化学工业原料结构演变趋势

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信息来源：中国化工资讯网

进入高油价时代，石油资源对于我国化学工业发展的制约影响更加突显。如何根据我国的资源赋存特点，充分利用优势资源和可再生资源，促进我国化学工业的可持续发展，是事关化学工业全局的重大课题。

1 化学工业原料结构的演变

化学工业按照初始原料可分为石油化工、天然气化工、煤化工、盐化工、生物化工等。在19世纪，粮食、油脂、糖蜜等生物质是化学工业的主要原料，用以生产乙醇、甘油等基础化工原料，生物化工是整个化学工业的基础;进入20世纪，以煤焦化为基础的电石/乙炔化工和以煤气化为基础的碳一化工逐渐成为化学工业的主体;进入20世纪50年代以后，石油和天然气化工迅猛发展，乙烯路线逐步取代乙炔路线，天然气逐步取代煤作为合成气的主要原料，石油化工在化学工业中占据主导地位。
随着国际油价的上涨和煤化工、生物化工技术的完善，与石油化工相比，煤化工和生物化工的竞争力将大幅提高，竞争力对比已达到或接近临界点，化学工业的原料结构会面临重大调整。我国缺油、少气、富煤的资源赋存特点决定了煤化工在我国化学工业中的特殊地位。与石油化工和煤化工不同，生物化工以可再生资源为原料，具有可持续发展能力。从长远看，煤化工将成为石油化工的过渡性替代产业，而生物化工将最终成为化学工业的主体。化学工业的原料结构将完成生物化工→煤化工→石油化工→煤化工→生物化工的螺旋式上升。当然，这一演变过程是渐近的，预计会长达几十年，石油化工在化学工业中的主体地位近期内不会动摇，但煤化工和生物化工在化学工业中的比重会逐步上升。

2 煤化工与石油化工的竞争

化工产品根据最终用途可分为燃料型化工产品和原料型化工产品。煤化工、生物化工与石油化工相竞争，在燃料领域和化工原料领域面临不同的竞争环境。

2.1 煤化工与石油化工在燃料领域的竞争

(1)燃料甲醇市场已经起动，发展迅猛，但急需规范。

燃料甲醇与汽油相比具有明显的价格优势，当掺加比较低时，不需要对车辆进行改造，替代汽油简单易行。近两年来在高油价的推动下，燃料甲醇发展十分迅猛。据专家估算，2005年燃料甲醇的消费量已超过100万吨，而且这种快速发展主要是靠市场推动实现的，没有类似于燃料乙醇的财政补贴和全封闭的政府强制措施，显示了燃料甲醇很强的市场竞争力。

但是燃料甲醇市场急待规范。一方面，因为政府部门和有关专家对燃料甲醇的使用安全性、机械腐蚀性等问题一直存在争议，所以相关的国家标准迟迟没有出台，燃料甲醇发展存在无法可依的问题;另一方面，存在着在消费者不知情的情况下在汽油中擅自掺加甲醇，损害消费者利益的现象。

山西省作为我国煤化工第一大省，积极推进燃料甲醇的发展，出台了地方标准，拟参照燃料乙醇的作法，逐步在全省实现燃料甲醇的封闭运行。上述计划如能实现，必将极大地带动全国燃料甲醇的发展。

(2)二甲醚在车用燃料领域具有发展潜力，但近期目标市场主要局限于民用燃气。

针对车用燃料和民用燃气的不同目标市场，二甲醚的价格定位不同。二甲醚作为车用燃料主要用于替代柴油，但在目前的成品油价格体系下，二甲醚替代柴油是不经济的。根据国家发改委2006年3月26日的最新成品油调价通知，汽油出厂价为4700元/吨，柴油出厂价为4070元/吨。按照1.4的替代比折算，二甲醚要替代柴油，价格应为2907元/吨，以此价格进行测算，即使原料甲醇的价格为1600元/吨，二甲醚装置仅能处于微利状态，而目前国内中部地区的甲醇价格在2000元/吨左右，东部地区价格更高。而且在目前的柴汽油价格比下，用甲醇替代汽油与用二甲醚替代柴油存在结构性矛盾。由甲醇生产二甲醚，消耗定额为1.4～1.5吨/吨;目前国内正在推广的主要甲醇燃料为M15，即在汽油中掺加15%的甲醇，M15对汽油的替代比为1.05;二甲醚替代柴油的替代比为1.33～1.5;因此，用甲醇生产二甲醚，相当于将1吨汽油转换为大约0.5吨的柴油，而目前汽油和柴油的出厂价分别为4700元/吨和4070元/吨。

二甲醚作为民用燃气具有较大的发展潜力。目前民用燃气的发展方向是在全国范围内以天然气为主，在沿海地区积极利用进口液化石油气，在焦化行业发达的地区积极利用焦炉气。近期内，二甲醚最可能大规模替代的是进口液化石油气，在华东、华南地区，进口液化石油气的数量很大，而且价格在4000元/吨以上，二甲醚替代液化石油气的替代比约为1，即用二甲醚替代液化石油气，二甲醚的价格可达4000元/吨，具有较好的经济效益。将二甲醚用作民用燃气需要注意两个问题:一是市场的区域性，二甲醚是气体，陆路加压运输成本较高，市场辐射半径较小，能否建设二甲醚项目不仅要看是否具有煤炭资源优势，更要看周边地区的天然气、液化石油气和焦炉气的竞争力;二是地方政府的支持，因为城市燃气行业具有较强的行政色彩和区域垄断性，地方政府对气源的选择和定价具有重大影响力。

尽管目前国内过低的柴油价格不尽合理，但未来价格调整的时间和幅度都很难确定，因此，在我国山西、内蒙、宁夏等煤炭主产地，近期可考虑以周边地区的民用燃气作为主要目标市场，建设规模适度的二甲醚装置，远期应密切关注国家调整成品油价格和开征燃油税的进展情况，在条件成熟时建设大规模二甲醚项目，控制风险的方法之一是采用两步法工艺，先建设市场比较成熟的甲醇装置，再视国家政策情况确定续建二甲醚装置的规模与进度。

(3)煤制油项目投资巨大，技术和成本问题仍有待探讨。

煤制油项目投资巨大，动辄数百亿元;直接煤液化尚无工业化先例，间接煤液化只有南非SASOL公司实现了工业化，而且技术转让报价高达10亿美元;我国煤炭价格远高于南非，特别是近两年来，煤价涨幅并不逊于油价，煤制油项目经济效益并不理想。因此，发展煤液化应谨慎。

2.2 煤化工与石油化工在化工原料领域的竞争

(1)煤气化在与天然气化工的竞争中占有优势。

我国煤炭资源丰富，而天然气资源很有限。工业及民用燃气可承受较高的天然气价格，而天然气化工只能承受较低的天然气价格，所以供气单位不愿意向天然气化工企业供气，未来天然气将主要用作清洁燃料而非化工原料。我国合成氨、甲醇以及其它碳一化工产品的初始原料将继续以煤为主。但在天然气产地，天然气生产商为实现与当地经济的和谐发展，有可能向当地企业提供一定量的廉价天然气，发展天然气化工存在局部的投资机会。

(2)乙烯-乙炔路线之选需因地制宜，两者将长期共存。

乙烯-乙炔路线之争主要集中在PVC、醋酸乙烯等少数产品上，另外生产1，4-丁二醇的乙炔-正丁烷路线之争和生产氯丁橡胶的乙炔-丁二烯路线之争，也都类似于乙烯-乙炔路线的竞争，属于煤化工与石油化工的竞争，其中尤以PVC最为引人注目。

目前国内上述产品的生产均以乙炔路线为主，这一方面是因为国内乙烯等石化原料短缺，而且下游产品众多，石化企业主要将乙烯用于生产聚乙烯、乙二醇等产品，不愿意在PVC上与煤化工企业短兵相接，大打价格战;另一方面，我国煤价的上涨滞后于油价，所以在油价快速上涨过程中，电石法PVC成本较低。

但是随着国内电石法PVC一哄而上，情况正在发生逆转。首先因为PVC生产能力增长过快，PVC价格下滑、从PVC与PE、PP的比价来看，PVC价格明显偏低;其次煤炭作为基础能源，与石油存在比价效应，煤价上涨虽然滞后于油价，但涨幅并不逊色，造成电石法PVC成本大幅上升，目前PVC行业亏损面已超过1/3。电石法PVC与乙烯法的竞争优势主要在于低成本，而低成本的基础是我国西部地区低廉的煤价和电价，目前煤价已大幅上涨，而电价优势也将因西电东送工程的建设而大打折扣，西部电价较低主要是因为西部地区电力供大于求和电力外送通道能力不足，但随着西电东送通道完成扩容，西部地区电价有望上调，包括电石、烧碱在内的一系列高耗能产业的竞争力将被削弱。按照电石行业准入条件，新建电石项目的电石炉耗电量为3250度/吨电石，如果加上配套的电极材料用电和动力电等，每吨电石的耗电量约为4000度，如果未来电价上涨0.1元/度，则电石成本将提高400元/吨，而目前西部地区电石出厂价约为2100～2200元/吨，电价的提高将对电石法PVC的成本造成重大影响。未来电石法PVC的产业布局将进一步调整，一是继续向西部有煤炭资源优势的地区集中，二是提高上下游一体化程度，最具竞争优势和抗风险能力的将是煤炭、电力、电石、PVC上下游一体化的企业。

但因为PVC价格较低，与生产PE和乙二醇等其它乙烯下游产品相比，生产PVC效益较差，乙烯法PVC也难有大的发展。

未来乙烯-乙炔路线之争难有统一的答案，需根据企业自身所处的地区以及资源占有情况因地制宜、因厂制宜、因时制宜。两种工艺路线将长期共存，互为补充。

(3)MTO/MTP技术的成熟将使煤化工进入与石油化工全面竞争的时代。

利用甲醇制烯烃(MTO)技术和甲醇制丙烯(MTP)技术，煤化工可以由碳一化工进入乙烯这一石化产业的核心领域。目前MTO、MTP均未建成工业化生产装置，欧洲化学公司采用UOP/Hydro公司MTO技术正在尼日利亚建设工业化生产装置，预计2007年投产。据专家初步估算，当煤制甲醇的完全成本控制在1200元/吨以下时，MTO乙烯成本与油价为45美元/桶时的石油化工乙烯成本大体相当。如果未来MTO/MTP技术能够成功工业化，将使煤化工进入与石油化工全面竞争的时代。

3 生物化工与石油化工的竞争

3.1 生物化工与石油化工在燃料领域的竞争

发展燃料型生物化工，主要是用乙醇替代汽油和用生物柴油替代柴油，其本质是利用太阳能，即通过高能植物的光合作用将太阳能以淀粉、植物油等形式固定下来，再通过生物化工的手段转化为乙醇和脂肪酸甲酯或乙酯即生物柴油。

(1)燃料乙醇仍需努力。

燃料乙醇得到了国家的大力扶持。国家质量监督检验检疫总局制定了《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项强制性国家标准;目前国内试点企业生产的燃料乙醇可得到1800元/吨以上的财政补贴，即使按照国家的逐年削减计划，到2007年每吨燃料乙醇仍能得到大约1400元的补贴。同时，在东北三省和安徽、河南等省实现了封闭运行，强制推广燃料乙醇，替代汽油。但是，因为乙醇的成本比汽油价格高，单纯依靠政府补贴，难以实现在国内全面推广。

燃料乙醇要摆脱对财政补贴的依赖，真正实现产业化，必须降低其生产成本。应从两方面降低乙醇的生产成本，一是改进原料结构，二是副产品综合利用。目前在内地主要利用玉米生产乙醇，在沿海地区则主要利用进口木薯。未来乙醇的生产原料将逐步向甜高梁和转基因玉米转变，甜高粱的光合速率极高，生长速度极快，含糖量高，每公顷甜高梁可产大约6吨乙醇。转基因玉米在品质和抗病性方面都有突出的优势，成本和价格比普通玉米低很多。以甜高梁或转基因玉米为原料生产燃料乙醇将会大幅降低乙醇生产成本。目前我国大多数乙醇厂对玉米加工的副产品没有进行综合利用，生产成本较高，而丰原生化等大企业利用玉米加工的副产品生产玉米油、玉米蛋白饲料等，有效降低了生产成本。

(2)生物柴油产业即将起步。

生物柴油是用植物油和动物油作为主要原料，与甲醇或乙醇等低碳醇进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，同时副产甘油。按照油脂来源不同，生物柴油可分为植物柴油和动物柴油。目前世界上实现大规模工业化生产的主要是植物柴油。欧洲主要以菜籽油为原料生产生物柴油，美国则利用其转基因大豆的优势，以豆油为原料生产生物柴油，日本主要是以工业废油和废煎炸油为原料。

目前生物柴油的主要问题是成本高，在欧洲，如果没有政府的优惠政策，生物柴油的价格要比矿物柴油高大约1倍，因此，欧洲给予生物柴油很多优惠政策，例如在生物柴油产量最大的德国，农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得政府补贴，并对制造生物柴油予以免税。

我国生物柴油产业还处于起步阶段，海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了万吨级规模的生产厂。生物柴油生产成本的大约75%是原料成本，原料路线的选择对于生物柴油的竞争力至关重要，目前国内采用的原料主要是餐饮废油(地沟油)和食用油加工过程的酸化下脚油，这些原料虽然价格低廉，但是原料供应在数量和质量方面都缺乏稳定性，在我国大规模生产生物柴油的主流原料路线还有待探讨。

我国生物柴油能否大规模发展主要取决于两方面因素，一是国家的优惠政策，二是发现、培育和推广适合我国的高产油作物。

3.2 生物化工与石油化工在化工原料领域的竞争

(1)在少数化工产品领域，生物化工拥有绝对优势。

在乙醇、氨基酸、酶制剂、部分有机酸(柠檬酸、乳酸、衣康酸等)、生物医药(青霉素等)、生物农药(井岗霉素、阿维菌素等)产品生产领域，生物化工与石油化工相比具有绝对优势，是主导性的原料路线。

(2)油价高企使生物化工的发展面临井喷。

经专家初步测算，当油价达到50美元/桶时，乙醇法乙烯可与石油路线的乙烯相竞争。安徽丰原集团的环氧乙烷生产线，以玉米为原料，采用玉米→乙醇→乙烯→环氧乙烷的工艺路线，在2004年以前持续亏损，但从2004年开始，由于油价暴涨取得了良好的经济效益，其环氧乙烷的生产成本只有大约9000元/吨，而目前环氧乙烷的价格高达14000元/吨。丰原集团拟在东北等地建设以玉米为原料的大型乙烯项目。乙烯是石油化工的核心产品，一旦乙醇法乙烯的发展条件成熟，生物化工将面临井喷式发展。