全球石化行业正在进行根本性重组,因为新的大宗商品化工厂越来越多地围绕乙烷原料进行设计,而不是几十年来一直主导生产的传统石脑油。这种转变将新的产能集中在液化天然气丰富的地区,主要是美国墨西哥湾沿岸,同时对欧洲、亚洲和其他缺乏低成本乙烷的地区的石脑油生产的经济可行性构成挑战。对于采购乙烯、聚乙烯、环氧乙烷和其他衍生物的采购团队而言,这种原料过渡为美国供应商创造了永久的成本优势,从而影响竞争动态、定价基准和
战略采购决策。经济学很简单。乙烷裂解生产乙烯的现金成本比石脑油裂解低200至400美元,具体取决于相对原料价格。这种成本优势在大宗商品周期中持续存在,从根本上改变了公司选择投资新产能以及哪些现有设施可以长期竞争
。与石脑油替代品相比,基于乙@@
烷乙烷的蒸汽裂解装置的基本成本优势
在原料定价、资本效率和运行特性驱动下具有结构性成本优势。主要成本驱动因素包括:
原料成本,乙烷的交易价格通常为每磅0.10美元至0.25美元,而石脑油的交易价格为每磅0.35美元至0.50美元,按能量当量计算,乙烷裂解装置每吨乙烯产能所需的资本投资约减少15%至20%能源 效率,因为乙烷需要的裂解条件不那么严重,从而降低燃料消耗量
优势:乙烷可产生 75% 至 80% 的乙烯,而石脑油产生 30% 至 35% 的低价值副产物更少。
这些优势是整个生产链中的化合物。一家乙烯生产商在原料和资本成本上每吨节省300美元,在石脑油竞争对手亏损的情况下仍能保持盈利能力
。成本差距随着原料的相对定价而波动,但即使油价下跌或天然气价格上涨,结构性优势仍然存在。石脑油饼干很少能实现与乙烷运营相等的持续成本
。美国页岩气为何造成乙烷盈余美国的乙烷
丰度直接源于页岩气革命,在过去的15年中,页岩气革命改变了北美的能源市场
。来自包括马塞勒斯、尤蒂卡、二叠纪和伊格尔福特在内的页岩地层的天然气含有比传统天然气更高的液化天然气比例。随着页岩产量自2010年起呈指数级增长,包括乙烷在内的液化天然气产量
成比例增加。供应动态发生了巨大变化:
美国乙烷产量从2010年的每天约100万桶增长到2020年的每天超过 200万桶
,历史上追踪原油的乙烷价格脱钩,跌至废弃值,生产商将乙烷留在天然气流中。该拒绝值将底价定在水平,使乙烷基
石化产品在全球具有极大的竞争力。基础
石脑油的历史主导地位和衰落
石脑油数十年来一直是全球主要的蒸汽裂解原料,这要归因于炼油厂的可用性以及灵活的烯烃生产的适用性。
历史优势包括:
每个主要工业区的炼油厂均可在全球范围内供应
副
产品灵活性不仅可以生产乙烯,还可以生产大量的丙烯、丁二烯和芳烃。业内既有技术和
运营经验,也具备炼油厂副产品流的炼油整合
获得乙烷的机会和充足的炼油能力。这创建了石脑油供应和化学品生产齐聚一处的综合石化炼油集群
。相对于乙烷,石脑油经济性的下降并不能完全消除石脑油的裂解,而是将其转移到没有乙烷的地区,或者丙烯和芳烃的副产品价值证明更高的原料成本是合理的。新的世界规模投资越来越倾向于在可获得的地方进行乙烷
。重要的工厂设计差异
乙烷裂解器和石脑油裂解装置在设计、运行参数和产量分布方面存在根本的差异,除了影响简单的原料成本外,还会影响经济性
。关键的设计区别包括: 熔炉的严重程度,乙烷要求的蒸汽碳氢化合物比率为0.3至0.4,而石脑油的蒸汽与碳氢化合物的比率为0.5至0.7
数的
副产品处理、乙烷装置基本上避免的C4加工和芳烃
提取
即使在考虑运营成本优势之前,较低的资本密集度也可以提高项目回报。
新工厂设计师优先考虑乙烷能力,要么是纯乙烷裂解器,要么是能够处理乙烷加丙烷或丁烷的灵活装置。纯石脑油饼干很少在地区之外建造
,没有其他选择。新的乙烷基产能的发展方向
新的乙烷基产能的地理集中度既反映了原料的可用性,也反映了市场准入方面的考虑
。美国墨西哥湾沿岸占据主导地位:
埃克森美孚、雪佛龙、菲利普斯、壳牌等公司正在建造或最近完成乙烷裂解装置的 直接管道通往马塞卢斯/尤蒂卡和二叠纪乙烷供应 建立的化工行业基础设施
求
卡塔尔和沙特阿拉伯拥有来自天然气加工的乙烷,但面临的开采成本高于
中美通过专业承运人进口美国乙烷来喂养沿海裂
解者。印度正在评估乙烷进口以支持计划中的石化扩张
这种模式有利于拥有国内乙烷生产或高效进口基础设施的地点来获得美国的供应。两者缺少的地区越来越难以证明新的大宗商品石化投资是合理的。
中国乙烷进口模式
尽管缺乏国内产量,但中国已成为重要的乙烷进口国,它创建了一种无需设在美国即可获得美国原料优势的混合模式
。包括Sat ellite Chemical 和其他公司在内的中国公司建造了乙烷进口码头和专门的裂解机,用于处理通过专门的加压船运送的美国乙烷。这使中国生产商能够在为亚洲国内市场提供服务的同时,将原料成本降至接近美国的水平
。该模型面临的局限性包括:
运费使交付的乙烷价格每吨增加50至100美元
,来自长途海运物流和美国出口基础设施依赖的供应链风险
专业储存和装卸设施的资本密集度
美国出口政策和贸易关系的地缘政治风险尽管存在这些挑战,但经济学仍然偏向
于乙烷进口,而不是石脑油裂解具有市场准入的中国沿海地区。该模型演示了原料物流创新如何将工厂位置与原料来源部分分
开。
欧洲石脑油裂解厂面临压力随着美国乙烷
基生产设定全球成本基准,经营石脑油饼干的欧洲石化生产商面临着越来越困难的经济状况
。竞争挑战体现在多种机制上:
当乙烯和衍生品定价反映的是美国的低成本而不是欧洲石脑油成本时,利润率压缩
随着亚洲买家将购买转移到更便宜的美国或中东来源
投资干旱中,由于成本结构不利,公司无法证明欧洲产能扩张
即使在充分利用的情况下也能竞争
一些欧洲生产商的回应是投资于美国墨西哥湾沿岸获得乙烷经济的产能,同时通过全球供应网络维持客户关系。该战略承认,如果原料成本没有重大改善,竞争性的欧洲大宗商品生产将变得越来越困难
。其他人则侧重于特种化学品、先进材料和下游整合,在这些领域,技术差异比原料经济学更重要。无论需求如何周期性波动,欧洲的大宗商品石化制造基地都面临结构性衰退。
丙烯作为石脑油的 Saving Grace
石脑油裂解装置通过大量的丙烯联合生产保持了与乙烷装置相比的一项显著优势
,从而创造了石脑油业务可以捕获的价值。石脑油裂解产量通常为:
30% 至 35% 乙烯
15% 至 20% 丙烯
10% 至 15% C4 烯烃和二烯 15% 至
化合物相比之下,乙烷裂解产生:20% 芳香
75% 至 80% 乙烯 2% 至
3% 丙烯
极少量其他副产品
在丙烯
劲或芳烃产生的
市场价值通过与下游用户的整合,尽管原料成本较高,但石脑油饼干仍能获得更好的总利润
。这种丙烯优势使一些石脑油裂解得以维持,尤其是在亚洲,那里的聚丙烯需求增长超过聚乙烯,而且丙烯的供应选择有限。如果丙烯的盈利能力抵消了损失,公司可能会接受略为负的乙烯利润率
。但是,这种动态也推动了对直接由丙烷生产丙烯的丙烷脱氢(PDH)装置的投资,进一步加剧了石脑油裂解装置的经济性。
资本配置转变
乙烷与石脑油的成本差异从根本上改变了化工公司为大宗商品石化投资做出资本配置决策的方式
。页岩时代之前的决策标准:
靠近最终用途市场最大限度地降低物流成本
与现有化学复合物整合
当地炼油厂的原料供应
监管和政治环境
后页岩决策框架优先考虑: 原料成本优势为主导因素 获得
- 供应出口物流提供服务来自低成本生产基地的全球市场
规模经济学以最大限度地提高资本回报率
这种重新排序意味着公司现在即使远离终端市场,也要在提供最佳原料经济的地点建设产能,然后在全球范围内运送产品。为当地市场服务的传统分散式区域生产模式仅适用于特种产品或贸易壁垒有利于当地生产的地方。
对于采购团队而言,这种转变意味着供应越来越多地来自美国墨西哥湾沿岸或中东,无论买家位于何处,这从根本上改变了物流计划和供应商关系。
对聚乙烯及其衍生物的影响
上游向乙烷基乙烯生产的转移是通过包括聚乙烯、环氧乙烷、氯乙烯等在内的衍生物链串联
而成的。聚乙烯生产商直接受益:
综合裂解厂和聚乙烯工厂充分占据了原料成本优势
美国聚乙烯出口急剧增长,使美国供应商在国际市场上占据主导地位
。未与乙烷裂解装置整合的亚洲和欧洲聚乙烯生产商面临持续的成本劣势环氧乙烷及其衍生物遵循类似的模式,使用乙烷基乙烯的美国生产商实现成本
的模式在乙二醇、表面活性剂和特种衍生物领域处于领先地位
。氯乙烯生产商受益于廉价的乙烯,但也需要具有竞争力的氯成本,这为美国墨西哥湾沿岸的氯碱/乙烯综合业务创造了优势。
采购这些衍生品的采购团队应认识到,供应商的成本结构与上游原料供应的相关性越来越强。不含乙烷基乙烯的供应商在维持竞争力方面面临结构性挑战
。原料灵活性和市场波动
性一些较新的饼干设计优先考虑原料灵活性,允许根据相对经济效益对乙烷、丙烷、丁烷或石脑油进行操作
。这种灵活性具有多种优势:
通过在价格波动时切换到最便宜的可用原料来优化利润率
如果一个来源不可用则通过多种原料选择实现供应安全副
产品管理根据市场需求调整丙烯产量
原料价格关系发生变化期间的市场反应
但是,灵活性伴随着
成本,
包括:更高的资本投资更复杂的裂解和分离设备操作复杂性管理原料类型之间的过渡效率权衡由于针对多种原料
进行了优化的装置在每种设计上的表现都不理想。这种趋势倾向于新设计(通常是乙烷加上丙烷或丁烷等轻质碳氢化合物)的灵活性有限,而不是石脑油的完全
灵活性。持续的乙烷成本优势使纯乙烷优化具有经济
吸引力。环境和可持续发展注意事项
与石脑油相比,随着碳监管的加强,乙烷裂解具有越来越重要的环境优势
。较低的碳强度源于:
每生产一吨乙烯的能耗降低了
碳含量低于石油衍生石脑油的天然气基原料
更简单的加工需要更少的加热和分离能量在较低的热能需求下与可再生能源
的整合潜力更好生命周期评估显示,乙基乙烯的碳足迹比石脑油路线低20%至30%,具体
取决于方法和系统边界。这种差距在实施碳定价的市场或客户需要低碳材料的市场中很重要
。但是,乙烷基生产仍然会产生大量绝对排放,面临长期的监管压力。优势在于石脑油,而不是绝对的可持续性。在需要碳捕集、可再生氢气或替代生产方法的净零情景下,这两条路线都面临挑战
。这对采购策略意味着什么管理乙烯衍生物采购
的化学品买家必须调整战略,以反映向乙烷基生产的结构性转变
。战略调整包括:
供应商评估优先考虑拥有乙烷原料准入和相应成本优势的供应商地理采购承认成本 最低的供应越来越多地来自美国墨西哥湾沿岸,无论买家身在何处,合同结构将价格与乙烯生产成本(包括原料成分而不是通用指数)挂钩的长期定位 认识到
- 供应商的竞争地位将因原料供应情况而有所不同,有些供应商将永久处于不利地位
买家应避免假设历史上的供应商关系会持续下去。没有乙烷准入的欧洲和亚洲生产商面临竞争力恶化,这可能会迫使他们退出、产能销售或战略重新定位,远离
大宗商品产品。与美国墨西哥湾沿岸供应商和具有天然气原料优势的中东生产商建立关系,无论行业结构如何演变,采购组织都能获得最低成本的供应。
乙烷@@优势的局限虽然乙烷
具有强大的成本优势,但有几个因素限制了它完全取代石脑油生产的程
度。制约因素包括:
丙烯供应,石脑油裂解器仍然是重要的来源,乙烷产量最低
的地区,尽管成本较高,但进口物流仍使当地石脑油裂解在经济上可行
贸易壁垒,包括关税、当地含量要求和国内生产的监管偏好
产能可以扩大或进入某些市场
石脑油裂解将在日本、韩国和东南亚部分地区持续存在,在这些地区,炼油厂提供现成原料,丙烯需求有理由接受更高的乙烯成本,进口基础设施的
限制有利于本地生产。但是,对石脑油饼干的新投资利润率已大大缩小。如果经济学不能证明资本部署和资金的替代用途是合理的,那么对老化产能的替代可能无法进行
。值得关注的未来发展未来
十年中,几项发展可能会放大或缓和乙烷与石脑油的竞争动态
。有利于乙烷进一步占据主导地位的因素:
美国页岩油产量持续保持充足的低成本乙烷 出口基础设施扩大全球准入范围碳定价使 节能乙烷路线更具吸引力乙烷 裂解技术改进进一步
扩大成本优势潜在支持石脑油的因素:
如果需求超过PDH和炼油厂丙烯的可用性,则丙烯将紧张
局势原油转化为化学品技术可以绕过传统的石脑油裂解生物石脑油从可再生资源中直接将原油转化为烯烃提供低碳替代化石脑油的替代品尽管存在成本劣势仍支持
欧洲或亚洲国内生产的政策干预措施。最可能
的情况涉及
乙烷在新大宗商品产能中继续占据主导地位,而石脑油饼干则在环境有利于其经济的特定应用和地区仍然
占据主导地位。区域竞争定位
乙烷的转变为全球石化区域带来了明显的竞争赢家和输家
。获胜者包括:
拥有丰富国内乙烷和完善基础设施的美国墨西哥湾沿岸具有 开采能力和出口准入的中东天然气资源丰富的国家 中国沿海地区能够进口和加工美国乙烷面临经济 挑战的地区:
,石脑油裂解面临高昂的能源成本
东北亚(日本、韩国、台湾)原料成本高、需求成熟的全球内陆地区无法使用国内乙烷或进口基础设施。做出
新产能选址决策的公司显然有利于赢家地区,而面临挑战的地区则面临投资干旱和潜在的产能
合理化。对于采购团队而言,这种地域再分配意味着向新的生产中心重新配置供应链,需要不同的物流、质量保证和关系管理方法。
化学品买家的底线
从石脑油向乙烷作为大宗石化厂首选原料的结构转变是过去二十年来行业经济最重大的变化之一
。这种过渡为乙烷生产商创造了永久的成本优势,影响了竞争定位、定价动态和长期供应商的生存能力。
采购策略必须通过以下方式进行调整:
认识到最低成本的生产越来越多地集中在美国墨西哥湾沿岸和其他乙烷优势地区建立乙烷基
来源的供应商关系和资格认证途径
接受地理供应链的转变是经济合理的,而不是抵制它们,
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