化學工業(yè)原料結(jié)構(gòu)演變趨勢

化學工業(yè)原料結(jié)構(gòu)演變趨勢進入高油價時代，石油資源對于我國化學工業(yè)發(fā)展的制約影響更加突顯。如何根據(jù)我國的資源賦存特點，充分利用優(yōu)勢資源和可再生資源，促進我國化學工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是事關(guān)化學工業(yè)全局的重大課題。

1化學工業(yè)原料結(jié)構(gòu)的演變

化學工業(yè)按照初始原料可分為石油化工、天然氣化工、煤化工、鹽化工、生物化工等。在19世紀，糧食、油脂、糖蜜等生物質(zhì)是化學工業(yè)的主要原料，用以生產(chǎn)乙醇、甘油等基礎化工原料，生物化工是整個化學工業(yè)的基礎;進入20世紀，以煤焦化為基礎的電石/乙炔化工和以煤氣化為基礎的碳一化工逐漸成為化學工業(yè)的主體;進入20世紀50年代以后，石油和天然氣化工迅猛發(fā)展，乙烯路線逐步取代乙炔路線，天然氣逐步取代煤作為合成氣的主要原料，石油化工在化學工業(yè)中占據(jù)主導地位。

隨著國際油價的上漲和煤化工、生物化工技術(shù)的完善，與石油化工相比，煤化工和生物化工的競爭力將大幅提高，競爭力對比已達到或接近臨界點，化學工業(yè)的原料結(jié)構(gòu)會面臨重大調(diào)整。我國缺油、少氣、富煤的資源賦存特點決定了煤化工在我國化學工業(yè)中的特殊地位。與石油化工和煤化工不同，生物化工以可再生資源為原料，具有可持續(xù)發(fā)展能力。從長遠看，煤化工將成為石油化工的過渡性替代產(chǎn)業(yè)，而生物化工將最終成為化學工業(yè)的主體。化學工業(yè)的原料結(jié)構(gòu)將完成生物化工→煤化工→石油化工→煤化工→生物化工的螺旋式上升。當然，這一演變過程是漸近的，預計會長達幾十年，石油化工在化學工業(yè)中的主體地位近期內(nèi)不會動搖，但煤化工和生物化工在化學工業(yè)中的比重會逐步上升。

2煤化工與石油化工的競爭

化工產(chǎn)品根據(jù)最終用途可分為燃料型化工產(chǎn)品和原料型化工產(chǎn)品。煤化工、生物化工與石油化工相競爭，在燃料領域和化工原料領域面臨不同的競爭環(huán)境。

2.1煤化工與石油化工在燃料領域的競爭

(1)燃料甲醇市場已經(jīng)起動，發(fā)展迅猛，但急需規(guī)范。

燃料甲醇與汽油相比具有明顯的價格優(yōu)勢，當摻加比較低時，不需要對車輛進行改造，替代汽油簡單易行。近兩年來在高油價的推動下，燃料甲醇發(fā)展十分迅猛。據(jù)專家估算，2005年燃料甲醇的消費量已超過100萬噸，而且這種快速發(fā)展主要是靠市場推動實現(xiàn)的，沒有類似于燃料乙醇的財政補貼和全封閉的政府強制措施，顯示了燃料甲醇很強的市場競爭力。

但是燃料甲醇市場急待規(guī)范。一方面，因為政府部門和有關(guān)專家對燃料甲醇的使用安全性、機械腐蝕性等問題一直存在爭議，所以相關(guān)的國家標準遲遲沒有出臺，燃料甲醇發(fā)展存在無法可依的問題;另一方面，存在著在消費者不知情的情況下在汽油中擅自摻加甲醇，損害消費者利益的現(xiàn)象。

山西省作為我國煤化工第一大省，積極推進燃料甲醇的發(fā)展，出臺了地方標準，擬參照燃料乙醇的作法，逐步在全省實現(xiàn)燃料甲醇的封閉運行。上述計劃如能實現(xiàn)，必將極大地帶動全國燃料甲醇的發(fā)展。

(2)二甲醚在車用燃料領域具有發(fā)展?jié)摿Γ谀繕耸袌鲋饕窒抻诿裼萌細狻?/p>

針對車用燃料和民用燃氣的不同目標市場，二甲醚的價格定位不同。二甲醚作為車用燃料主要用于替代柴油，但在目前的成品油價格體系下，二甲醚替代柴油是不經(jīng)濟的。根據(jù)國家發(fā)改委2006年3月26日的最新成品油調(diào)價通知，汽油出廠價為4700元/噸，柴油出廠價為4070元/噸。按照1.4的替代比折算，二甲醚要替代柴油，價格應為2907元/噸，以此價格進行測算，即使原料甲醇的價格為1600元/噸，二甲醚裝置僅能處于微利狀態(tài)，而目前國內(nèi)中部地區(qū)的甲醇價格在2000元/噸左右，東部地區(qū)價格更高。而且在目前的柴汽油價格比下，用甲醇替代汽油與用二甲醚替代柴油存在結(jié)構(gòu)性矛盾。由甲醇生產(chǎn)二甲醚，消耗定額為1.4～1.5噸/噸;目前國內(nèi)正在推廣的主要甲醇燃料為M15，即在汽油中摻加15%的甲醇，M15對汽油的替代比為1.05;二甲醚替代柴油的替代比為1.33～1.5;因此，用甲醇生產(chǎn)二甲醚，相當于將1噸汽油轉(zhuǎn)換為大約0.5噸的柴油，而目前汽油和柴油的出廠價分別為4700元/噸和4070元/噸。

二甲醚作為民用燃氣具有較大的發(fā)展?jié)摿?。目前民用燃氣的發(fā)展方向是在全國范圍內(nèi)以天然氣為主，在沿海地區(qū)積極利用進口液化石油氣，在焦化行業(yè)發(fā)達的地區(qū)積極利用焦爐氣。近期內(nèi)，二甲醚最可能大規(guī)模替代的是進口液化石油氣，在華東、華南地區(qū)，進口液化石油氣的數(shù)量很大，而且價格在4000元/噸以上，二甲醚替代液化石油氣的替代比約為1，即用二甲醚替代液化石油氣，二甲醚的價格可達4000元/噸，具有較好的經(jīng)濟效益。將二甲醚用作民用燃氣需要注意兩個問題:一是市場的區(qū)域性，二甲醚是氣體，陸路加壓運輸成本較高，市場輻射半徑較小，能否建設二甲醚項目不僅要看是否具有煤炭資源優(yōu)勢，更要看周邊地區(qū)的天然氣、液化石油氣和焦爐氣的競爭力;二是地方政府的支持，因為城市燃氣行業(yè)具有較強的行政色彩和區(qū)域壟斷性，地方政府對氣源的選擇和定價具有重大影響力。

盡管目前國內(nèi)過低的柴油價格不盡合理，但未來價格調(diào)整的時間和幅度都很難確定，因此，在我國山西、內(nèi)蒙、寧夏等煤炭主產(chǎn)地，近期可考慮以周邊地區(qū)的民用燃氣作為主要目標市場，建設規(guī)模適度的二甲醚裝置，遠期應密切關(guān)注國家調(diào)整成品油價格和開征燃油稅的進展情況，在條件成熟時建設大規(guī)模二甲醚項目，控制風險的方法之一是采用兩步法工藝，先建設市場比較成熟的甲醇裝置，再視國家政策情況確定續(xù)建二甲醚裝置的規(guī)模與進度。

(3)煤制油項目投資巨大，技術(shù)和成本問題仍有待探討。

煤制油項目投資巨大，動輒數(shù)百億元;直接煤液化尚無工業(yè)化先例，間接煤液化只有南非SASOL公司實現(xiàn)了工業(yè)化，而且技術(shù)轉(zhuǎn)讓報價高達10億美元;我國煤炭價格遠高于南非，特別是近兩年來，煤價漲幅并不遜于油價，煤制油項目經(jīng)濟效益并不理想。因此，發(fā)展煤液化應謹慎。

2.2煤化工與石油化工在化工原料領域的競爭

(1)煤氣化在與天然氣化工的競爭中占有優(yōu)勢。

我國煤炭資源豐富，而天然氣資源很有限。工業(yè)及民用燃氣可承受較高的天然氣價格，而天然氣化工只能承受較低的天然氣價格，所以供氣單位不愿意向天然氣化工企業(yè)供氣，未來天然氣將主要用作清潔燃料而非化工原料。我國合成氨、甲醇以及其它碳一化工產(chǎn)品的初始原料將繼續(xù)以煤為主。但在天然氣產(chǎn)地，天然氣生產(chǎn)商為實現(xiàn)與當?shù)亟?jīng)濟的和諧發(fā)展，有可能向當?shù)仄髽I(yè)提供一定量的廉價天然氣，發(fā)展天然氣化工存在局部的投資機會。

(2)乙烯-乙炔路線之選需因地制宜，兩者將長期共存。

乙烯-乙炔路線之爭主要集中在PVC、醋酸乙烯等少數(shù)產(chǎn)品上，另外生產(chǎn)1，4-丁二醇的乙炔-正丁烷路線之爭和生產(chǎn)氯丁橡膠的乙炔-丁二烯路線之爭，也都類似于乙烯-乙炔路線的競爭，屬于煤化工與石油化工的競爭，其中尤以PVC最為引人注目。

目前國內(nèi)上述產(chǎn)品的生產(chǎn)均以乙炔路線為主，這一方面是因為國內(nèi)乙烯等石化原料短缺，而且下游產(chǎn)品眾多，石化企業(yè)主要將乙烯用于生產(chǎn)聚乙烯、乙二醇等產(chǎn)品，不愿意在PVC上與煤化工企業(yè)短兵相接，大打價格戰(zhàn);另一方面，我國煤價的上漲滯后于油價，所以在油價快速上漲過程中，電石法PVC成本較低。

但是隨著國內(nèi)電石法PVC一哄而上，情況正在發(fā)生逆轉(zhuǎn)。首先因為PVC生產(chǎn)能力增長過快，PVC價格下滑、從PVC與PE、PP的比價來看，PVC價格明顯偏低;其次煤炭作為基礎能源，與石油存在比價效應，煤價上漲雖然滯后于油價，但漲幅并不遜色，造成電石法PVC成本大幅上升，目前PVC行業(yè)虧損面已超過1/3。電石法PVC與乙烯法的競爭優(yōu)勢主要在于低成本，而低成本的基礎是我國西部地區(qū)低廉的煤價和電價，目前煤價已大幅上漲，而電價優(yōu)勢也將因西電東送工程的建設而大打折扣，西部電價較低主要是因為西部地區(qū)電力供大于求和電力外送通道能力不足，但隨著西電東送通道完成擴容，西部地區(qū)電價有望上調(diào)，包括電石、燒堿在內(nèi)的一系列高耗能產(chǎn)業(yè)的競爭力將被削弱。按照電石行業(yè)準入條件，新建電石項目的電石爐耗電量為3250度/噸電石，如果加上配套的電極材料用電和動力電等，每噸電石的耗電量約為4000度，如果未來電價上漲0.1元/度，則電石成本將提高400元/噸，而目前西部地區(qū)電石出廠價約為2100～2200元/噸，電價的提高將對電石法PVC的成本造成重大影響。未來電石法PVC的產(chǎn)業(yè)布局將進一步調(diào)整，一是繼續(xù)向西部有煤炭資源優(yōu)勢的地區(qū)集中，二是提高上下游一體化程度，最具競爭優(yōu)勢和抗風險能力的將是煤炭、電力、電石、PVC上下游一體化的企業(yè)。

但因為PVC價格較低，與生產(chǎn)PE和乙二醇等其它乙烯下游產(chǎn)品相比，生產(chǎn)PVC效益較差，乙烯法PVC也難有大的發(fā)展。

未來乙烯-乙炔路線之爭難有統(tǒng)一的答案，需根據(jù)企業(yè)自身所處的地區(qū)以及資源占有情況因地制宜、因廠制宜、因時制宜。兩種工藝路線將長期共存，互為補充。

(3)MTO/MTP技術(shù)的成熟將使煤化工進入與石油化工全面競爭的時代。

利用甲醇制烯烴(MTO)技術(shù)和甲醇制丙烯(MTP)技術(shù)，煤化工可以由碳一化工進入乙烯這一石化產(chǎn)業(yè)的核心領域。目前MTO、MTP均未建成工業(yè)化生產(chǎn)裝置，歐洲化學公司采用UOP/Hydro公司MTO技術(shù)正在尼日利亞建設工業(yè)化生產(chǎn)裝置，預計2007年投產(chǎn)。據(jù)專家初步估算，當煤制甲醇的完全成本控制在1200元/噸以下時，MTO乙烯成本與油價為45美元/桶時的石油化工乙烯成本大體相當。如果未來MTO/MTP技術(shù)能夠成功工業(yè)化，將使煤化工進入與石油化工全面競爭的時代。

3生物化工與石油化工的競爭

3.1生物化工與石油化工在燃料領域的競爭

發(fā)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，其本質(zhì)是利用太陽能，即通過高能植物的光合作用將太陽能以淀粉、植物油等形式固定下來，再通過生物化工的手段轉(zhuǎn)化為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。

燃料乙醇得到了國家的大力扶持。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局制定了《變性燃料乙醇》和《車用乙醇汽油》兩項強制性國家標準;目前國內(nèi)試點企業(yè)生產(chǎn)的燃料乙醇可得到1800元/噸以上的財政補貼，即使按照國家的逐年削減計劃，到2007年每噸燃料乙醇仍能得到大約1400元的補貼。同時，在東北三省和安徽、河南等省實現(xiàn)了封閉運行，強制推廣燃料乙醇，替代汽油。但是，因為乙醇的成本比汽油價格高，單純依靠政府補貼，難以實現(xiàn)在國內(nèi)全面推廣。

燃料乙醇要擺脫對財政補貼的依賴，真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，必須降低其生產(chǎn)成本。應從兩方面降低乙醇的生產(chǎn)成本，一是改進原料結(jié)構(gòu)，二是副產(chǎn)品綜合利用。目前在內(nèi)地主要利用玉米生產(chǎn)乙醇，在沿海地區(qū)則主要利用進口木薯。未來乙醇的生產(chǎn)原料將逐步向甜高梁和轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)變，甜高粱的光合速率極高，生長速度極快，含糖量高，每公頃甜高梁可產(chǎn)大約6噸乙醇。轉(zhuǎn)基因玉米在品質(zhì)和抗病性方面都有突出的優(yōu)勢，成本和價格比普通玉米低很多。以甜高梁或轉(zhuǎn)基因玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇將會大幅降低乙醇生產(chǎn)成本。目前我國大多數(shù)乙醇廠對玉米加工的副產(chǎn)品沒有進行綜合利用，生產(chǎn)成本較高，而豐原生化等大企業(yè)利用玉米加工的副產(chǎn)品生產(chǎn)玉米油、玉米蛋白飼料等，有效降低了生產(chǎn)成本。

(2)生物柴油產(chǎn)業(yè)即將起步。

生物柴油是用植物油和動物油作為主要原料，與甲醇或乙醇等低碳醇進行酯交換反應，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯，同時副產(chǎn)甘油。按照油脂來源不同，生物柴油可分為植物柴油和動物柴油。目前世界上實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要是植物柴油。歐洲主要以菜籽油為原料生產(chǎn)生物柴油，美國則利用其轉(zhuǎn)基因大豆的優(yōu)勢，以豆油為原料生產(chǎn)生物柴油，日本主要是以工業(yè)廢油和廢煎炸油為原料。

目前生物柴油的主要問題是成本高，在歐洲，如果沒有政府的優(yōu)惠政策，生物柴油的價格要比礦物柴油高大約1倍，因此，歐洲給予生物柴油很多優(yōu)惠政策，例如在生物柴油產(chǎn)量最大的德國，農(nóng)民種植為生物柴油作原料的油菜籽可獲得政府補貼，并對制造生物柴油予以免稅。

我國生物柴油產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，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發(fā)展公司都已開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，相繼建成了萬噸級規(guī)模的生產(chǎn)廠。生物柴油生產(chǎn)成本的大約75%是原料成本，原料路線的選擇對于生物柴油的競爭力至關(guān)重要，目前國內(nèi)采用的原料主要是餐飲廢油(地溝油)和食用油加工過程的酸化下腳油，這些原料雖然價格低廉，但是原料供應在數(shù)量和質(zhì)量方面都缺乏穩(wěn)定性，在我國大規(guī)模生產(chǎn)生物柴油的主流原料路線還有待探討。

我國生物柴油能否大規(guī)模發(fā)展主要取決于兩方面因素，一是國家的優(yōu)惠政策，二是發(fā)現(xiàn)、培育和推廣適合我國的高產(chǎn)油作物。

3.2生物化工與石油化工在化工原料領域的競爭

(1)在少數(shù)化工產(chǎn)品領域，生物化工擁有絕對優(yōu)勢。

在乙醇、氨基酸、酶制劑、部分有機酸(檸檬酸、乳酸、衣康酸等)、生物醫(yī)藥(青霉素等)、生物農(nóng)藥(井崗霉素、阿維菌素等)產(chǎn)品生產(chǎn)領域，生物化工與石油化工