进入21世纪后，我国尿素行业经历了从供应短缺到过剩的周期性变化，2015年开始逐步淘汰落后产能，2020年后产能恢复增长。中国尿素产能主要分布在华北、西北等煤炭大省，其中内蒙古和山东是产能最集中的地区。气制尿素装置主要分布在四川、新疆等天然气资源丰富地区，尤其是西南地区气头装置较多。尿素生产成本主要受原材料价格影响，国内以煤炭为主，海外以天然气为主，不同地区和年份的天然气成本差异显著。
进入21世纪后，我国尿素行业经历了产能的增长、减少再增长的周期性变化，从供应短缺逐步转变为供应过剩。2015年，国内多数商品面临产能过剩问题，尿素行业开始逐步淘汰落后产能，这一过程持续到2020年，产能出清基本完成，随后产能开始逐渐恢复。
中国尿素产能的地域分布呈现出明显的北方集中趋势，尤其是西北和华北地区。煤制尿素集中在华北及华东地区，内蒙古和山东是我国目前尿素产能最为集中的地区。气制尿素装置主要分布在四川、新疆、宁夏、青海、海南、云南等地区，这些地区天然气资源丰富，尤其是西南地区，气头装置较多。
尿素的生产成本主要受原材料价格影响，海外生产主要依赖天然气，而国内则以煤炭为主。海外气制尿素装置因天然气资源丰富而成本较低。国内煤制尿素成本受煤炭价格影响较大，尤其是无烟煤和烟煤价格，而气制尿素成本则与天然气价格密切相关。不同地区的天然气成本差异显著，影响全球尿素生产商的成本结构。
在尿素的生产过程中，无论是煤制尿素还是气制尿素，都需要先生产合成氨，然后通过合成氨来合成尿素。不同生产工艺的主要成本差异体现在合成氨的生产环节，包括生产装置工艺和煤炭采购价格，以及尿素生产车间效率、电力成本和其他费用。
一、国内尿素供应情况
（一）尿素产能发展
与甲醇类似，尿素的生产原料也主要包含三种，分别为煤、天然气和焦炉气，但焦炉气制尿素的装置相对较少，国内主要以煤制尿素生产工艺为主。在国内，75%的尿素来源于煤炭，22%来源于天然气，剩余少量则来源于焦炉气。在煤炭原料中，无烟煤占据了50%的比例，而烟煤和褐煤的合计占比为25%。根据市场趋势，我们预见烟煤和褐煤在尿素生产中的使用比例将逐渐增加。尿素生产的关键环节是合成氨的合成过程。在这一过程中，需要考虑氨与醇的比例问题，以及甲醇与合成氨之间的平衡调节。这种调节主要基于两者之间的利润差异，即当甲醇与合成氨之间的利润差距较大时，生产过程中会进行相应的调整。最终，合成氨（NH3）与二氧化碳（CO2）发生反应，生成尿素（CO(NH2)2）。这一化学反应是尿素生产流程中的核心步骤，对整个生产效率和成本控制具有重要影响。![]()
进入21世纪之后，自2004年起，我国尿素产能经历了一个增长、减少再增长的过程，尿素供应从短缺逐渐转变为过剩。2015年，国内多数商品遭遇产能过剩问题，尿素行业也开始逐步淘汰落后产能。这一过程持续到2020年，产能出清基本完成，随后产能开始逐渐恢复。根据相关数据，2023年中国尿素的总产能约为7641万吨，有效产能为6860万吨/年，全年企业产量约为6102万吨，相较于2022年产量增加了近500万吨。这一增长趋势反映了国内尿素行业的生产能力得到了进一步的增强。目前国内尿素产能约为7853万吨，且2024年国内尿素产量有进一步的增长。在产能利用率方面，2023年中国尿素的产能利用率约为83.8%，表观消费量为5814万吨，相比2022年同期的5427万吨增加了387万吨，增幅达到7.14%。这表明，尽管产能有所增加，但市场需求也在同步增长，尿素行业在满足国内需求方面保持了较高的生产效率。总体而言，21世纪之后的中国尿素行业在产能、产量以及产能利用率方面均呈现出积极的发展态势，同时在原料来源和市场需求方面也展现出了多样化和增长的趋势。这些变化不仅体现了中国尿素行业的技术进步和生产效率的提升，也反映了国内外市场对尿素需求的持续增长。![]()
（二）尿素产能区域分布
2023年全球尿素产能已接近2.4亿吨。其中，尿素产能主要集中在中国、印度、俄罗斯、美国和印尼等国家。这些国家的尿素产能合计占全球尿素产能的大部分，具体来说，前十大生产国的产能接近1.76亿吨，占全球总产能的73%以上。尽管整体增速有所放缓，但中国仍然是全球最大的尿素生产国，其产能已超过7700万吨，并且在2024年仍有部分装置投产。中国、俄罗斯、印尼、伊朗和埃及等国家是全球主要的尿素出口国，它们在全球尿素贸易中扮演着重要角色。而全球尿素的进口国家主要包括巴西、印度、美国和澳大利亚等国家。这些国家由于各种原因，包括国内产能不足或农业需求旺盛，需要从国际市场进口尿素以满足国内需求。全球尿素产能的分布和贸易流向反映了不同地区的农业生产需求和尿素生产能力。随着全球人口增长和农业发展，尿素作为一种重要的农业肥料，其产能和贸易情况对全球粮食安全具有重要影响。![]()
中国尿素产能的地域分布呈现出明显的北方集中趋势，这与北方地区丰富的煤炭资源有着直接的关系。西北地区是中国尿素产能较为集中的地区，目前产能占到全国尿素总产能的五分之一。西北地区拥有丰富的煤炭资源，这为尿素生产提供了充足的原料支持。华东地区包括山东在内，尿素产能占全国总产能的22%。山东作为尿素生产大省，拥有多家大型尿素生产企业，对华东地区乃至全国的尿素供应有着重要影响。华北地区的尿素产能占全国的27%左右，是目前产能占比最大的地区，这主要得益于山西和内蒙古较多的尿素装置，以及2013-2014年产能的扩张。这一地区的尿素生产同样依赖于丰富的煤炭资源。华中地区的尿素产能占到了全国的10%-20%之间，华中地区的尿素产能主要集中在河南省和湖北省。西南地区的尿素产能同样占到了全国的10%-20%之间，尽管相对于西北和华东地区占比较小，但仍然是中国尿素产能的重要地区。得益于当地的天然气资源，西南地区是我国天然气制尿素的集中区域。除此之外，东北地区和华南地区也有少量尿素装置，但整体占比仅占全国产能的6%左右，且大部分产能为气制尿素装置产能。![]()
根据尿素产能在国内各省的分布来看，目前国内尿素产能占比最高的省份为内蒙古自治区，这得益于该地区2022年新增的乌兰集团120万吨、亿利资源52万吨以及2023年新增的旭阳中燃52万吨三套装置，使其产能增加超200万吨，因此超过山东省和山西省成为目前国内尿素产能最多的省份，目前内蒙古自治区的尿素产能约为944万吨，其中煤制尿素约为745万吨。内蒙古地区拥有丰富的煤炭资源，这为尿素生产提供了充足的原料支持。煤炭是尿素生产的主要原料之一，内蒙古的煤炭资源使得该地区在尿素生产上具有成本优势。除内蒙古自治区外，山东省在中国尿素产业中也占据着举足轻重的地位，是国内较大的尿素产销地。其尿素产能目前在全国总产能中的比例约为12%，接近1000万吨。该省拥有多家知名的尿素生产企业，例如华鲁恒升、寿光联盟和鲁西化工等，这些企业在尿素生产领域具有显著的影响力和市场份额。山东省的尿素产能规模和生产效率，使其成为国内尿素市场的重要供应基地。（三）尿素生产工艺分布
在国际市场上，尿素的生产主要依赖于天然气。这主要是因为许多国家拥有丰富的天然气资源，使得原材料的获取更为便捷，供应也更为稳定，天然气制尿素装置在生产规模和产品质量上通常具有优势。而国内由于煤炭资源更为丰富，因此在尿素的生产过程中，以煤炭为原料的工艺占据了主导地位，其比例超过了70%。这其中包括使用无烟煤的固定床工艺，以及使用烟煤的新型水煤浆工艺。固定床工艺由于使用价格较高的无烟煤作为原料，导致其生产成本相对较高。
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煤制尿素在中国尿素生产中占据主导地位，约占总产能的70%以上。煤制尿素企业主要分布在煤炭资源丰富的地区，如山西、河南等地。这些地区煤炭资源丰富，为尿素生产提供了充足的原料支持。根据国内煤制尿素产能分布来看，我国煤制尿素主要集中在华北及华东地区，这两部分地区的煤制尿素产能占比超过60%：
1）华北地区：华北地区是中国尿素产能最集中的地区之一，尤其是山西省和内蒙古自治区。山西省作为煤炭资源大省，拥有众多煤制尿素生产企业，如阳煤化工、中煤能源等。这些企业利用当地丰富的煤炭资源，发展煤化工产业，形成了规模较大的尿素产能。此外，内蒙古自治区也有一定的煤制尿素产能，主要得益于其丰富的煤炭资源。2）华东地区：华东地区的山东省是中国尿素生产和销售的重要省份，其尿素产能在全国总产能接近1000万吨。山东省拥有多家知名的尿素生产企业，如瑞星集团、华鲁恒升、寿光联盟和鲁西化工等。这些企业在尿素生产领域具有显著的影响力和市场份额。3）西北地区：西北地区，尤其是新疆，也是煤制尿素的重要生产基地。新疆地区拥有丰富的煤炭资源，为煤制尿素的生产提供了原料保障。4）华中地区：华中地区的河南省也是一个尿素生产大省，拥有心连心等大型尿素生产企业，对华中地区的尿素产能贡献较大。5）西南地区：西南地区的云南省和贵州省虽然煤炭资源丰富，但尿素产能相对较小，主要原因是这些地区的煤炭资源开发较晚，加上地理条件的限制，导致尿素产能发展相对缓慢。气制尿素装置在我国的分布主要集中在天然气资源丰富的地区，尤其是西南地区的四川、新疆、宁夏、青海、海南和云南等地。这些地区的天然气储量丰富，为气制尿素的生产提供了充足的原料保障。四川是中国天然气资源较为丰富的省份之一，拥有多个气制尿素生产企业。例如，四川尿素产能接近350万吨，是全国尿素产能前十的省份之一，主要以水稻、玉米等农作物为主，属于尿素农业需求大省，季节性相对明显。西南地区气制尿素市场相对独立，自给自足，少量流向华南地区。华南地区的尿素装置集中在海南，海南地区的海洋石油富岛有限公司（中海石油化学股份有限公司海南基地）以天然气为原料，主要生产大颗粒尿素、甲醇及下游产品，在工业园区拥有2套技术先进的大颗粒尿素生产装置。![]()
二、尿素生产成本测算
（一）国际尿素生产成本曲线
国际上尿素的生产主要依赖于天然气，这是因为天然气资源丰富的地区，如中东和北美，天然气价格较低，使得天然气成为生产尿素的主流原料。天然气制尿素的成本在这些地区相对较低，因此全球大约70%以上的合成氨生产以天然气为原料。然而，在中国，由于“富煤少气贫油”的资源结构，尿素的生产主要依赖于煤炭资源。中国的尿素生产工艺主要是以煤炭为原料，煤头产能占比约为75%，其中无烟煤大约为50%，烟煤和褐煤大约为25%；天然气头大约为22%，其余为焦炉气。尽管生产方式不同，但均需先生产出合成氨，再由合成氨制成尿素。使用煤炭或天然气作为原料，通过气化过程制取合成氨的原料气。煤炭气化可以采用固定床工艺法、流化床粉煤气化工艺法、气流床水煤浆工艺法等。粗原料气需要经过净化处理，以除去氢气和氮气以外的杂质，包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。随后将纯净的氢、氮混合气体在高压和催化剂的作用下合成氨。由于氨合成的转化率较低，反应后的气体经氨分离后循环返回合成塔。最后由分离后的合成氨制得尿素成品。![]()
尿素的生产成本在很大程度上取决于原材料的成本，在海外则是主要取决于天然气的价格。天然气是海外生产设施合成氨生产过程中使用的主要原材料和主要燃料来源。对于全球许多生产商来说，生产合成氨总成本的70%以上来自天然气成本。不同地区以及不同年份的天然气成本差异很大。在国内，尿素的生产成本主要由原料价格、电费和加工费等组成。煤头尿素的生产成本主要由原料煤和燃料煤组成，而气头尿素的生产成本则主要由天然气价格、电费和加工费组成。中国尿素产能的分布与煤炭产能分布高度相关，主要分布在华北、西北等煤炭大省。这种基于资源分布的生产方式，使得中国能够在国际尿素市场上以较低的成本进行竞争，尤其是在煤炭资源丰富的地区，煤制尿素装置更具成本优势。![]()
由于北美、俄罗斯、印尼和拉丁美洲等地区因其原料成本低廉和较高的内需比例，一直位于成本曲线的较低端。这些地区的尿素生产具有明显的成本优势：1）原料成本低廉。这些地区拥有丰富的天然气或煤炭资源，使得尿素生产的主要原料成本相对较低。例如，北美和俄罗斯拥有大量的天然气储备，而印尼和拉丁美洲则拥有丰富的煤炭资源。2）内需比例高。这些地区通常拥有较大的农业市场，对尿素等化肥的需求较高，因此尿素的内销比例较大。这有助于降低运输成本和市场风险，提高尿素生产的经济效益。3）生产规模效应。这些地区的尿素生产企业往往规模较大，能够实现规模经济，进一步降低单位生产成本。4）技术优势。这些地区的尿素生产企业通常采用先进的生产技术和管理经验，能够有效提高生产效率，降低生产成本。我国尿素装置较为分散且生产工艺较多，因此不同地区不同生产工艺的尿素装置，其生产成本具有一定差异。目前国内以煤炭为原料的低成本煤头尿素装置具有最强的国际竞争力。随着国际市场上油价和天然气价格的上涨，原本以天然气为原料的气头尿素和高成本的煤头尿素的生产成本也随之上升。这使得这些装置的成本曲线向左端移动，即向低成本区域靠拢。在国际尿素成本曲线中，这些装置的成本位置由之前的较高端位置逐渐向中端位置转移，从而使得它们的国际竞争力逐步增强。我国尿素成本曲线逐渐左移得益于原料成本降低、技术提升等原因：1）原料成本变化。国际油价和天然气价格的上涨导致依赖这些原料的尿素生产成本增加，尤其是对于那些以天然气为原料的气头尿素装置。相比之下，我国以煤炭为原料的煤头尿素装置，由于煤炭价格相对稳定，成本优势逐渐显现。2）技术进步。我国煤头尿素装置通过技术升级和优化，提高了生产效率，降低了生产成本，从而在国际市场上更具竞争力。3）政策支持。国家政策鼓励尿素行业的技术改造和产能优化，有助于降低生产成本，提高产品质量，增强国际竞争力。4）市场需求变化。随着全球尿素市场需求的变化，低成本尿素装置能够更快地适应市场变化，满足市场需求。5）环保要求。国内外对环保的要求日益严格，低成本煤头尿素装置在环保方面的投入和改进，有助于其在国际市场上获得更多的认可和订单。
（二）国内各生产工艺成本测算
我国尿素生产大多以煤炭为原料，根据不同的生产工艺所使用的煤炭分为无烟煤和烟煤。其中以无烟煤为原料的生产工艺占主导地位。无烟煤是煤化程度最高的煤种，其具有高固定碳含量、低挥发分产率、高密度和硬度，燃点高，燃烧时不产生烟雾。无烟煤的含碳量通常在90%以上，挥发物在10%以下，热值约为6000-6500千卡/公斤。在尿素生产中，无烟煤作为原料，因其高碳含量和低挥发分，需要较高的温度才能有效燃烧和气化。烟煤的煤化程度低于无烟煤，挥发分含量较高，燃烧时产生烟雾。烟煤含有10% - 40%的挥发分，碳含量为76% - 92%，发热量较高。烟煤易于着火和燃烧，灰分和水分含量较少，适合用作燃料和化工原料。在尿素生产中，烟煤作为原料，其较高的挥发分使得燃烧和气化过程更为容易，但同时也可能带来更高的环境污染风险。我国无烟煤资源主要集中在山西、贵州和河南等地区，而烟煤则主要集中于内蒙古、新疆地。在尿素生产领域，不同地区的企业根据地理位置和资源分布，采取了不同的煤炭采购策略。山东、河北和河南的尿素生产企业主要依赖于从山西、内蒙古和河南等地采购煤炭；江苏、安徽和湖北的尿素生产企业则主要从山西采购煤炭资源；四川和重庆地区的尿素生产企业倾向于使用本地的煤炭资源；在西南和西北地区，由于天然气资源丰富，这些地区的尿素生产主要采用天然气作为原料；云南和贵州的尿素生产企业则主要利用本地的煤炭资源，并辅以部分从山西采购的煤炭。这种地理和资源导向的采购模式，使得各地区的尿素生产企业能够根据自身条件，选择最经济和最可行的原料供应方式，以优化生产成本和提高竞争力。同时，这也反映了中国尿素产业在原料选择上的地域差异和资源依赖性。![]()
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我国煤炭价格走势通常较为稳定，但在特定时期会受到多种因素的影响而出现波动。除了2021年四季度由于能耗双控政策和煤炭价格大幅上涨这一特殊情况外，整体而言，我国的煤价走势保持相对平稳。2021年，国内动力煤市场整体以上移为主，由于中国经济的韧性较强，能源需求稳步增加，动力煤市场来自需求端的支撑力度较强。全年动力煤市场价格先涨后跌，于10月中旬达到高点，此后触顶回落。以鄂尔多斯地区Q5500大卡动力煤价格为例，截至10月19日主流市场价格在1705元/吨，达到年内最高点，较年初505元/吨累计上涨1200元/吨，累计涨幅达237.62%；10月下旬后价格下行，截至12月31日主流市场价格在645元/吨，较年内最高点下跌1060元/吨，累计降幅在164.34%。进入2022年，一季度国内动力煤市场整体保持高位偏强态势，截至3月31日鄂尔多斯地区Q5500大卡动力煤主流市场价格在750-850元/吨，较年初累计上涨205元/吨，涨幅在31.78%。这一时期的价格波动主要受到供需关系、政策调控以及国际市场等因素的影响。从长期趋势来看，我国煤炭价格的形成机制在不断完善。国家通过建设全国统一的能源市场、完善能源价格形成机制、加强政府引导和服务等措施，促进了煤炭市场的稳定运行。例如，煤炭中长期合同制度和市场价格形成机制的完善，以及电力市场建设的持续深化，都有助于稳定煤炭价格。此外，国家还通过推动现代煤化工产业的健康发展、加强安全环保监管等措施，影响煤炭供需关系和价格走势。这些政策的实施有助于平衡市场供需，从而促进煤炭价格的稳定。![]()
相较于煤炭来说，我国天然气的价格更为稳定。我国的天然气资源分布相对集中，主要产区如陕西、四川、新疆等地区储量丰富，为国产天然气产能建设提供了坚实的资源基础。这种资源的集中分布有助于保持供应的稳定性，从而减少价格波动；同时，我国在天然气基础设施建设方面取得了显著进展，包括管道网络的扩展和LNG接收站的建设。这些基础设施的完善有助于提高天然气供应的灵活性和可靠性，减少因运输和存储问题导致的价格波动。另一方面，我国天然气价格受到政策调控的影响，政府通过各种措施如税收优惠、进口政策、环保法规等来影响天然气行业的发展。此外，天然气价格机制的改革也在逐步推进，如中石油2024-2025年年度管道气合同总体定价方案的发布，这些政策和市场机制的调整有助于稳定天然气价格。
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在尿素的生产过程中，无论是煤制尿素还是气制尿素，都需要先生产合成氨，然后通过合成氨来合成尿素。不同生产工艺的主要成本差异体现在合成氨的生产环节，包括生产装置工艺和煤炭采购价格，以及尿素生产车间效率、电力成本和其他费用。以固定床工艺为例，该工艺通常使用无烟煤作为原料，生产1吨合成氨大约需要消耗1.1吨无烟煤（此处以当前河南无烟煤出矿价约1230元/吨为例，不同地区价格存在差异），以及0.1吨动力煤（此处以当前河南动力煤约800元/吨为例，不同地区价格存在差异），叠加所需的水电费用，生产1吨合成氨约需2390.47元。而生产1吨尿素则需要约0.57吨合成氨，叠加合成尿素所需要的电力及包装、车间等其他费用，生产1吨尿素大约需要1876.4元。而气流床工艺则以烟煤为原料，生产1吨合成氨大约需要消耗1.49吨烟煤（此处以当前陕西烟煤出矿价约820元/吨为例，不同地区价格存在差异），以及0.56吨吨动力煤（此处以当前陕西动力煤约780元/吨为例，不同地区价格存在差异），叠加电耗后生产单吨合成氨约需2175.6元，折算成1吨尿素约需1703.7元。相较于煤制尿素，气制尿素成本测算过程较为简单，除生产原料天然气外，还需计算电耗。生产1吨尿素大约需要700立方米天然气及200-300度电（不同企业存在差异），因此气制尿素成本约为1674元/吨。由于气制尿素的电耗较低，这使得气制尿素在能源成本方面具有优势，尤其是在电力成本较高的地区。此外，气制尿素的原料天然气在资源丰富地区成本较低，进一步降低了生产成本。由于各地区原材料价格不同，且各企业生产工艺存在差异，因此最终尿素的生产成本也存在一定差异。尿素产能分布与煤炭产能分布高度相关，华北、西北等煤炭大省尿素产能占比较大，这些地区的尿素生产成本可能因为就近获取原材料而较低。同时，尿素行业的集中度提高，大型企业可能因为规模经济而降低生产成本，而小型企业可能因为规模小而面临较高的单位生产成本。
李国洲：产研业务总部能化航运团队负责人，多年从事能化研究和投资工作，先后担任商品咨询公司能化负责人、现货贸易商公司负责人、投资公司研究负责人及投资经理。在长期的研究和投资过程中，逐步形成以基本面研究为基础，以商品要素联动为纽带，以商品要素背离为切入点，以对冲套利为主要投资手段的成熟的投资研究体系。期货从业资格（证书编号：F3021097）和投资咨询资格（证书编号：Z0020532）
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