湖北荊州地區(qū)建設(shè)煤制尿素項目的可行性分析

張 科，肖敦峰，夏炎華，皮金林

(中國五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢，430223)

尿素既是一種非常重要的高氮化肥，又是多種有機、無機產(chǎn)品的生產(chǎn)原料，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等多個行業(yè)領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)方面，尿素作為含氮量最高的氮肥可直接施用，是目前使用量較大的化學(xué)氮肥之一，也可用于生產(chǎn)多種復(fù)合肥料。在工業(yè)方面，尿素可以用來制造人造板、三聚氰胺、ADC發(fā)泡劑、飼料、車用尿素等。從全國范圍看，尿素行業(yè)供略大于求。但在湖北、湖南地區(qū)局部范圍內(nèi)仍有市場潛力。本文分析了在湖北荊州地區(qū)建設(shè)煤制尿素項目的可行性。

1 尿素市場分析

1.1 國內(nèi)市場分析

截至2019年底，中國尿素有效產(chǎn)能為7 670萬t/a，2019年產(chǎn)量為5 174.4萬t/a，同比增長3.1%，扭轉(zhuǎn)了連續(xù)3年產(chǎn)量下降的局面，出現(xiàn)觸底反彈。

2012～2019年間，中國尿素產(chǎn)能、產(chǎn)量年均增長率分別為1.0%和-2.5%。2012年，中國尿素產(chǎn)能為7 148萬t/a，到2019年增至7 670萬t/a；產(chǎn)量方面，2012年中國尿素產(chǎn)量為6 193萬t/a，2019年降為5 174.4萬t/a。

表1 近3年中國尿素產(chǎn)能產(chǎn)量統(tǒng)計

1.2 局部市場分析

近年來，中國尿素產(chǎn)能呈現(xiàn)逐漸縮減態(tài)勢，在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的影響下，落后產(chǎn)能逐漸被淘汰。國內(nèi)尿素行業(yè)將加速洗牌，固定床傳統(tǒng)工藝產(chǎn)能占比將逐漸縮小，整體降低中國尿素運行成本。未來中國尿素行業(yè)落后產(chǎn)能仍將面臨淘汰，尿素行業(yè)也將逐步實現(xiàn)產(chǎn)銷平衡。預(yù)計到2021年，中國尿素產(chǎn)能將達到8 112萬t/a左右。

從全國范圍看，尿素行業(yè)供略大于求，但是，局部范圍內(nèi)仍有市場潛力。據(jù)不完全統(tǒng)計，湖北、湖南兩省的尿素需求約455萬t/a，但是兩省產(chǎn)能總計為375萬t/a，缺口達到80萬t/a。

若考慮固定床造氣落后產(chǎn)能置換和湖北化肥廠轉(zhuǎn)產(chǎn)，則湖北、湖南可新增產(chǎn)能達到300萬t/a以上。

表2 湖北、湖南兩省尿素生產(chǎn)企業(yè)

2 我國尿素價格分析

相關(guān)機構(gòu)的研究顯示，我國尿素價格波動趨勢基本與動力煤價格波動一致。2007至2017年期間，尿素與煤炭價格走勢見圖1。由圖可知，2015～2017年尿素年均價格分別為1 550元/t，1 600元/t，1 780元/t。2018全年尿素最高價為2 103元/t，最低價為1 959元/t，全年平均價格約2 000元/t。2019年尿素最高價為2 150元/t，最低價為1 690元/t，全年平均價格為1 907元/t。2020年第一季度尿素價格約1 600～1 700元/t。

圖1 2007～2017年間尿素均價和動力煤均價走勢

3 原料供應(yīng)

3.1 原料供應(yīng)可靠性分析

在湖北荊州地區(qū)建設(shè)煤制尿素工廠，原料煤和燃料煤可由浩吉鐵路供應(yīng)。浩吉鐵路連接蒙陜甘寧能源“金三角”地區(qū)與鄂湘贛等華中地區(qū)，縱貫內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西等七省(區(qū))，正線全長1 813 km。在荊州地區(qū)設(shè)置有仙居站、荊門北站、荊門東站等7個中間站。

2019年9月28日，浩吉鐵路正式開通運營。2019年10月，浩吉鐵路每日開行列車10列左右，日均運量約3.5萬t。

浩吉鐵路設(shè)計年輸送能力為2億t，遠期達到3億t。截至2018年底，國家公告生產(chǎn)煤礦3 373處、年產(chǎn)能35.3億t；公告在建煤礦1 010處、年產(chǎn)能10.3億t(其中，進入聯(lián)合試運轉(zhuǎn)的煤礦年產(chǎn)能為3.7億t)，這些均是手續(xù)齊全的合法煤礦。在建煤礦主要分布在山西、內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、寧夏、新疆等地，除少數(shù)因資源或市場等條件變化長期處于停建狀態(tài)的煤礦外，大部分煤礦將在未來幾年陸續(xù)投產(chǎn)，煤炭供給充足程度會有一定提高。其中，內(nèi)蒙古生產(chǎn)和在建煤礦總規(guī)模超過13億t。

3.2 煤炭價格分析

價格是反應(yīng)煤炭市場的顯著特征之一。以秦皇島5 500大卡動力煤平倉價為例，可將2000年以來煤炭價格走勢劃分為7個階段，依次是合理回升、繼續(xù)回升、高位振蕩、上升、大幅下跌、回升、波動走穩(wěn)。

從數(shù)據(jù)變化情況可以看出，近20年來，煤炭價格大部分時間處于大幅波動中，比較平穩(wěn)的時間不多，主要是在2001年1月至2004年10月和2004年11月至2007年11月。這是因為我國加入世貿(mào)組織后經(jīng)濟開始新一輪增長，能源需求增加，帶動煤價合理回升，經(jīng)歷短期上漲后繼續(xù)緩慢上升。

2007年11月之后，煤價進入劇烈振蕩期，受多方面因素影響，煤價急速上漲，2008年7月21日達到歷史高點(每噸965元)，隨后，受美國次貸危機影響，我國煤價大幅下跌。為了減輕美國次貸危機對國內(nèi)經(jīng)濟的影響，國家實施了大規(guī)模刺激經(jīng)濟的措施，煤炭需求旺盛，煤價振蕩走穩(wěn)后，開始了長達2年的上升期。到了投資刺激末期，煤炭需求增速顯著放緩，煤炭市場嚴(yán)重過剩，從2011年底開始煤價長時間大跌，持續(xù)到2015年底，每噸降到365元，只有2008年高點的37.8%。

在產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、全行業(yè)虧損甚至部分大型煤企現(xiàn)金流即將斷裂的危急關(guān)頭，國家有關(guān)部門出臺了煤炭產(chǎn)業(yè)去產(chǎn)能的相關(guān)調(diào)控政策，加上煤炭消費量見底，這才穩(wěn)住了煤價下滑的勢頭。2016年初，煤價開始了新一輪恢復(fù)性上漲，10月達到每噸700元。為了促進煤價合理回歸，國家有關(guān)部門引導(dǎo)先進產(chǎn)能釋放，2017年6月煤價回落到每噸560元，進入波動走穩(wěn)期。從2017年6月至2019年3月底，煤價長時間保持在每噸600元左右，煤炭市場呈現(xiàn)波動中走穩(wěn)的態(tài)勢。2014至2020年間，我國秦皇島港煤炭價格走勢見圖2。

圖2 2014～2020年間秦皇島港煤炭價格走勢

4 競爭力分析

上世紀(jì)70年代，國內(nèi)尿素工業(yè)逐步起步，特別是1973年，我國開始從國外成套引進大型化肥裝置。第一批引進的13套大化肥裝置，分布在13個省區(qū)。經(jīng)過近40年的發(fā)展，國內(nèi)的煤制尿素產(chǎn)業(yè)已經(jīng)非常成熟。煤制尿素涉及的空分、煤氣化、CO變換、合成氣凈化(低溫甲醇洗和液氮洗)、氨合成、硫回收和尿素等工藝過程，均有成熟的國產(chǎn)化技術(shù)。因此，煤制尿素的競爭力主要取決于尿素成本。

以在湖北荊州地區(qū)新建的煤制尿素項目為基準(zhǔn)方案，對比其與三種場景的合成氨、尿素生產(chǎn)成本。基準(zhǔn)方案主要假設(shè)條件如下：①原料煤和燃料煤產(chǎn)自榆林地區(qū)，由浩吉鐵路供應(yīng)。榆林地區(qū)煤價為400元/t，經(jīng)浩吉鐵路運輸?shù)倪\費為200元/t，到荊州地區(qū)的煤價為600元/t；②新建項目規(guī)模為50萬t/a合成氨，88萬t/a尿素，項目投資30億元人民幣；③參考荊州某園區(qū)招商引資宣傳資料，公用工程價格為原水1.5元/t、蒸汽120元/t、電0.6元/kW·h。

4.1 基準(zhǔn)方案產(chǎn)品成本計算

參考國內(nèi)類似規(guī)模已建項目的投資和消耗數(shù)據(jù)，原料和公用工程價格參照上文假定條件，計算的基準(zhǔn)方案噸液氨和尿素成本分別為1 599.4元/t和1 189.5元/t，詳細(xì)計算過程見表3和表4。

4.2 競爭力分析

4.2.1 與周邊地區(qū)生產(chǎn)企業(yè)對比

根據(jù)湖北地區(qū)固定床造氣的相關(guān)尿素生產(chǎn)企業(yè)(湖北三寧)反饋，在煤價800元/t的情況下，液氨完全成本約2 000～2 100元/t；折算到煤價600元/t時，液氨成本約為1 800～1 900元/t。基準(zhǔn)方案測算的液氨完全成本1 599.4元/t，比湖北周邊固定床造氣合成氨生產(chǎn)成本低約200～300元/t。噸尿素消耗液氨約0.57 t，基準(zhǔn)方案的尿素生產(chǎn)成本應(yīng)比周邊固定床造氣生產(chǎn)企業(yè)低約110～170元/t。

表3 基準(zhǔn)方案噸氨成本計算

表4 基準(zhǔn)方案噸尿素成本計算

湖北周邊企業(yè)多為固定床造氣，屬于待置換的落后產(chǎn)能；而本項目采用的為新型煤氣化技術(shù)，環(huán)保性能更好，是國家鼓勵發(fā)展的方向。

綜合考慮技術(shù)和成本因素，本項目比周邊地區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)更具競爭力。

4.2.2與陜西地區(qū)類似企業(yè)對比

以華東為目的市場，比較以下兩種場景下的尿素到港成本。

場景1為基準(zhǔn)方案生產(chǎn)尿素，然后水運至長江中下游甚至重慶市場；場景2為榆林當(dāng)?shù)亟◤S生產(chǎn)尿素，尿素產(chǎn)品通過鐵路運輸至秦皇島，然后海運至華東市場。

由表4可知，場景1的尿素完全成本為1 189.5元/t，加上湖北地區(qū)至華東的水運物流成本約50元/t，到華東市場成本約1 239.5元/t。

場景2的尿素完全成本為1 021.5元/t，詳細(xì)計算過程見表5。加上榆林地區(qū)到秦皇島的鐵路物流費用200元/t和秦皇島到華東地區(qū)的海運物流費用約80元/t，最終產(chǎn)品到華東市場成本約1 301.5元。

由以上計算可知，場景1比場景2到華東市場的成本低約60元/t，有一定的成本優(yōu)勢。

表5 場景2尿素成本計算

4.2.3與重慶地區(qū)天然氣制合成氨尿素企業(yè)對比

重慶地區(qū)天然氣制尿素完全成本為1 630.2元/t，詳細(xì)計算過程見表6。

由表4可知，基準(zhǔn)方案的尿素完全成本為1 189.5元/t，加上湖北地區(qū)至重慶地區(qū)的水運物流成本約50元/t，到重慶市場成本約1 239.5元/t，比重慶當(dāng)?shù)靥烊粴庵颇蛩厣a(chǎn)成本每噸低約390元，成本優(yōu)勢較明顯。

表6 重慶地區(qū)天然氣制尿素成本計算

5 結(jié)語

在湖北荊州地區(qū)建設(shè)煤制合成氨、尿素項目競爭力較強，建議與有煤炭資源的企業(yè)和(或)有一定品牌知名度的湖北當(dāng)?shù)仄髽I(yè)合作，以進一步增強競爭力，理由如下。

(1)生產(chǎn)原料來源有保障，且煤炭市場價格近五年已趨于穩(wěn)定，均價在600～700元/t之間，原料供應(yīng)風(fēng)險較小。從長遠看，如能與具有煤炭資源的企業(yè)合作，則可進一步降低原料供應(yīng)和漲價的風(fēng)險。

(2)全國范圍內(nèi)尿素供銷基本平衡，但是近期湖北、湖南局部地區(qū)需求缺口約80萬t/a，遠期缺口(考慮落后產(chǎn)能置換)約300萬t/a，市場風(fēng)險較小。

(3)煤制合成氨、尿素項目技術(shù)成熟，絕大多數(shù)技術(shù)均可國產(chǎn)化，基本無技術(shù)風(fēng)險。

(4)在湖北荊州地區(qū)建設(shè)煤制合成氨、尿素項目，尿素完全成本約1 190元/t，成本競爭力強于周邊企業(yè)和類似企業(yè)。近期尿素售價已趨近5年最低點，均價約1 600元/t，價格進一步降低的可能性較小。初步測算，每噸尿素產(chǎn)品利潤可保證約300元，尚屬可觀。

(5)尿素產(chǎn)品與其他大宗化學(xué)品不同，具有品牌效應(yīng)，且其銷售依賴于下游農(nóng)資公司的分銷渠道，周邊現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)具有品牌和渠道優(yōu)勢。因此，為進一步降低市場風(fēng)險，最好與擁有一定知名度的生產(chǎn)企業(yè)合作建設(shè)。