2019年船用燃料油政策、市场形势及生产现状调研报告
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船用燃料油政策、市场形势及生产现状调
研报告
目录
一、政策背景 (3)
二、市场现状 (3)
(一)产品分类 (3)
(二)市场规模 (3)
三、国内供应情况 (5)
(一)生产情况 (5)
(二)进出口状况 (7)
四、重质燃料油的生产工艺路线 (8)
(一)直接调和技术 (9)
(二)重油加氢技术 (10)
(三)中低温煤焦油加氢技术 (10)
五、制约船燃生产的主要问题 (19)
六、“IMO2020新规”带来的机遇 (20)
七、建议 (22)
一、政策背景
船舶排放是全球港口和海域的主要大气污染源,2016年10月,国际海事组织(IMO)发布《国际防止船舶造成污染公约》,规定自2020年1月1日起,实施对全球范围内船舶燃油含硫量从上限3.5%下降至0.5%的强制规定,下降幅度为86%(简称IMO2020新规)。
中国是全球海运大国,作为IMO的A类理事国,我国已于2015年12月31日发布了《船用燃料油》(GB17411-2015)国家强制性标准,并于2016年7月1日起开始实施。
2018年10月在长三角地区实行限硫控排,2019年1月1日提前在沿海实施限硫控排行动,比IMO2020新规提前一年实施。
二、市场现状
(一)产品分类
我国船用燃料包括船用燃料油和普通柴油。
其中,根据性质不同,船用燃料油又分为轻质燃料油(也称馏分型燃料油)和重质燃料油(也称残渣型燃料油)。
馏分型燃料油包括DMA、DMC,多用作高速客轮、内河船舶、机帆船等小型船舶的主机;残渣型燃料油包括120#、180#、380#,多用于大型船舶。
(二)市场规模
1.国际市场
据国际海事组织IMO、国际能源署IEA、美国能源信息署EIA等机构统计,目前全球船用油年消费量约2亿多吨;到2020年,全球航运业年消耗燃料将达3.2亿吨。
其中亚太市场增长尤快,船用油占比超45%,已成为全球最大船用油消费市场。
其中重质燃料油占70%,轻质燃料油占25%,其余5%为LNG 及其他燃料。
2.国内市场
就全国燃料油市场来看,依据用油对象不同,船用燃料油分为保税船用油和内贸船用油两类。
保税油是按照国际通行惯例,为国际航行船舶提供的免税油品。
保税船主要采用重质燃料油,其中以380#燃料油为主,占到总消费量的78%以上;内贸船用油主要用于沿海港口、内河湖泊及渔业等领域的船舶,主要分布在环渤海、长三角、华南及沿江区域。
随着内贸船舶大型化,内贸船用燃料也随之发生变化,重质燃料油需求量占内贸船用油需求总量的69%,目前180#燃料油为内贸船用油主流产品。
目前,由于国内企业生产愿望不足,我国保税船用油90%以上从国外进口,其中80%来自新加坡,价格一直高于周边国家和地区,导致国际航行船舶在中国通常不加油或少补油,很多船只绕道新加坡加油。
2018年,我国船用燃料油年需求量约为2200万吨,其中,保税油约1300万吨,内贸油约900万吨(见图1)。
根据
国内专家预测,2020年市场规模将达2000万吨;接下来10年甚至更短时间内可达3000万吨以上,有望赶超新加坡市场规模,占据亚太地区船供油中心地位。
图1 我国船用燃料油市场需求(单位:万吨) 三、国内供应情况
(一)生产情况
由于税费导致生产成本过高,目前市场流通的船用燃料油主要以油品调和企业调制而成,炼油企业很少直接生产相关油品,已经生产的个别厂家也已轻质燃料油为主。
据不完全统计,中石化、中石油及中海油等5家央企2020年前船用低硫燃油的产能约为
500-600万吨左右(见表1)。
企业均表示,若相关支持政策可以及时到位且产品经济效益体现,国内船用低硫燃油产能仍有很大上升空间。
50010001500200025002009201020112012201320142015201620172018
万吨
保税油完税油总量
2019年上半年,中石化、中石油已共计出厂2.42万吨低硫船燃。
其中,中石化于2016年开始启动低硫船燃筹备工作,中国石化上海石化股份公司于2019年1月开始生产低硫重质船用燃料油,成为中国国内首家生产该油品的炼化企业。
截止目前,中石化已部署10家炼厂进行筹备,包括:天津炼化、齐鲁石化、青岛石化、上海石化、金陵石化、镇海炼化、茂名石化、湛江东兴、海南炼化、中科炼化。
其中三家已出厂近2万吨。
计划2020年总产能达1000万吨/年,2023年达1500万吨/年。
中石油共部署8家炼厂进行筹备,包括:辽阳石化、辽河石化、大连石化、大连西太、锦西石化、锦州石化、广西石化等。
其中大连西太、广西石化、大港石化已完成升级改造,大连西太已出厂首船低硫船燃。
计划总产能2019年四季度达200万吨/年,2020年达400万吨/年,2021年达800-1000万吨/年。
此外,其他各大央企也在低硫船燃领域积极布局。
中海油共部署5家炼厂进行筹备,现有产能170万吨/年,计划2020年达到360万吨/年,2022年达到600万吨/年;中国化工集团和兵器集团暂无具体规划。
(二)进出口状况
从当前形势来看,我国燃料油供应已进入转型时期,燃料油进出口量基本维持在平均水平。
一直以来,我国对国际航线船舶销售实行严格的资质管理,2017年前陆续有5家国企背景企业具有国际航行船舶加油资格,舟山自贸区成立后,全国有10家国际航行船舶保税油经营资质,市场主体趋于多元化。
近年来,我国与俄罗斯、新加坡、韩国、委内瑞拉、马来西亚等国家基本上达成了进口燃料油贸易的长期固定合作,已逐渐打破了国际保税油市场的垄断局面,国家对保税油营业领域也渐持开放的态度,这对国内保税油行业的发展起到了明显的推动作用,保税船用油出口已成为我国燃料油出口的中坚力量。
但中国的保税油市场规模远远落后于港口吞吐量规模。
据世界航运公会(World Shipping Council)公布的2017年统计数
据,依照集装箱吞吐量计算,世界上10大集装箱港口有7个在中国,中国集装箱吞吐量占全世界总吞吐量的近70%。
相比之下,新加坡从2010年起保税船用油的销量就在4000万吨/年以上,2017年高达5060万吨,但中国近些年的保税船用油销量一直在1000万吨/年左右。
四、重质燃料油的生产工艺路线
船用燃料成本约占船舶总运营成本的50%,船燃市场的变化对航运业影响巨大。
为达到限硫规定的要求,航运企业可以选择使用合规低硫燃油、安装脱硫装置、改造船舶采用LNG(液化天然气)燃料等方案(表2)。
但受生产和安装进度限制,预计到2020年,全球只有不超过3000艘船舶能够完成改造,相比约5万艘洲际航行的船舶占比极小,且改装脱硫装置后产生的废液等也将带来新的环保难题。
LNG燃料短期内替代能力也有限。
综合考虑成本、安全性、可获得性等因素,使用低硫船用燃料油将成市场主流选择。
由于目前残渣型重质船用燃料油占据船用燃料油市场的90%左右,因此仅对残渣型重质船用燃料油的生产工艺进行分析。
目前,残渣型重质船用燃料油的生产工艺路线主要有三种:直接调和、重油加氢、煤焦油加氢。
(一)直接调和技术
目前国内重质燃料油主要依赖进口,进口比重达90%,另外10%由贸易商调和而成。
调和原料主要包括减压渣油、催化油浆、中低温煤焦油馏分(煤柴油、水上油等)、乙烯焦油、页岩油等,按照不同比例调和而成。
据资料显示,大批量、主流调和方案一般石油基占30-35%左右,煤基以及其他原料占比65-70%左右。
例如:环渤海湾地区国产混调船用180CST大致使用的调和主原料为渣油、页岩油、水上油、煤柴油等,其渣油作为调和主料中的“主料”使用较为广泛,也有不少调和商使用沥青产品。
其中,页岩油或水上油一般情况下用来调整密度,煤柴油主要是用来调整粘度。
以山东地区某临淄调和商为例,定型的调和方案是减压渣油、水上油以及煤柴油,其中水上油是煤焦油静置冷却后浮在水面上的轻油,煤柴油是煤焦油分馏后的塔顶馏分,其三种原料使用的比例是按照粘度、密度来调整的,其煤焦系列原料能占到船舶燃料油的三分之二。
华北地区方面,调和技术与山东地区相差无几,是多组分性价比的综合利用。
东北方面,国产混调船用180CST对页岩油的依赖度较高,但因成本较高,不具竞争力,因此许多生产企业寻求
更为合适的原料,目前盘锦地区对轻质煤焦油的使用也越来越
广泛。
下表是环渤海地区180CST船用燃料油调和方案,目前渤海湾180CST船用燃料油价格为4200元/吨左右,渣油3200元/吨,水上油价格为2950元/吨,煤柴油价格为5300元/吨,根
据以下方案计算,山东地区调和船用燃油的成本价格为3700元/吨,调油利润为500元/吨以上。
(二)重油加氢技术
目前石油基生产路线是重质低硫船用燃油的主流生产工
艺,该工艺主要以重油加氢工艺为主,以炼厂中的减压渣油经
加氢反应后得到底部重油,可直接作为低硫船用燃料进行销
售,粗略估算成本约为4000元/吨产品。
有些企业为降低成
本,还以加氢重油未主要成分,与催化油浆、焦化蜡油、加氢
裂化尾油以及柴油馏分等按比例进行调和而成,此种工艺较为
普遍,在此不做详细赘述。
(三)中低温煤焦油加氢技术
煤焦油是煤在隔绝空气下干馏产生的副产品,根据干馏温度的不同分为高温煤焦油(大于1000℃)、中温煤焦油(800℃-1000℃)、低温煤焦油(600℃-800℃)。
由于高温煤焦油密度较大,多环芳烃含量较高,碳氢比大,沥青含量高达50%,黏度大,机
械杂质含量高,容易缩合成焦,因此高温煤焦油加氢比中低温煤焦油加氢难度大。
中低温煤焦油的组成和性质与高温煤焦油有较大差别,中低温煤焦油中含有较多的含氧化合物及链状烃,同时重油( 焦油沥青) 的含量相对较少,性质接近于石油,因此更加适合采用加氢技术生产燃料油和化学品。
1.煤焦油加氢制石脑油、柴油组分工艺路线
煤焦油加氢生产低硫船用燃料目前尚未发现大规模工业化的实例,仅在某些研究论文中有所提及,但煤焦油加氢制取柴油及其调和组分以及其他燃料油的技术已经成熟,目前已有大量工业化装置投入运行。
因高温煤焦油加氢难度较高,目前我国加氢装置多以中温煤焦油及蒽油加氢装置为主,其中由于蒽油价格较高,中低温煤焦油加氢装置占据大多数。
其工艺路线一般分为两种:
(1)一段法加氢工艺
中低温煤焦油经过脱水后,先进行预分馏,重组分作为燃料油出售,轻组分继续进入加氢精制反应器,脱去硫、氮、氧后的反应产物经过换热进入高压和低压分离器进行气液分离,分离出的液体产物进入产品分馏塔,切割出液化气、石脑油、柴油调和组分等产品(详见图1)。
图1 一步法加氢工艺流程图
该工艺适用于煤焦油常压馏分油为原料生产清洁燃料油的过程。
石脑油产品的芳潜高,硫、氮含量低;加氢柴油馏分由于过程只有加氢精制段,产品质量改善幅度不大,十六烷值较低、密度大,只能作为柴油调和组分。
2003年10月,东北某厂新建的5万吨/年煤焦油加氢装置采用中国石化抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的预蒸馏-固定床加氢精制工艺,首次获得工业化成功应用。
原料油为低温煤焦油小于360℃的常压馏分油,在适当的工艺条件下进行加氢精制。
加氢精制生成油经过分馏,低于160℃的石脑油馏分可以作为催化重整原料,高于160℃的柴油馏分硫含量较低,是较好的清洁柴油调和组分。
(2)两段法加氢工艺
两段法加氢裂化工艺设置加氢精制和加氢裂化两个反应段,煤焦油脱水后先进入加氢精制反应器脱去硫、氮、氧后的反应产物经过换热、汽液分离后进入分馏塔生成石脑油和柴油组分,柴
油组分与塔底油再进入加氢裂化反应段,进一步改质来改善产品质量,工艺流程图见图2。
图2 两段法加氢工艺流程图
由于该工艺采用加氢裂化过程,煤焦油进料会全部转化成石脑油和柴油调和组分,同时产品密度、凝点、十六烷值比单独的加氢精制工艺进一步改善。
,但流程较复杂,投资及加工费用相对较大。
2.煤焦油加氢制船用燃料油工艺路线
目前尚未见到煤焦油制取低硫船用燃油的工业化报道,但中石化抚顺石油化工研究院曾经做过中温煤焦油加氢制取180号低硫船用燃料油的研究,其主要工艺如下:
该工艺采用中国石化抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的4LSTRONG沸腾床双反应器串联流程,催化剂采用FRIPP自行开发的微球形加氢催化剂FEM-10。
装置流程示意见图1。
反应压力为15MPa,氢油体积比为600。
煤焦油经电脱盐脱水后与氢气混合后先后进入加氢反应器,在全混流状态下进行反应。
反应后的物料经过反应器上部三相分离器分离后,催化剂返回反应区,油
气进入热高压分离器进行气-液分离。
富含氢气的气体经洗气塔后循环使用。
从热低压分离器底部分离出重生成油,从冷低压分离器底部分离出轻生成油。
轻油收集后送往固定床进行深度加氢,用于制备汽油、柴油等轻质燃料。
重组分可作为船用燃料油或调合组分使用。
图3 煤焦油加氢制低硫船燃工艺流程图
加氢后的煤焦油黏度过低,不能直接作为重质船用燃料油来使用。
将加氢生成的重组分进行分馏分离,可得到大于355℃的馏分或大于400℃的馏分,这两个馏分油的质量收率分别为31.8%和24.6%,大于355℃馏分满足国标要求,可以直接作为180号船用燃料油;大于400℃馏分的大部分性质优于指标要求,只有黏度、倾点稍高于指标要求,因此,可以作为180号船用燃料油的调合组分,将大于400℃馏分油、水上油、页岩油、煤柴油按照67%,12%,10%,11%的比例(质量分数)进行调和后,可满足180号船用燃料油的指标要求。
3.煤焦油市场情况概况
(1)煤焦油供需情况
据相关数据显示,截止到2016年,我国高温煤焦油产能已达2200万吨/年,预计2020年可达到2500万吨/年;中低温煤焦油产能达950万吨/年,预计2020年可达到1500万吨/年。
(2)煤焦油生产及深加工企业开工状况
①高温煤焦油
但受环保压力及钢铁产业形势影响,焦化企业开工率普遍不高,2018年平均不到65%,2019年以来,焦炭利润大幅提升,加之企业环保水平的提高,刺激了焦化企业开工率有所增加,6月份已接近80%。
图4 2018-2019年高温煤焦油月产量对比走势图
2018年,高温煤焦油深加工企业产能2500万吨/年,受市场影响开工率不足50%。
图5 煤焦油深加工企业产能产量及开工率走势图
②中温煤焦油
2019年上半年,中温煤焦油开工率普遍较高,半数以上企业满负荷运行。
截止到2016年,我国已建成的中温煤焦油加氢规模已达270万吨/年,在建和拟建产能1250万吨/年,预计2020年将达到
1500万吨/年,2019年上半年加氢企业开工率平均仅为68%。
表5 国内部分加氢厂家开工情况
(3)产品市场
7月,全国高温煤焦油价格为3000-3200元/吨;蒽油3300元/吨左右;中温煤焦油方面,陕西地区中温煤焦油价格维持在2475-2530元/吨;宁夏地区2000-2250元/吨。
水上油主流价格持续在2950-3050元/吨左右,但新疆地区水上油成交为1750-2100元/吨;柴油组分国内主流市场成交价在5300-5600元/吨左右,石脑组分主流成交在3700-4400元/吨左右。
由此可见,中温煤焦油价格最为低廉,性质也最适合作为加氢原料。
按照加工成本500元/吨产品、氢气500元/吨产品进行粗略估算,生产一吨柴油成本约为3500元左右,如利用现有装置副产氢气,则成本可进一步降低。
此为粗略估算,具体成本数据还需进一步详细测算。
图6 国内中温煤焦油市场走势图
图7 国内中温煤焦油市场走势图
五、制约船燃生产的主要问题
经济效益直接决定生产企业的生产积极性,由于我国船用燃料油未纳入一般贸易的免税退税的目录。
目前国内炼厂生产的船
1000
150020002500300035004000元/吨陕西地区山东地区
宁夏地区
新疆哈密地区水上油0.98
内蒙古地区1.05以下
用低硫燃料油需缴纳消费税(1218元/吨)和增值税(税率16%)后方可进入油品销售环节,按照国内燃料油出厂报价 4600 元/吨计算,每吨燃料油需缴纳税费合计高达 2000 元左右,占出厂价格的 40%左右,生产成本大幅增加。
如此过高税费导致国内炼厂没有盈利空间,生产积极性因此受到抑制,无法有效参与国际市场竞争,目前中石油、中石化出厂的低硫船用燃料油亏损额为1000元/吨。
与此同时,长久以来我国炼厂多数倾向于生产附加值更高的汽柴煤及化工品,追求“吃干榨净”,基本不生产重质燃料油,国内船用燃料油生产规模无法释放。
对保税油而言,由于我国对燃料油出口征收高额消费税,炼厂几乎没有生产船用燃料油的积极性,导致中国保税船用油基本靠进口,价格高于周边国家或地区的港口。
加之国际航线到港船舶在国内港口加油需要额外支付不等的港杂费用,因此外轮大多选择不加油或少量补油,大量需求转移至新加坡等低油价港口,据国内生产企业按照生产外贸低硫船燃测算,每吨亏损1000元左右。
因此,各大生产企业都在等待国家减免税相关政策的落地。
针对该问题,国家能源局已多次组织相关央企召开座谈会,征求船燃保供相关意见,并表示出口退税政策为行业普遍痛点,会尽快报告国家相关部门并协助推进。
六、“IMO2020新规”带来的机遇
IMO施行降硫新规为我国船用油产业发展提供了难得的机遇,国际船用油市场格局将随着船用油质量的升级重新洗牌。
伴随船
用油低硫时代的到来,船用油市场对生产企业的依赖性也将增强,低硫燃油的价格体系也将改变(见表7)。
从亚太市场环境来看,新加坡是当前全球重要的船用油加注港口。
国内多名专家认为,IMO实行低硫标准后,新加坡由于没有生产低硫船燃油需要的重油加氢装置,原有优势将不复存在。
全球产业格局将重塑,船用油资源结构和市场格局将发生重大变化。
这为中国发展低硫船用燃料油市场创造了有利条件。
目前,中国石油企业炼油加工能力和规模以及煤化工规模位居世界前列。
国内各大国营及民营炼油企业加工能力充足,我国炼油产能以及煤化工产能严重过剩,完全具备实现低硫船用燃料油的规模化生产。
另一方面,由于新能源及LNG产业的兴起,我国传统炼油产品汽柴油消费增速已呈明显下降趋势,加之产能过剩的影响,炼油企业的盈利能力已大不如前,目前亟待调整产品结构,寻求新的利润增长点。
而生产低硫船用燃料油将成为国内炼油企业有效利用和消化过剩产能的重要契机。
炼油企业均应紧紧抓住船用燃料油质量大幅升级这一机遇,调整炼油产品结构,加快发展船用燃料油产业,以走出产能过剩的困境。
七、建议
目前,各大央企均已布局生产低硫船用燃料油,产业规模十分庞大,业内各界对于出口退税政策的呼声日益高涨,相信不久就会有相关政策落地,规模较小的公司,在销售渠道、生产规模、生产成本方面还无法与中石油、中石化相比,因此在生产石油基低硫船燃的同时,应该积极探索生产成本更加低廉的煤焦油工艺路线。