2017年5月出版正文目录1、美国页岩气革命后乙烷过剩—乙烯原料轻质化的大背景 (4)1.1、资源禀赋决定全球乙烯装置进料组成差异 (4)1.2、乙烷蒸汽裂解是技术成熟的工艺 (4)1.3、页岩气革命为北美乙烯装置带来原料成本优势 (6)2、在中国发展乙烷裂解是对北美轻烃资源的优化配置 (12)2.1、对外出口是解决美国乙烷过剩的唯一出路 (12)2.2、未来中国油头乙烯景气周期持续性存疑，低价轻质化裂解进料是发展方向 182.3、进口乙烷裂解制乙烯在国内具备成本优势 (20)3、风险分析 (21)图表目录图表 1:2015 年世界各地区乙烯装置进料组成 (4)图表 2:配置乙烷裂解炉的烯烃装置灵活进料系统 (5)图表 3:进料族组成PONA 对烯烃裂解产物收率的影响 (5)图表 4:美国乙烷生产的来源 (6)图表 5:2007-2015年美国页岩气产量迅速增长 (7)图表 6：2007-2015年美国凝析油产量迅速增长 (7)图表 7：美国天然气干气与湿气组份组成 (8)图表 8：2005-2016年美国油气田及炼厂NGL 产量变化 (8)图表 9：2005-2016年美国油气田及炼厂乙烷产量变化 (9)图表 10：2011 年后美国乙烷库存激增 (9)图表 11：2011 年后美国乙烷价格脱离原油影响而趋于与天然气一致 (10)图表 12：全球各地区裂解乙烯现金成本差异 (10)图表 13：2007 年美国乙烯裂解原料组成 (11)图表 14：2015 年美国乙烯裂解原料组成 (11)图表 15：美国乙烷产量、消费量、出口量变化（千桶/月） (12)图表 16：美国-西欧乙烷贸易套利空间巨大 (13)图表 17：2010-2017年美国乙烷、丙烷现货价格变化 (13)图表 18：美国通往加拿大的两条乙烷输送管道 (14)图表 19：美国未来新增乙烷裂解进料需求增长预测（单位：百万桶/天） (15)图表 20：美国未来乙烷产量及国内需求、对外出口能力增量统计（单位：百万桶/天） (15)图表 21：加拿大未来乙烷消费需求增长统计（单位：万吨/年） (15)图表 22：西欧未来乙烷消费需求增长统计（单位：万吨/年） (16)图表 23：印度未来乙烷消费需求增长统计（单位：万吨/年） (16)图表 24：传统的轻烃及合成氨运输船型 (16)图表 25：已下水及计划中乙烷运输船不完全统计 (17)图表 26：世界首艘VLEC-"ETHANE CRYSTAL" (17)图表 27：VLEC 构造 (17)图表 28：2010-2017年来聚乙烯-石脑油价差变化 (18)图表 29：在建煤制烯烃装置统计 (19)图表 30：2016～2020 年国内拟建裂解乙烯装置 (19)图表 31：2017-2020 年在建美国乙烷裂解装置统计 (20)图表 32：模拟的国内进口乙烷裂解装置烯烃制造成本 (20)图表 33：炼化乙烯装置与进口乙烷裂解乙烯生产成本比较 (21)乙烷裂解是北美页岩油气革命后对乙烯乙烷价差的价值挖掘与PDH 一致，乙烷裂解的繁荣源于乙烯乙烷价差的价值挖掘。
北美乙烷兼具化工原料和燃料双重属性，页岩油气革命后美国乙烷产量激增，但裂解装置扩能有限而无法消耗巨大的乙烷增量，12 年后乙烷库存剧增致其脱离原油价格影响，而与天然气趋于一致。
中远期全球原油供需重归平衡确定性较强，油价回暖预期强烈，石脑油裂解成本将推动乙烷裂解价差逐步拉大，我们强烈看好乙烷裂解的盈利前景和原料轻质化的持续。
技术成熟和投资低是乙烷裂解快速发展的助推剂资源禀赋差异决定了全球各区域乙烯原料的多样性，相比石脑油进料，轻质化裂解装置除廉价乙烷决定其现金成本优势之外，成熟的技术和弱投资强度是其产能快速发展的助推剂：乙烷裂解所采用的单一气体炉已有数十年的成功应用经验，技术上不存在瓶颈；而流程上的简化决定了乙烷裂解的投资强度和吨乙烯能耗远远低于重质进料装置，以某采用乙烷/丙烷为进料的65 万吨/年乙烯装置为例，包含公用工程和辅助设施在内的投资约为40 亿元。
北美乙烷预期仍将过剩，东亚地区将成下一个乙烷贸易的套利区域2012 年后美国乙烷库存激增，而国内裂解装置和有限的出口能力无法消耗巨大的增量，16 年12 月美国乙烷库存达到54 百万桶的历史新高。
虽然陆上管输设施和海上出口终端相继投运，但未来加拿大、西欧和印度的需求增量有限，页岩油气业复苏背景下预期北美乙烷过剩局面将延续，东亚地区有望成为下一个乙烷贸易的套利区域。
国内进口乙烷裂解制聚乙烯吨净利润在3000－4000 元随着海运能力瓶颈的突破，国内乙烯行业将现油头、煤头、乙烷裂解三种路线并存竞争局面。
我们认为未来随着大批一体化装置的落地和北美新增乙烷裂解产能的冲击，油头乙烯的景气持续性存疑。
我们测算目前进口乙烷裂解的完全成本在4000 元/吨线下，在不同的油价、甲醇价格场景下相比石脑油裂解和MTO 均具备绝对的成本优势，在国内发展乙烷裂解是对北美过剩乙烷资源的优化配置。
1、美国页岩气革命后乙烷过剩—乙烯原料轻质化的大背景1.1、资源禀赋决定全球乙烯装置进料组成差异与丙烷脱氢一致，乙烷裂解的投资逻辑在于对产品与原料价差的挖掘，乙烯生产中原料是影响成本的重要因素，全球各地区油气资源结构的差异决定了原料构成的区域性差异。
东北亚和西欧裂解装置进料主要以石脑油为主，而中东和北美由于具备天然气及NGL 资源，副产大量包含乙烷在内的轻烃，13 年全球乙烷产量约5768 万吨，其中中东和北美产量分别约占37%和40%，2015 年中东地区NGL 占乙烯装置进料的77%，而北美地区NGL 占比84%，其中廉价乙烷是主要进料。
图表 1:2015 年世界各地区乙烯装置进料组成1.2、乙烷蒸汽裂解是技术成熟的工艺早期管式裂解炉只能适应气体或轻质液体等单一原料，随着乙烯装置规模扩大，裂解原料的需求量也大量增加，单台10 万吨/年生产能力的裂解炉原料用量在30 万吨/年以上。
而受炼油能力、炼厂布局和原料价格波动、上游装置异常停车等因素影响，裂解炉难以长期采用特定原料，现代裂解炉系统具有加工几种原料的灵活性。
目前灵活进料的裂解系统可以在不同的裂解炉中加工乙烷、LPG、石脑油、加氢尾油等多种原料，也可以在同一台裂解炉中同时加工多种原料，需考虑各种原料工艺参数的优化匹配问题，并由此引起的对裂解炉、急冷工艺、油急冷系统及后续系统的影响。
目前国际上已经运行的乙烷制乙烯装置全部采用传统的蒸汽裂解工艺，由于采用单一的气体炉，因此从技术角度讲不存在瓶颈。
图表 2:配置乙烷裂解炉的烯烃装置灵活进料系统采用乙烷或者轻烃（NGL）作为裂解原料，实质上是乙烯进料的高度轻质化，乙烷裂解自裂解单元之后的流程和传统的石脑油裂解装置基本类似，但是产品以乙烯为主，副产丙烯、丁二烯和芳烃较少，且无C8 以上重组分，因此流程相比传统装置有所优化，例如可以放弃急冷油塔，调整后续塔系及压缩机负荷等。
因此在相同的乙烯生产能力下，乙烷裂解装置除原料成本较低之外，具备装置投资低、乙烯收率高的竞争优势。
以某采用乙烷/丙烷为进料的65 万吨/年乙烯装置为例，包含公用工程和辅助设施在内的投资约为40 亿元，吨乙烯投资远小于石脑油裂解装置。
2009年国内乙烯行业的平均能耗为664 万千卡/吨乙烯。
而该轻烃裂解乙烯装置能耗仅为399 万千卡/吨乙烯，远低于行业平均水平。
图表 3:进料族组成PONA 对烯烃裂解产物收率的影响1.3、页岩气革命为北美乙烯装置带来原料成本优势美国乙烷产量中大部分来自天然气湿气井开发后得到的NGPL（naturalgas plant liquids），其他部分来自原油开采副产的凝析油经过炼厂处理后得到的LRG（liquefied refinery gases）。
根据EIA 的口径，NGPL 和LRG 组成了液化轻烃hydrocarbon gas liquids（HGL），而HGL 则包含了天然气凝析液（NGL）和炼厂烯烃（refinery olefins）。
图表 4:美国乙烷生产的来源2010 年后的美国页岩油气革命为其带来了大量的轻质油气资源，并极大影响了全球石化行业格局。
随着储量的不断探明和水平井、水力压裂开采技术的持续进步，美国页岩气田与页岩油田的开采活动日趋活跃并推动了天然气与凝析油产量的迅速增长，并刺激了乙烷产量的迅速增长。
图表 5:2007-2015年美国页岩气产量迅速增长图表 6：2007-2015年美国凝析油产量迅速增长天然气干气中C2 含量约为3%，而湿气中约6%为C2 组份（乙烷和乙烯）。
由于NGL 中富含可用于作为化工原料的乙烷、丙烷等轻烃，因此高油价场景下生产商倾向开发经济性更高的湿气田。
图表 7：美国天然气干气与湿气组份组成2005 至2015 年美国天然气产量仅增长27.1%，但是同期湿气田开发占比提高导致同期美国油气田NGL 产量增长了94.7%，从而带动了美国乙烷产量的快速增长，2015 年相比2005 年增长了74%。
图表 8：2005-2016年美国油气田及炼厂NGL 产量变化图表 9：2005-2016年美国油气田及炼厂乙烷产量变化美国页岩油气伴生乙烷除用于裂解原料之外，也可以根据需要对油气田NGL 进行处理，例如将乙烷回注天然气，直接将部分或全部乙烷留在天然气组分中。
回注量取决于（1）经济性：当乙烷产品价格较高时，生产商将选择分馏乙烷外售至裂解乙烯用户，而当乙烷产品价格较低且天然气价格坚挺时，生产商会选择不分馏乙烷并将乙烷回注至甲烷中作为燃料出售。
（2）技术及安全考虑，甲烷的物流运输中乙烷比例要求不超过12%。
页岩气革命后美国乙烷产量迅速增长，2016 年均乙烷产量相比2012 年增长了约280 桶/天，而同期新增乙烯产能对乙烷的需求量仅增长了约180千桶/天，因此导致2012 年后美国乙烷库存激增，乙烷价格逐渐摆脱原油价格和化工原料属性的影响，而更多的因为其燃料属性导致价格与天然气走势高度一致，且下限为当期天然气价格所决定。
图表 10：2011 年后美国乙烷库存激增图表 11：2011 年后美国乙烷价格脱离原油影响而趋于与天然气一致由于 2010 年后美国天然气现货价格持续低迷在 3.5～5 美元//MMBtu 区间，乙烷价格在天然气价格影响下大幅下跌至2016 年150 美元/吨。
中东与北美乙烷资源供过于求背景下的价格走低为两个地区乙烷裂解装置带来巨大成本优势。
图表 12：全球各地区裂解乙烯现金成本差异乙烷与原油价格脱钩使得乙烷裂解制乙烯的现金成本基本不会受到原油价格波动影响，在高油价和低油价场景下均表现出极强的竞争力，美国乙烯裂解装置进料中乙烷比例从07 年约52%持续增长至15 年的73%。