de polietileno han crecido de manera espectacular, lo que ha hecho que los proveedores estadounidenses dominen los mercados internacionales
. Los productores de polietileno asiáticos y europeos que no están integrados con las máquinas de craqueo de etano se enfrentan a desventajas de costo persistentes. El óxido de etileno y sus derivados siguen patrones similares a los
de los productores estadounidenses de etileno a base de etano liderazgo en glicoles
, surfactantes y derivados especiales.Los productores de cloruro de vinilo se benefician del etileno barato, pero también necesitan precios de cloro competitivos, lo que supone una ventaja para las operaciones integradas de cloro, álcali y etileno en la costa del Golfo de los Estados Unidos.
Los equipos de compras que se abastecen de estos derivados deben reconocer que las estructuras de costos de los proveedores se correlacionan cada vez más con el acceso a las materias primas en las etapas iniciales. Los proveedores que no tienen etileno a base de etano se enfrentan a desafíos estructurales
para mantener la competitividad.Flexibilidad de las materias primas y volatilidad del mercado
Algunos diseños más recientes de craqueadores dan prioridad a la flexibilidad de las materias primas, lo que permite operar con etano, propano, butano o nafta, en función de la economía
relativa.Esta flexibilidad ofrece varias ventajas:
optimización de los márgenes al cambiar a la materia prima disponible más barata a medida que los precios fluctúan
Seguridad del suministro a través de múltiples opciones de materias primas si una fuente deja de estar disponible
Gestión de coproductos Ajustar la producción de propileno en función de la demanda
del mercado Capacidad de respuesta del mercado durante los períodos en que las relaciones de precios de las materias primas cambian
Sin embargo, la flexibilidad conlleva costos que incluyen:
inversión en equipos de craqueo y separación más complejosComplejidad operativa Gestión de las transiciones entre los tipos de materias primas
Compensaciones de eficiencia, ya que las unidades optimizadas para múltiples alimentaciones funcionan de manera subóptima en cada una de ellas en comparación con los diseños dedicados
La tendencia favorece una flexibilidad limitada en los nuevos diseños, normalmente etano e hidrocarburos ligeros como propano o butano, en lugar de una flexibilidad total en la nafta. La persistente
ventaja económica del etano hace que la optimización del etano puro sea económicamente atractiva.Consideraciones ambientales y de sostenibilidad
Elcraqueo del etano ofrece ventajas ambientales en comparación con la nafta, que son cada vez más importantes a medida que
se intensifican las regulaciones sobre el carbono. Lamenor intensidad de carbono se debe a:
lareducción del consumo de energía por tonelada de materia prima a base de gas natural producida con etileno
con un contenido de carbono más bajo que la nafta derivada del petróleo Un procesamiento más simple que
requiere menos energía de calentamiento y separación
Un mejor potencial de integración con la energía renovable dadas las menores necesidades de energía térmica
Las evaluaciones del ciclo de vida muestran que el etileno a base de etano deja una huella de carbono entre un 20 y un 30% más baja que las rutas de nafta y los límites del sistema. Esta brecha es importante en los mercados que implementan la tarificación del carbono o cuando los clientes demandan materiales con bajas emisiones de carbono.
Sin embargo, la producción a base de etanol sigue generando emisiones absolutas sustanciales que se enfrentan a una presión regulatoria a largo plazo. La ventaja es relativa a la nafta, no a la sostenibilidad absoluta. Ambas rutas se enfrentan a desafíos en escenarios con cero emisiones netas que requieren la captura de carbono, hidrógeno renovable o
métodos de producción alternativos.Qué significa esto para la estrategia de adquisición
Los compradores de productos químicos que gestionan el abastecimiento de derivados del etileno deben adaptar las estrategias para reflejar el cambio estructural hacia la producción basada en el etano
.Los ajustes estratégicos incluyen:
evaluar a los proveedores, dar prioridad a aquellos que tienen acceso a la materia prima de etano y las consiguientes ventajas de costes Abastecimiento geográfico, aceptación de que el suministro más económico proviene cada vez más de la costa del Golfo de los EE. UU., independientemente de la ubicación del comprador, estructuras contractuales que vinculan los precios con los costos de producción del etileno, incluidos los componentes de la materia prima, en lugar de con índices genéricos Posicionamiento a
- Las posiciones competitivas de los proveedores divergirán en función del acceso a las materias primas, y algunos quedarán permanentemente en desventaja
Los compradores deben evitar asumir que las relaciones históricas con los proveedores persistirán. Los productores europeos y asiáticos que no tienen acceso al etano se enfrentan a un deterioro de su competitividad, lo que puede forzar la salida, las ventas de capacidad o la reorientación estratégica para dejar de lado los productos básicos.
La creación de relaciones con los proveedores de la costa del Golfo de los Estados Unidos y los productores de Oriente Medio con ventajas como materias primas basadas en el gas permite a las organizaciones de compras acceder al suministro al menor costo, independientemente de la evolución de la estructura industrial.
Los límites de la ventaja del etano Si bien el etano
ofrece importantes ventajas en cuanto a costos, varios factores limitan
su capacidad de reemplazar completamente la producción basada en la nafta.Entre las limitaciones figuran las siguientes:
el suministro de propileno, donde los productos de craqueo de nafta siguen siendo una fuente importante y el etano proporciona una producción mínima Demanda regional en las zonas en las que la logística de importación hace que el craqueo local de la nafta sea económicamente viable a pesar del aumento de los costos Las barreras comerciales, incluidos los aranceles, los requisitos de contenido local y las preferencias regulatorias para la producción nacional,
- la capacidad puede escalar o llegar a ciertos mercados
craqueo de la nafta persistirá en regiones como Japón, Corea del Sur y partes del sudeste asiático, donde las refinerías proporcionan materias primas fácilmente disponibles, donde la demanda de propileno justifica aceptar costos más altos de etileno y donde las limitaciones de la infraestructura de importación favorecen la producción local.
Sin embargo, el margen para nuevas inversiones en máquinas de craqueo de nafta se ha reducido drásticamente. Es posible que no se proceda a reemplazar la capacidad anticuada si la economía no justifica el despliegue de capital frente a
otros usos de los fondos.Evolución futura a tener en cuenta
Varios acontecimientos podrían amplificar o moderar la dinámica competitiva entre el etano y la nafta
durante la próxima década.Factores que favorecen un mayor dominio del etano:
La continuación de la producción de esquisto bituminoso en EE. UU. mantiene una disponibilidad abundante de etano a bajo costo La expansión de la infraestructura de exportación de etano permite un acceso más amplio a nivel mundial Los precios del carbono hacen que las rutas del etano sean más atractivas desde el punto de vista energético Las mejoras tecnológicas en
Estanqueidad del propileno si la demanda supera el PDH y la disponibilidad de propileno en refinerías
Tecnología de crudo en productos químicos que permite la conversión directa del petróleo crudo en olefinas sin pasar por alto la tradicional biosafta de craqueo
de la nafta de fuentes renovables que ofrece una alternativa con bajas emisiones de carbono a la nafta fósil Intervenciones políticas que
apoyan la producción nacional, europea o asiática a pesar de las desventajas de costos
. continuó dominando el etano en la capacidad de nuevos productos básicos, mientras que las empresas de craqueo de nafta persisten en aplicaciones y regiones específicas en las que las circunstancias favorecen su economía.
Posicionamiento competitivo regional
Elcambio en el uso del etano genera claros ganadores y perdedores competitivos
en todas las regiones petroquímicas del mundo.Entre los ganadores figuran:
la costa estadounidense del Golfo de México, con abundante etano doméstico y una infraestructura establecida Oriente Medio, países ricos en gas con capacidad de extracción y acceso a las exportaciones China, regiones costeras capaces de importar y procesar el etano estadounidense, regiones con dificultades económicas: Europa carece de etano doméstico y se enfrenta
altos
- costos de energía para descomponer la nafta en el noreste de Asia (Japón, Corea, Taiwán), con altos costos de materias primas y una demanda madura. Las
ubicaciones del interior de todo el mundo sin acceso a etano nacional ni a infraestructura de importación
Las empresas que toman decisiones de ubicación para obtener nueva capacidad claramente favorecen a las regiones ganadoras, mientras que las áreas desafiadas ven una sequía de inversiones y una posible racionalización de la capacidad.
Para los equipos de compras, esta redistribución geográfica significa reconfigurar la cadena de suministro hacia nuevos centros de producción que requieren diferentes enfoques de logística, control de calidad y gestión de las relaciones.
Conclusión para los compradores de productos químicos
El cambio estructural de la nafta al etano como materia prima preferida para las plantas petroquímicas de productos básicos representa uno de los cambios más importantes en la economía de la industria en
las últimas dos décadas.Esta transición crea ventajas de costos permanentes para los productores a base de etano, que afectan al posicionamiento competitivo, la dinámica de los precios y la viabilidad de los proveedores a largo plazo.
Las estrategias de adquisición deben adaptarse:
Reconociendo que la producción con el costo más bajo se concentra cada vez más en la costa del Golfo de los EE. UU. y otras regiones con ventajas etánicas
Establecer relaciones con los proveedores y vías de calificación para las fuentes basadas en el etanol
Aceptar los cambios geográficos en la cadena de suministro como racionales desde el punto de vista económico en lugar de resistirse a ellos
Evaluar la competitividad a largo plazo de los proveedores basándose en el acceso a las materias primas y no solo
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