来源:《现代化工》2025年第1期
作者:董雁春
在全球能源转型加速、环保标准日益严格、产业升级浪潮迭起以及我国供给侧结构改革深入实施的背景下,乙烯产业链正面临着巨大的变革和重塑。综述了乙烯产业链发展现状,并从政策、需求、供应3个方面分析了乙烯产业链发展趋势,随着“油转化”、炼化一体化的深入推进,产业供需格局已发生根本性转变,乙烯产业链总体向原料多元化(降低生产成本)、产品高端化(提升产品附加值)发展转型,上游乙烷/混合轻烃裂解法占比逐步提升,下游向聚烯烃弹性体(POE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、光伏级乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等高端化工材料延伸趋势明显。针对国内乙烯产业链转型升级,从产业布局、企业转型、科技创新、国际拓展4个方面提出了发展建议。
乙烯是一种重要的有机化工原料,是衡量一个国家化学工业发展水平的标志之一。乙烯主要用于生产聚乙烯(PE)、乙二醇(EG)、苯乙烯(SM)、环氧乙烷(EO)、聚氯乙烯(PVC)等基础化学品,并进一步生产多种合成材料及精细化学品,产品广泛用于家电、房产建筑、农业、汽车和日用品等多个领域。
在民营、外资迅速加入、现存炼厂寻求向化工转型、大型炼化一体化快速扩能的大背景下,乙烯仍处于快速扩能期,而乙烯下游大宗通用产品过剩矛盾突出,同质化恶性竞争日益激烈。面对全球能源转型、环保趋严及产业升级的需求,乙烯及其下游行业供需关系已发生结构性变化,乙烯产业链转型升级势在必行。
本文介绍了乙烯产能及下游消费情况,从乙烯产业链的政策、供应、需求3个方面,对乙烯产业链发展趋势进行了探讨,并提出产业发展对策建议。
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2023年,我国乙烯总产能跃升至5174万t/a,仍是全球乙烯第一产能大国。目前我国乙烯拟在建项目较多,2024年计划新增产能445万t/a,仍处于扩能高峰期,生产企业产能较大,多集中于炼化一体化企业。
在民营、外资企业纷纷加入,现存炼厂寻求向化工转型,大型炼化一体化快速扩能的背景下,乙烯产业仍处高速发展阶段。我国现有及规划的千万吨级炼油/百万吨级乙烯基地情况见表1。从表1可以看出,中国石化与中国石油的炼油厂通过转型升级或新建乙烯项目,在其已有的千万吨级炼厂中分别布局了9家(含合资公司)、7家百万吨级以上的乙烯生产基地,未来两大能源巨头的乙烯产能、产业链规模、业务综合实力将迎来显著飞跃。民营炼化领域也展现出强劲势头,恒力石化、荣盛石化及东方盛虹等领军企业,凭借卓越的炼化一体化配套能力,在行业中占据重要席位。与此同时,巴斯夫(100万t/a)、埃克森美孚(100万t/a,在建)等国际石化巨头通过独资石化项目积极投身于中国市场,壳牌、英力士、SABIC及沙特阿美等国际知名能源企业采取合作策略与国内石化企业携手并进,均力图在中国这一全球重要的炼化市场中占据一席之地,乙烯市场竞争格局不断加剧。
产业规模化、炼化一体化是当前炼化企业实现盈利增长的关键策略之一,已成当前行业定式。炼化一体化以及上下游一体化的石化全产业链布局,生产操作灵活,宜油则油,宜芳则芳,宜烯则烯,可高效整合资源,强化从原油开采到终端产品产出的全产业链衔接,显著提升原油附加值和中间产品利用率,市场广度深度更强,企业更具竞争力,将有效推动落后产能的淘汰与整合,促使乙烯产业链格局的合理优化及重塑。
表1 我国现有及规划的千万吨级炼油/百万吨级乙烯基地情况 万t/a
2023年我国乙烯进口量213万t,出口量16万t,表观消费量3387万t,同比增长9.65%,自给率达94.18%。从行业下游消费结构来看,我国乙烯当量消费结构中以PE为主,占比达65%,EG、SM、EO、PVC分别为15%、6%、6%、4%。
表2为国内乙烯产业链主要产品消费满足率情况。乙烯下游装置多为一体化配套,生产企业仍以乙烯自用为主,2023年乙烯供需主要处于平衡状态,整体趋势向好。2023年,SM及其下游(ABS、PS、EPS、SBR)、PVC、EO、EG等大宗通用产品均处于过剩状态。SM及其下游、PVC等受终端房地产等经济疲软以及大幅扩能的影响下,产能过剩趋势加重,行业内竞争日趋激烈。EG行业虽产能扩张,但受环保压力及下游需求不振影响,亏损加剧,且国际市场EG产品成本竞争激烈以及国内受上游乙烯供应条件影响,2023年EG国内自给率仅为70.1%,净进口量较大,为704.6万t。EO受地域限制无法进出口,产能利用率不高,但未来新建项目多配套乙烯及下游衍生物,促进产业链整合。PE(包括HDPE、LDPE、LLDPE)及EVA均处于短缺状态,PE行业普遍存在低端通用牌号产品产能过剩竞争激烈,高端专用产品短缺依赖进口的问题,国内PE自给率仅为69%;EVA作为化工新材料,迎来了全新增长点。
表2 国内乙烯产业链主要产品消费满足率情况
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行业政策是中国乙烯行业发展中重要的主导因素,表3为乙烯产业链相关国家政策,其内容主要分为产业结构布局、双碳目标、高端聚烯烃和新能源四大板块,涉及以下5个方面:一是国家统筹炼化项目总体布局,促进我国石化行业产能结构优化调整;二是鼓励民营、外资企业加入炼化行业,推动行业市场竞争机制规范化;三是安全、环保日趋严格,推进石化行业碳达峰;四是“减油增化”、石油材料化、产品高端化,促进我国炼化产业高质量发展;五是鼓励企业开展新能源产业,推动企业绿色低碳发展。
表3 乙烯产业链相关国家政策
乙烯作为石油化工行业中的基石原料,其终端产品应用领域非常广泛,包括建筑、电子电器、包装、汽车、医疗、农业、机械、纺织、能源、日化等领域。截至2023年,我国人均乙烯消费量仅为33.4kg/a,与北美地区的人均76kg/a(2021年)的消费水平相比,差距显著,我国人均乙烯消费量尚存显著的增长空间,预示着国内乙烯产业市场需求具有巨大潜力。
近些年,乙烯需求增速放缓,终端行业发展日渐乏力。房地产行业自2015年起进入低速增长阶段,受“房住不炒”政策及人口出生率下降影响,市场建设拐点显现。家电行业虽规模领先全球,但总需求趋于饱和,智能与绿色家电或带来新机遇。汽车行业经历快速发展后步入普及期后期,增速趋缓,但汽车轻量化一定程度上推动了塑料使用量增长。塑料包装业依托电商与外卖行业增长,PE等材料需求上升,同时受环保压力农膜使用量减少。因塑料污染问题较为严峻,国内推行循环经济促进了塑料循环利用,我国废塑料回收率高于全球平均值。
在双碳及各国政策的驱动下,新能源与环保产业迅猛崛起,并快速改变着全球经济格局;且随着中国制造业的转型升级,高端制造业领域如航空航天、轨道交通、医疗器械等,对材料的性能、精度和可靠性有着极高的要求,为乙烯下游高端新材料领域带来了新的发展机遇。尤为关键的是,高端聚乙烯等材料的国产化替代进程正迎来前所未有的需求红利期。由于国外关键核心技术垄断,高端聚乙烯等材料仍依赖进口,提高高端材料自给率是乙烯产业链需求端放量的关键驱动力。
综上所述,在需求扩张红利下,中国乙烯产业链终端通用产品市场需求高增长期已结束,高端新材料领域迎来全新增长点。
在供给侧结构改革、双碳、新材料等政策引导下,大型炼化企业均积极构建全方位产业链体系,聚焦于“大型乙烯+高端聚烯烃”或“大型乙烯+化工新材料”的战略路径,致力于从传统的石油炼化、轻烃裂解等上游领域向下游新能源、新材料领域转型。同时,随着乙烷裂解、烯烃催化裂解(OCC/OMT),催化裂化/裂解(DCC/CPP)、重油高效催化裂解(RTC)、原油直接裂解以及乙醇脱水制乙烯等技术创新及工业化应用落地,乙烯原料也逐渐呈现多元化、轻质化。总之,乙烯产业链总体呈现乙烯原料多元化、下游产品高端化发展趋势,见图1。
图1 乙烯产业链示意图
2.3.1 原料多元化,混合进料优势凸显
图2为乙烯产能工艺分布趋势图。当前国内乙烯生产从工艺路线来看,仍以石脑油裂解为主,CTO(煤制乙烯)/MTO(甲醇制乙烯)为辅,乙烷/混合轻烃裂解工艺整体占比最低。石脑油裂解总产能3537万t/a,占比68.36%;CTO/MTO产能752万t/a,占比14.53%;轻烃裂解装置总产能885万t/a,占比17.10%。2013—2016年,随着MTO/CTO的集中建设及投产,乙烯产业结构开始变化;近3年,国内掀起了乙烷/混合轻烃裂解项目建设及投产热潮,乙烯原料也逐渐呈现多元化、轻质化。对于煤制烯烃技术,随着“双碳”政策的执行,国内较小的煤制/甲醇制烯烃装置将逐步被淘汰,占比也会越来越小,近3年来仅2023年宁夏宝丰能源50万t/a煤制乙烯项目投产。乙烷/混合轻烃裂解制乙烯技术优势主要为能耗低、投资小、收益高,除中石油塔里木和长庆采用本地乙烷资源,国内乙烷原料获取主要通过进口的方式,制约了乙烷裂解工艺的发展,而混合轻烃裂解工艺为乙烯装置改扩建提供了新途径。
图2 乙烯产能工艺分布趋势图
石脑油裂解制乙烯技术副产C4、C5等产品,有利于上下游一体化的石化全产业链布局,为下游发展高附加值产品和精细化工提供原料支撑。在炼化一体化趋势下,石脑油裂解装置不再以单一石脑油原料为主,已逐步开始向轻烃+石脑油工艺转化。混合进料的原料保障性和生产灵活性更强,通过优化蒸汽裂解工艺路径,灵活调整乙烯原料结构,在炼制过程中通过加氢裂化最大限度地提高重质原油的转化率,并进行轻烃的综合利用以提高附加值,从而力求在降低成本的同时提升能效标准,实现低价轻质原料和优质重质原料的双重提升。
2.3.2 产品高端化,延链补链势头迅猛
碳中和、新材料、新能源等政策的引导及新能源领域消费的快速发展,以乙烯作为原料的高端聚乙烯新材料迎来了全新增长点。国内大型炼化一体化企业纷纷布局高端聚乙烯材料,对乙烯下游产业链进行增链或补链。国内新材料基地整体布局相对分散,炼化一体化全产业链布局不仅带动产业链高端化发展,同时以点带面实现协同发展,促进乙烯产业链高质量、多元化、差异化发展。
高端聚乙烯材料指由乙烯单聚或共聚得到的一类热塑性树脂材料,主要包括茂金属聚乙烯(m-PE)、聚烯烃弹性体(POE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。表4为2023年国内高端聚乙烯产业情况。从表4可以看出,m-PE、EVA行业仍处于发展阶段,进口依赖度逐渐降低。2023年中国m-PE产量为35.8万t,进口依存度也从2019年的93%左右下降至86%,生产企业主要集中在中国石化和中国石油。2023年中国EVA产量为218.13万t,进口依存度也从2019年的62%左右下降至42%左右,EVA行业自给率大幅提升。UHMWPE、POE、EVOH仍处于培育发展阶段,基本依赖进口。国内生产的UHMWPE产品主要为中低端、通用性产品,高端锂电隔膜专用料仍依赖进口,2017年中石化扬子石化国内首家成功生产UHMWPE锂电隔膜专用料。POE生产技术已打破国外技术垄断,海南贝欧亿、万华化学、中石油独山子石化均已投产。2022年EVOH进口量和消费量均为1.5万t/a,2024年EVOH生产技术取得突破性进展,中石化川维化工1.2万t/a EVOH成功投产。
总体而言,高端聚乙烯材料仍存在结构不合理、对外依存度较高等问题。随着国内新能源汽车、光伏、风力发电机等新能源行业的快速崛起,作为其主要原料的光伏级EVA、POE、UHMWPE锂电隔膜专用料等新材料迎来了全新增长点,炼化企业纷纷布局。据不完全统计,POE拟在建项目产能达290万t/a,POE存在投资过热苗头。
表4 2023年国内高端聚乙烯产业情况 万t/a,万t
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在市场资源配置中,坚持以需求为导向、产业为牵引,强化政府宏观调控的精准性,有效应对乙烯产业链面临的结构性供需失衡问题。针对产业链中的短缺与过剩并存现象,倡导以综合竞争力评估、原油进口风险考量及下游产业发展潜力为基石,科学规划产业链布局,引导企业实施靶向性投资。同时,建立健全能效监管体系,确保新项目达到国内能效标杆水平,激发全行业的能效提升活力。此外,产能布局应注重策略性平衡,不片面追求国内自给率等硬性指标。在突破技术瓶颈、保障能源安全以及避免定价权受制于人的先决条件下,合理进口海外低成本大宗化学品,可有效缓解因产业规模化、一体化发展带来的资源紧张和环保等压力。
乙烯产业链存量资产规模庞大,且结构性矛盾突出,应加快传统产业转型升级,优化存量资产技术改造。遵循国家相关政策导向,有序推进老旧设备的更新换代,提升装备现代化水平。同时,建立健全产能退出机制,加大对低效、落后产能的淘汰力度,促进市场良性竞争,巩固并增强传统产业的竞争力。
针对石油化工行业,应引导炼化企业聚焦数字化转型与智能化升级,充分利用5G、云计算、大数据、人工智能及工业互联网等前沿技术,构建数据驱动的智能化生产体系。通过这些技术手段,不仅能强化安全生产管理、优化环保表现,还能提升应急供应链响应速度与整体运营效率,实现核心业务与信息技术的深度融合。进一步推动“5G+工业互联网”的广泛应用与规模化发展,旨在打造一批具有全国乃至全球影响力的产业集群,引领行业向更高质量、更高效益的发展阶段迈进。
强化乙烯产业链协同创新体系和关键核心技术攻关制度建设,围绕产业链布局创新链,加强科研院所、高校、上下游企业开展开放性合作,着力解决关键共性科学问题,加强专利布局,突破前瞻性生产工艺。聚焦乙烯产业的核心技术创新与装备升级,重点开发原油直接裂解制烯烃技术、低能耗乙烯回收技术、裂解分离新技术等。加快聚烯烃核心技术开发,聚焦催化剂技术、工艺技术、高端产品技术以及加工应用技术和废旧资源化利用技术等核心技术的开发。特别是在COCs(高透明环烯烃共聚物)、EVOH等材料方面进行联合攻关和工业化生产装置的建设。
在全球碳减排的背景下,埃克森美孚、壳牌、BP等国际化工巨头通过兼并重组、剥离或关停炼化业务进行转型,力度十分激进,然化工需求仍将持续增长,为国内炼化企业到海外扩张提供良好机遇。在国内“双碳”及能源转型背景下,炼化企业纷纷向新材料、新能源、CCUS等方向转型,传统化工领域同质化竞争激烈,高端领域投资剧增,炼化企业海外项目布局可实现资源优化配置,加快炼化企业国际化进程,推动国内石化产业转型,减轻国际经贸带来的不确定性冲击。
一方面,强化合作,在资源地国家布局石化项目。在政局稳定、油气资源丰富的国家,与当地炼化公司合作,共建低成本、效益高的出口导向型炼化项目,通过资源优势互补,提高国际竞争力。另一方面,抢占先机,在市场潜力大的国家布局石化项目。基于国际贸易动态与制造业转移趋势,在南亚、东南亚及中亚人口密集、市场潜力大的区域积极布局石化项目,打造内需导向型炼化基地,灵活匹配区域需求,抢占新兴市场先机。
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