2023年油品升級(jí)與大氣治理行業(yè)分析報(bào)告

2023年油品升級(jí)與大氣治理行業(yè)分析報(bào)告目錄一、原油高硫化，相關(guān)硫回收工程市場超40億元/年 PAGEREFToc368498628\h31、高硫趨勢(shì)明顯，原油脫硫難度增大 PAGEREFToc368498629\h32、煉油能力持續(xù)增長，提升脫硫需求 PAGEREFToc368498630\h5二、油品升級(jí)打開我國千億投資空間 PAGEREFToc368498631\h81、美國：受益于低硫原油，升級(jí)不影響成品油價(jià) PAGEREFToc368498632\h82、中國：升至國IV仍需投資500~600億元，國V需千億元 PAGEREFToc368498633\h15三、投資思路 PAGEREFToc368498634\h22一、原油高硫化，相關(guān)硫回收工程市場超40億元/年1、高硫趨勢(shì)明顯，原油脫硫難度增大我國原油產(chǎn)量增長趨緩，供需缺口不斷擴(kuò)大。根據(jù)BP數(shù)據(jù)，我國2023年原油產(chǎn)量2.1億噸，而消費(fèi)量達(dá)4.8億噸，缺口2.7億噸，且該缺口近十年來呈不斷擴(kuò)大趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)字也顯示，我國2023年原油進(jìn)口依存度達(dá)68%。這表明，我國原油將長期依賴進(jìn)口，從2023年進(jìn)口國分布看，中東、非洲和前蘇聯(lián)地區(qū)是主要進(jìn)口來源，分別占據(jù)進(jìn)口總量的41%、18%和17%。全球高硫劣質(zhì)原油產(chǎn)量比例上升。全球石油資源生產(chǎn)成本不斷抬高，高硫、重質(zhì)等劣質(zhì)原油比例也在逐年上升。目前世界范圍內(nèi)，輕質(zhì)原油產(chǎn)量僅占原油總產(chǎn)量的36%，中質(zhì)油和重質(zhì)油產(chǎn)量分別占到55%和9%；低硫原油產(chǎn)量僅占世界原油總產(chǎn)量的1/3，且其儲(chǔ)量只有世界原油總儲(chǔ)量的1/5。國內(nèi)石油探明儲(chǔ)量的品位也在不斷下降，低滲、超低滲、超稠油儲(chǔ)量所占比例不斷加大。我國原油進(jìn)口地對(duì)應(yīng)著全球主要的出口地區(qū)。雖然儲(chǔ)量上中南美、北美和歐洲排名僅次于中東，但該地區(qū)原油主要供應(yīng)北美和歐洲消費(fèi)，因此我國原油進(jìn)口將長期依賴中東、非洲和前蘇聯(lián)地區(qū)，受全球原油重質(zhì)化趨勢(shì)的影響也最為明顯。煤制油2023年將達(dá)1600萬噸/年，硫回收工程市場總額達(dá)6億元。我國四大煤制油示范項(xiàng)目于2023年形成147萬噸/年產(chǎn)能后，2023-2023年工業(yè)規(guī)模煤制油項(xiàng)目處于建設(shè)階段，沒有新增產(chǎn)能。從2023年開始，隨著煤制油商業(yè)化裝置的陸續(xù)建成投產(chǎn)，中國煤制油產(chǎn)能將迅速提升，亞化咨詢預(yù)測2023年將達(dá)到1600萬噸/年。以神華寧煤與三維工程簽訂1.5億元的400萬噸煤液化項(xiàng)目硫回收合同計(jì)算，整個(gè)煤制油的硫回收市場即達(dá)約6億元。原油脫硫難度不斷加大，投資成本將不斷上升。我國加工高硫、高酸、重質(zhì)化、稠環(huán)及芳環(huán)結(jié)構(gòu)原油不斷增長是必然趨勢(shì)，中石化加工含硫、含酸原油的比例已超過80%，劣質(zhì)原油在煉制過程中，需要增加更多脫硫、除酸、減碳、打破稠環(huán)和芳環(huán)分子結(jié)構(gòu)所需的投入，增加物耗與能耗，推動(dòng)煉油行業(yè)成本攀升。2、煉油能力持續(xù)增長，提升脫硫需求我國煉油能力一直呈增長態(tài)勢(shì)，近10年來的增速大致在5%~10%區(qū)間內(nèi)。以年加工量和年末加工能力相除計(jì)算出的開工率，10年來平均保持在80%左右，但近三年呈下滑趨勢(shì)，已由2023年的83%下滑到2023年的81%，接近2023~2023年的水平。2023~2023年間，我國煉油能力增速一直低于GDP增速4%上下，但近年該差值正在不斷的縮小，供過于求的趨勢(shì)抬頭。2023年我國煉油能力有望擴(kuò)張3950萬噸，較2023年增長6.8%，2023年以后規(guī)劃的新建產(chǎn)能也將達(dá)1.5億噸。2023年我國GDP增速若保持在7.5%，兩者差距將為0.7%，創(chuàng)下2023年以來新低。這也意味著我國石油需求與煉油能力的增長基本同步，難以支撐開工率上升。我國柴油消費(fèi)、生產(chǎn)約為汽油的2倍。分汽柴油看，我國自2023年起柴汽消費(fèi)比上升至2附近，2023~2023年保持在2.26的最高值，到2023、2023則下滑至2.13和2.11。生產(chǎn)端，我國汽油、柴油產(chǎn)量相對(duì)原油加工量的比例分別保持在0.2和0.38左右，柴汽生產(chǎn)比保持在2左右。為維持開工率，我國汽柴油出口擴(kuò)大。GDP增速下滑致使國內(nèi)需求不佳，而高速增長的煉油能力需要保持一定開工率以維持盈利，因此在進(jìn)口原油的前提下，汽柴油反而超出了國內(nèi)需求。我們用汽柴油的需求量減去汽柴油產(chǎn)量以計(jì)算需求缺口，發(fā)現(xiàn)09年以來我國汽柴油負(fù)缺口不斷擴(kuò)大，我國汽柴油出口需要正在不斷增長。煉油能力增長和我國脫硫要求的提升，將帶來相關(guān)工程需求增長，年煉油脫硫工程市場約40億元。三維工程2023年與泉州石化簽訂的1200萬噸/年煉油38萬噸/年硫磺回收裝置，合同金額為7.7億元，折每萬噸/年對(duì)應(yīng)投資約0.2億元。以未來年新增4000萬噸煉油產(chǎn)能，對(duì)應(yīng)年增130萬噸硫磺回收需求計(jì)算，我國新增硫磺回收工程市場達(dá)26億元/年。以每年為2023萬噸煉油產(chǎn)能改造添加脫硫裝置計(jì)算，硫磺回收工程市場達(dá)13億元/年，兩者總計(jì)約40億元/年。二、油品升級(jí)打開我國千億投資空間1、美國：受益于低硫原油，升級(jí)不影響成品油價(jià)美國WTI原油含硫量僅0.3%，遠(yuǎn)低于中東原油。WTI原油的低含硫量降低了美國油品升級(jí)的成本。2023年前后，美國汽油、柴油硫含量分別從120ppm、500ppm降低至30ppm、15ppm，已達(dá)到全球領(lǐng)先水平。其中，Tier2（機(jī)動(dòng)車、汽油升級(jí)第二階段）及超低硫柴油（Ultralowsulfurdiesel，ULSD）的實(shí)施成為標(biāo)志性升級(jí)點(diǎn)。美國有較多輔助政策幫助Tier2（汽油120降至30ppm）平緩過渡。在執(zhí)行Tier2時(shí)，美國政府有一系列支持政策，為煉廠提供了多重緩沖：1）小型煉廠寬限：雇傭不超過1500名員工及日煉油能力不超過15.5萬桶的小型煉廠，標(biāo)準(zhǔn)可寬限至2023年。一些經(jīng)濟(jì)上極為困難的小型煉廠，可以在此基礎(chǔ)上申請(qǐng)一個(gè)額外的兩年寬限期。2）獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制：建立積分制度，提前完成減排指標(biāo)的煉油企業(yè)將獲得一定積分，該積分可在達(dá)標(biāo)過程中作為緩沖使用。3）平均達(dá)標(biāo)機(jī)制：煉油企業(yè)可通過全國各分廠平均油品硫含量達(dá)標(biāo)的方式達(dá)標(biāo)。4）臨時(shí)指標(biāo)機(jī)制：在實(shí)現(xiàn)全面達(dá)標(biāo)過程中，允許煉油企業(yè)先達(dá)到臨時(shí)中間標(biāo)準(zhǔn)作為緩沖。注：30/80的含義為該公司平均汽油含硫量不得超過30ppm，任一批次汽油不得超過80ppmTier2增加美國煉油行業(yè)固定投資約40億美元。美國石化、化工工程商FosterWheeler公司曾在2023年做出測算，一個(gè)汽油生產(chǎn)能力為1億桶/年的煉油廠商需增加固定資產(chǎn)投資1.16億美元以符合Tier2標(biāo)準(zhǔn)。以2023年美國汽油產(chǎn)量8501千桶/天，煉油開工率90%計(jì)算，當(dāng)時(shí)美國全國所需升級(jí)投資約為40億美元。此外，該廠商每年增加成本0.45億美元，折合約1美分/加侖。Tier2對(duì)汽油零售價(jià)格無顯著影響。美國執(zhí)行Tier2汽油硫含量標(biāo)準(zhǔn)后，汽油零售價(jià)總體波動(dòng)趨勢(shì)仍與原油一致，并未出現(xiàn)明顯上升。從下圖可見，2023至2023年，美國汽油零售價(jià)格曾有過3次脈沖式上升-下降，其中2023年是受颶風(fēng)影響，而2023、2023年是因?yàn)槊绹ㄟ^RFS法案，以蒸汽壓高的乙醇取代MTBE而導(dǎo)致的夏季汽油供給不足。美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)（FederalTradeCommission，F(xiàn)TC）2023年的研究發(fā)現(xiàn)，硫含量降低對(duì)美國汽油價(jià)格未造成沖擊。2023~2023的十年間，原油價(jià)格、颶風(fēng)、乙醇替代及經(jīng)濟(jì)危機(jī)可以解釋美國汽油99%的價(jià)格波動(dòng)，其中原油價(jià)格是最重要的變量，Tier2對(duì)美國汽油零售價(jià)無顯著影響。從美國汽油零售價(jià)格的拆分中，也可以看出原油價(jià)格占據(jù)了絕大部分，且波動(dòng)最大；稅收一直穩(wěn)定在40美分/加侖左右；分銷相對(duì)穩(wěn)定，波動(dòng)不大。煉化部分除去3次脈沖外，其余時(shí)段均為30美分/加侖左右，在Tier2執(zhí)行前后并未產(chǎn)生重心上移。2023年，美國汽油煉化成本平均為44.2美分/加侖，較2023年上升2.6美分/加侖。當(dāng)時(shí)較悲觀的測算在3~4美分/加侖左右，樂觀測算值則只有2美分/加侖上下，2.6的增長在市場預(yù)期中值附近。然而，2023~2023年汽油零售價(jià)格波動(dòng)幅度達(dá)2~4美元/加侖，其中，煉化成本最低點(diǎn)為2023年9月的16美分/加侖，最高點(diǎn)為2023年9月的79美分/加侖，原油成本則在93~164美分/加侖區(qū)間內(nèi)振蕩。巨大的波動(dòng)使得比較平均值意義不大。FTC的回歸模型解釋更為合理。EPA計(jì)劃2023年將Tier2升級(jí)至Tier3（30降至10ppm），預(yù)測汽油成本上升0.016元/升。EPA在2023年提出，計(jì)劃至2023年執(zhí)行Tier3標(biāo)準(zhǔn)，將汽油硫含量從30ppm降低至10ppm。EPA認(rèn)為，Tier2升API預(yù)測Tier3將使煉油行業(yè)新增100億美元投資。煉油企業(yè)對(duì)EPA推進(jìn)計(jì)劃表示強(qiáng)烈反對(duì)。美國石油協(xié)會(huì)（AmericanPetroleumInstitute,API）委托咨詢公司Baker&O’Brien攥寫了研究報(bào)告，認(rèn)為該舉措將使美國煉油業(yè)增加100億美元投資，汽油成本上升6~9美分/加侖，折合人民幣0.10~0.14元/升。排放控制技術(shù)協(xié)會(huì)ECTA（EmissionsControlTechnologyAssociation）委托研究機(jī)構(gòu)NavigantEconomics（NE）出具報(bào)告，認(rèn)為Tier3不會(huì)造成美國汽油價(jià)格上漲。NE研究認(rèn)為，B&O結(jié)論被API歪曲，有意忽視了EPA現(xiàn)行的交易和平均機(jī)制對(duì)煉油企業(yè)成本的削減。柴油硫含量由500ppm降至15ppm，增加成本約0.07元/升，符合EPA預(yù)期。美國車用柴油自2023年起，硫含量標(biāo)準(zhǔn)由500ppm下降至15ppm占80%、500ppm占20%的標(biāo)準(zhǔn)，并自2023年起全部滿足15ppm。其他非公路用、火車、船用等柴油也將逐漸過渡至15ppm的標(biāo)準(zhǔn)。滿足硫低于15ppm標(biāo)準(zhǔn)的柴油都被稱為超低硫柴油（Ultralowsulfurdiesel，ULSD）。2023年，在ULSD執(zhí)行前，API也曾委托Baker&O’Brien出具報(bào)告，認(rèn)為ULSD將造成6.2美分/加侖（0.10元/升）的煉油成本上升，而EPA的預(yù)測僅為4.5美分/加侖（0.07元/升）。Baker&O’Brien同時(shí)預(yù)測，13家煉廠會(huì)于2023年前由于無法籌集資本建設(shè)合標(biāo)產(chǎn)能而關(guān)閉，美國柴油供給量會(huì)大幅減少從而增加進(jìn)口依賴度。事實(shí)上，從事后產(chǎn)量和價(jià)格上看，美國柴油供應(yīng)持續(xù)增長，2023年美國柴油平均煉化成本為55.3美分/加侖，較2023年增長4.7美分/年（0.075元/升），符合預(yù)期。主要國家脫硫成本在6美分/加侖（0.10元/升）以下。KatherineO.Blumberg等學(xué)者2023年對(duì)全球汽柴油脫硫成本做了測算，認(rèn)為在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下，美國、歐洲和中國的脫硫成本均可控制在6美分/加侖，僅少數(shù)欠發(fā)達(dá)亞洲國家柴油脫硫達(dá)到10美分/加侖水平。歐洲通過減稅推動(dòng)低硫柴油的推進(jìn)。KatherineO.Blumberg根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出，德國柴油由歐IV標(biāo)準(zhǔn)（50ppm）推進(jìn)至歐V標(biāo)準(zhǔn)(10ppm)時(shí)，增加成本約4~4.5美分/加侖，而德國政府提供了6美分/加侖的稅收優(yōu)惠，促動(dòng)了低硫柴油的發(fā)展。2、中國：升至國IV仍需投資500~600億元，國V需千億元重質(zhì)餾分多，亦決定我國煉廠催化裂化工藝多，汽柴油硫含量高。催化裂化指在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油和柴油等的過程。由于我國重質(zhì)原油較高，催化裂化成為了歷史上我國最重要的二次加工工藝，一度肩負(fù)了我國80%以上汽油與30%以上柴油的生產(chǎn)任務(wù)。從汽柴油組分看，我國汽油調(diào)和組分中，催化汽油占74%，而中石化2023年催化柴油的比例為17%。近年來我國工藝已由催化裂化向加氫精制發(fā)展。從全球看，加氫精制是原油二次加工的主流工藝，2023年全球加氫精制能力為24.4億噸，催化裂化能力為7.4億噸。我國2023年時(shí)加氫精制能力為0.4億噸，催化裂化能力為1億噸，而2023年兩者分別達(dá)1.9、1.8億噸，我國加氫精制能力已超過催化裂化能力。霧霾嚴(yán)重，我國汽油、柴油升級(jí)要求迫切。我國近年霧霾現(xiàn)象多發(fā)，引起了社會(huì)各界重視。根據(jù)國務(wù)院設(shè)定的油品升級(jí)表，從2023年起，我國車用汽油將逐步置換至國四標(biāo)準(zhǔn)，過渡期至年底12月31日。2023年7月起，國標(biāo)柴油須全部升級(jí)到國III，過渡期至2023年12月31日，2023年起需執(zhí)行國IV標(biāo)準(zhǔn)。按規(guī)劃，2023年起，我國汽油將進(jìn)入國V標(biāo)準(zhǔn)，硫含量降至10ppm。實(shí)現(xiàn)國IV要求的汽柴油脫硫在技術(shù)上無阻礙。汽油方面，除傳統(tǒng)的加氫脫硫技術(shù)外，中石化國內(nèi)獨(dú)家買斷的，適合超低硫汽油生產(chǎn)的S-Zorb技術(shù)（催化汽油吸附脫硫）已廣泛運(yùn)用。S-Zorb工藝的優(yōu)勢(shì)在于，與傳統(tǒng)加氫相比，生產(chǎn)超低硫汽油時(shí)辛烷值損失最小，氫耗和能耗最低。通常汽油辛烷值損失一般隨汽油烯烴轉(zhuǎn)化率的升高而增大，當(dāng)催化裂化汽油脫硫率分別達(dá)到85%、90%、98%時(shí)，S-Zorb工藝的汽油烯烴轉(zhuǎn)化率為4%、8%、20%，而傳統(tǒng)汽油加氫脫硫工藝為73%、80%、95%；典型的選擇性加氫工藝為26%、40%、57%，催化蒸餾工藝為26%、30%、45%。SZorb的烯烴轉(zhuǎn)化率最低，因而辛烷值損失最小。燕山石化2023年率先建設(shè)了S-zorb裝置，為北京奧運(yùn)會(huì)期間供應(yīng)京IV標(biāo)準(zhǔn)汽油。柴油方面，現(xiàn)有加氫技術(shù)包括常規(guī)精制、MCI、MHUG、FD2G、加氫裂化等，其產(chǎn)品均可實(shí)現(xiàn)硫含量低于10ppm，符合國V稅票。中石化2023年底可全面供應(yīng)國Ⅳ汽油，2023年底可全面供應(yīng)國IV柴油。截止目前，中國石化已有10套S-zorb裝置建成投產(chǎn)，分別是燕化公司、揚(yáng)子分公司、上海高橋分公司、濟(jì)南分公司、鎮(zhèn)海煉化公司、廣州分公司、齊魯分公司、滄州分公司、金陵分公司和長嶺煉化公司，總加工能力超過1100萬噸/年。在建的9套S-zorb裝置包括：金山、安慶、茂名、石家莊、海南、青島煉化、武漢、燕山2#、洛陽石化。目前，中石化供應(yīng)上海、廣州以及江蘇、浙江、廣東的十多個(gè)地市的汽油質(zhì)量已達(dá)到國IV標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)北京的京V油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與歐V相當(dāng)。據(jù)媒體報(bào)道，中石化今年底將全面實(shí)現(xiàn)油品質(zhì)量升級(jí)，提供國IV標(biāo)準(zhǔn)的汽油產(chǎn)品，2023年底前車用柴油全部達(dá)到國IV標(biāo)準(zhǔn)。部分大型煉廠汽柴油可提前達(dá)到國IV標(biāo)準(zhǔn)。中石化鎮(zhèn)海煉化預(yù)計(jì)在2023年6月前推出國V汽油和國IV柴油，茂名石化2023年底汽柴油全部達(dá)到國IV，2023達(dá)到國V。山東地?zé)捯噙_(dá)到國IV水準(zhǔn)，今年以來先后有山東匯豐石化、金城石化、弘潤石化、?？剖绕髽I(yè)生產(chǎn)的符合京IV標(biāo)準(zhǔn)的汽柴油供應(yīng)北京市場。中宇資訊的數(shù)據(jù)顯示，2023年山東地區(qū)至少有50套加氫裝置準(zhǔn)備上馬，主流煉廠在年底應(yīng)可達(dá)到國IV水平。我國汽柴油全面升級(jí)至國IV尚需投資500~600億元。安訊思數(shù)據(jù)顯示，主營煉廠方面，目前中石化旗下大型煉廠生產(chǎn)國IV、國V汽油能力較強(qiáng)，約占其總煉能的64%；中石油較弱，僅23%左右的煉能可以生產(chǎn)。地?zé)拕t較落后，山東地?zé)捘壳熬邆渖a(chǎn)國IV汽油能力的僅占一次總煉能的34%，具備生產(chǎn)國III柴油能力的僅占總煉能的44%。根據(jù)洛陽石化經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，汽油脫硫能力由國III升級(jí)到國IV，投資2.7億元于150萬噸/年吸附脫硫裝置，折合每萬噸投資180萬元。以此估算，我國汽油全部升級(jí)至國IV尚缺投資115億元。柴油方面，以中石化供應(yīng)京廣滬的國IV產(chǎn)能占總產(chǎn)能30%，中石油及其他煉廠占自身總產(chǎn)能10%計(jì)算，全部升級(jí)為國IV需321億元。汽柴油所需投資之和為436億元?？紤]到目前地?zé)捝杏写罅繃鳬I產(chǎn)能存在，山東地?zé)挳?dāng)前僅20%柴油、65%汽油達(dá)到國III標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)現(xiàn)全面國III化尚需投資約100億元左右。不考慮中石油、中石化的國II產(chǎn)能，全國汽柴油升級(jí)至國IV需投資在500~600億元之間。中石化、中石油升級(jí)無明顯資金困難。據(jù)上表計(jì)算，中石化完成汽柴油國IV升級(jí)需投入34+128=162億元，中石油需投入48+106=154億元，其他煉油企業(yè)則需