煤化工：煤制油之路，方兴未艾：以沙索公司的发展历程观国内煤制油行业远景.pdf

敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DONGXING SECURITIES 行业研究 东兴证券股份有限公司证券研究报告 煤化工 ： 煤制油之路，方兴未艾 以沙索公司的发展 历程观国内煤制油行业远景 2020 年 06 月 24 日 看好 /维持 煤炭 行业 报告 分析师 罗四维 电话： 010-66554047 邮箱： luoswdxzq 执业证书编号： S1480519080002 研究助理 薛 阳 电话： 010-66554090 邮箱： xueyangdxzq 执业证书编号： S1480119070062 研究助理 徐昆仑 电话： 010-66554050 邮箱： xukldxzq 执业证书编号： S1480118080017 研究助理 沈 一 凡 电话： 010-66554026 邮箱： shenyfdxzq 执业证书编号： S1480118080040 投资摘要： 富煤贫油的资源结构推动 沙索公司的建立 。 南非是一个煤炭资源禀赋的国家， 为了改变石油短缺掣肘经济发展的情况，南非当局在 1940s 开启了国家主导的煤制油 CTL 技术研发， 沙索公司也 于 1950s 初 应运而生 。 石油危机及“禁运”加速沙索的扩张 ，也使 CTL 产业进入良性循环。 1970s 石油危机时，沙索公司在南非当局的主导下，相继建立了二厂和三厂。二厂和三厂产能均是一厂的十倍以上。规模化的生产提高了煤炭的利用效率，从一吨煤产半桶石油提高至一桶 ，同时 也开发了副产品的加工和利用，使 CTL 技术实现全面的商业化。整个 CTL 技术的发展 也由此进入 一个正向循环的过程， 油价爆涨 煤制油技术推广 煤制油成本下降 油价上涨 煤制油技术推广 煤制油成本下降 煤制油 可在 更低的油价下实现盈利 。 沙索 CTL 项目成功 实现商业化的 经验 有：吨煤出油率提高，通过降低生产原料成本来提高 CTL 的效益；精细化生产及产业链延伸，通过收入端的提高来实现增效 。 此外， 沙索间接煤制油技术还可调整产物的量和比例，在不同产品的价格周期中选择价差更大的产品，精细化及可调控的生产保障了 CTL 项目的盈利能力。 国内能源结构与南非相似，发展 CTL产业 符合国家战略需要 。 中国的能源结构特点是“富煤少油贫气” ， 虽然 21 世纪以来国内石油工业有长足的进步，但原油产量因 成本 问题而增长缓慢，面对国内原油需求端的高速增长单凭国内 原油 产量的提升有些杯水车薪。 19 年 中国原油的对外依赖度超过 70%， 石油 进口 问题已经成为当下国内能源安全面临的最大挑战。 国内也 高瞻远瞩地在 21 世纪初就开始规划 CTL 示范项目 。 经过十余年的发展， 当下国内共有 9 个 CTL 项目，合计产能 923 万吨 。其中神华煤直接液化项目是全球唯一的直接 CTL 商业化的项目，神华宁煤 400 万吨煤制油项目是全球最大的 间接 煤制油项目。这两个项目 标致 着国内已完全掌握了间接法和直接法两种 CTL 技术。 当下国内煤制油产能及产量已跃居全球首位，但是煤制油产量相对于国内石油消费量占比不足 1%， CTL在中国仍处于成长期。 无论从短期维度还是长期维度来看，中 国本土 CTL产业 均 具有广阔的空间 。 短维度可 看 “五年规划”，“ 十三五 ” 规划 CTL 产能 1300 万吨，相较于 “ 十二五 ” 提升 400%，政策面 给予发展 CTL 产业 大力 支持。 长维度可以参照南非和德国的 CTL 产业 发展 经验 ，相较于南非 CTL 提供 24%的石油供应及德国 CTL55%的供应，国内 CTL 供应不足 1%的产业现状 未来 具备一定想象空间 。 风险提示： 国际油价大幅波动、国内相关行业政策变动 行业重点公司盈利预测与评级 简称 EPS(元 ) PE PB 评级 2019A 2020E 2021E 2022E 2019A 2020E 2021E 2022E 中国神华 2.17 2.02* 2.09* 2.15* 9.00 7.31* 7.34* 7.21* 0.80 推荐 伊泰煤炭 （ 3948.HK） 1.16 0.86# 0.91# - 4.61 5.45# 5.15# - 0.43 未评级 沙索（ SSL.N） 2.45 $ 0.27 $ 0.48 $ 1.53 $ 18.06 33.39# 18.82# 5.84# 0.35 未评级 资料来源：公司财报、东兴证券研究所 （ *数据来源为 wind 一致预期， #数据来源为 Bloomberg 一致预期 ） P2 东兴证券深度报告 煤化工 ： 煤制油之路，方兴未艾 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES目 录 1. 沙索公司 煤制油行业的灯塔 . 3 1.1 南非富煤贫油的资源结构推动 CTL 技术的应用 . 3 1.2 石油危机 及 “禁运 ”加速沙索的扩张 . 4 1.3 精细化生产及产业链延伸是沙索 CTL 项目成功商业化的关键 . 5 2. 中国煤制油产业 潜龙勿用 . 6 2.1 国内能源结构与南非相似，发展 CTL 符合国家战略需要 . 6 2.2 国内 CTL 示范项目已运营并拥有自主知识产权 . 7 2.3 未来 CTL 项目空间广阔，煤制油之路方兴未艾 . 9 3. 风险提示 .10 相关报告汇总 . 11 插图目录 图 1： 全球煤炭资源分布图 . 3 图 2： 08-18年南非一次能源消耗占比变化 . 3 图 3： 2018年南非一次能源消耗占比 . 3 图 4： 沙索发展时间轴 . 4 图 5： 沙索生产技术路线图 . 5 图 6： 国内化石能源保有量 . 6 图 7： 国内一次能源消费占比 . 6 图 8： 00-19年国内原油进口依赖度逐渐提升 . 6 图 9： 02-19年国内原油产量变化 . 6 图 10： 全球主要经济体石油对外 依赖度情况（上：国旗；中：石油占一次能源消费比重；下：石油对外依赖度） . 7 图 11： 国内煤制油技术发展实践轴 . 8 图 12： 中国煤制油产业空间广阔 .10 表格目录 表 1： 国内在产煤制油项目统计 . 8 表 2： 国内在建及规划煤制油项目一览 . 9 东兴证券深度报告 煤化工： 煤制油之路，方兴未艾 P3 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES1. 沙索 公司 煤制油行业的灯塔 1.1 南非 富煤贫油的资源结构推动 CTL 技术的应用 南非 是 一个煤炭资源禀赋的国家，其不仅拥有 高达 990 亿吨标油 的煤炭保有量 （ 占 全非洲 比重达 75%） ，而且煤炭资源几乎全部为 适用煤化工的 煤化程度较高的烟煤和无烟煤。 而 南非石油储量较低，据维基百科 03年的数据仅有 1600 万桶，相当于约 230 万吨标准油当量 ，不及煤炭储量的千分之一 。 资源基础决定南非社会的生产与消费是建立在煤炭工业上的， 为了 改变 石油短缺 对 经济发展的 掣肘 ，南非当局在 1940s 通过了液化燃料和石油 法案 ，开启了国家主导煤制油 CTL 技术的研发。 图 1： 全球煤炭资源分布图 资料来源： 2019BP 世界能源统计年鉴 ， 东兴证券研究所 图 2： 08-18 年南非一次能源消耗占比变化 图 3： 2018 年南非一次能源消耗占比 资料来源： 2019BP 世界能源统计年鉴 ， 东兴证券研究所 资料来源： 2019BP 世界能源统计年鉴 ， 东兴证券研究所 P4 东兴证券深度报告 煤化工 ： 煤制油之路，方兴未艾 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES南非沙索公司也在 1950s 应运而生， 历经 50 余年的发展 ， CTL 技术 在南非国民经济中发挥 愈加 重要的作用，提供了约 30的国内燃料需求 及 24%的石油供应 。 在 CTL 技术的支持下， 08-18 年南非的一次能源消费结构中煤炭占比均超过 70%， 而石油的消费量仅为 22%左右，这为 南非 的 能源安全做出了 极大的 贡献 。 1.2 石油危机 及“禁运” 加速沙索的 扩张 沙索公司的 发展史 就是间接法 CTL 技术商业化应用 推广 的发展史 。沙索公司的发展主要经历了三个阶段：第一阶段是南非推动 CTL 技术商业化，沙索公司成立；第二阶段是石油危机及西方对南非的经济封锁加速沙索公司的扩产， CTL 技术经历质的飞跃；第三阶段是 CTL 技术商业化成熟，沙索公司向全球公司推广 CTL技术。 图 4： 沙索发展时间轴 与国家石油价格波动的关系 资料来源： Sasol 公司资料， 东兴证券研究所 沙索公司第一阶段的发展是迈出 CTL 商业化推广的第一步，而不是 CTL 技术的 0 到 1。 CTL 技术 最早出现在德国，并于二战期间大规模应用来提供均需燃料。二战结束后，德国被迫停止 CTL 项目且拆除相关工厂，而远在非洲的南非 向 德国购买了 CTL 技术。因此 第一阶段的发展是南非因国情而创立沙索，从而提供了 CTL技术应用的载体 。在德国成熟技术的支持下沙索仅用 6 年就于 1956 年完成了一厂的投建。 在沙索一厂建立后，该工厂稳定运行 20余年 并在工厂附近建立了新兴的萨索尔堡城。至 1970s的石油危机 时，沙索公司也掌握了 CTL 扩产的技术，在南非当局的要求下，二厂、三厂也相继建立。 二厂和三厂每天可制油15 万桶 ，产能均是一厂的十倍以上。 规模化的生产提高了煤炭的利用效率， 从一吨煤产半桶石油提高至一桶，也开发了副产品的加工和利用，使 CTL 技术实现全面的商业化 。 如果将沙索公司的发展时间轴和国际原油的价格放在一起，就能发现沙索发展的第二阶段和第三阶段均与石油价格的走高 有 关。 2000 年后 油价 又开始走高，此时沙索已经可以为南非提供 30%的液态燃料并拥有成熟的东兴证券深度报告 煤化工： 煤制油之路，方兴未艾 P5 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IESCTL 技术，该阶段沙索在自身的 CTL 技术上又研发推进天然气液化的 GTL 技术，并积极的向海外推广。卡塔尔、尼日利亚 GTL 项目顺利投产，也是在此阶段沙索 公司 和 中国开始了煤制油技术的沟通。 如果我们以产业技术的 生命周期理论 看南非 CTL 技术，于南非来说 CTL 技术已经来到了成熟期，而于全球来说 CTL 技术还处在成长期甚至是导入期。 而与过去 CTL 技术实现飞跃需要石油危机等不同的是， CTL 技术的推广对于石油价格暴涨的依赖性逐渐下降，即随着技术的成熟煤制油的成本逐渐下降。 整个 CTL 技术的发展是处在一个正向循环的过程中，油价爆涨 煤制油技术推广 煤制油成本下降 油价上涨 煤制油技术推广 煤制油成本下降 煤制油 项目 可在 更低的油价下实现盈利 。 1.3 精细化 生产及产业链延伸 是 沙索 CTL 项目 成功商业化的关键 沙索 CTL 实现商业化的原因除去吨煤出油率提高之外就是实现精细化生产充分利用煤炭中的各类组分 。 吨煤出油率的提高 是 通过降低 生产原料成本来提高 CTL 的效益，而精细化生产及产业链延伸是通过收入端的提高来实现增效。 沙索公司在利用间接液化的煤制油技术时，先将煤炭气化得到粗 合成气 ，再将合成气纯化，在纯化过程中，杂质主要包含含氮，硫及酚类化合物，沙索将此类化合物依次分离纯化并合成化工品氮盐、硫酸盐以及各类苯酚化合物。对于合成气，则进一步在反应器中高温裂化重整 制备汽油、柴油、航空煤油等液态燃料，然后高温馏分还可精制 成 附加值较高的长链端烯烃。 沙索间接煤制油技术还可调整产物的量和比例，在不同产品的价格周期中选择价差更大的产品，精细化及可调控的生产保障了 CTL 项目的盈利能力 。 图 5： 沙索生产技术路线图 资料来源： Sasol 公司 资料， 东兴证券研究所 P6 东兴证券深度报告 煤化工 ： 煤制油之路，方兴未艾 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES2. 中国 煤制油 产业 潜龙勿用 2.1 国内能源结构与南非相似，发展 CTL 符合国家战略需要 中国的能源结构特点是“富煤少油贫气”，国内化石能源保有量中煤炭占比达 92.6%。一直以来中国也以煤炭作为主要消费的一次能源，但随着 产业结构升级以及人均收入的提高国内一次能源消费结构也出现了改变。07-17 年中国煤炭消费量年复合增长率 （ CAGR） 为 1.8%，而同期石油消费 CAGR 为 4.9%， 截止到 18 年底国内石油消费占比一次能源消费量达 19.6%。 石油为中国新时期发展注入动力的同时，中国对石油的依赖性正逐步提高 。 图 6： 国内化石能源保有量 图 7： 国内一次能源消费占比 资料来源： Clean Energy System 2005，东兴证券研究所 资料来源： 2019BP 世界能源统计年鉴， 东兴证券研究所 图 8： 00-19 年国内原油进口依赖度逐渐提升 图 9： 02-19 年国内原油产量变化 资料来源： 国家统计局， wind， 东兴证券研究所 资料来源： 国家统计局 ， 东兴证券研究所 虽然 21 世纪以来 国内石油工业有长足的进步， 但 原油产量 因成 本 问题而增长缓慢 ，面对国内原油需求端的高速增长 单凭国内产量的提升 有些杯水车薪 。 02-19 年国内原油产量 CAGR 为 0.8%，而同期国内原油消费量CAGR 为 5.8%，中国原油的对外依赖度也从 02 年的 不到 40%升至 19 年的超过 70%。 石油高比例的对外依赖问题已经成为当下国内能源安全面临的最大挑战 。 东兴证券深度报告 煤化工： 煤制油之路，方兴未艾 P7 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES图 10： 全球主要经济体石油对外依赖度情况（上：国旗；中：石油占一次能源消费比重；下：石油对外依赖度） 资料来源： 2019BP 世界能源统计年鉴 ， Wikipedia， 东兴证券研究所 放眼全球，中国石油消费对外依赖相较于一次能源占比 14%， 在主要经济体中处于靠前位置，好于欧盟（ 25%）、印度（ 25%）、日本（ 33%）。但是当下 的 中国是拥有超过 14 亿人口的世界第二大经济体，要想长久稳定发展需要更 自主的能源环境，若与美国（ 4%）对比，国内能源安全自主性还需提升 。 中国为了提升能源供应安全采取两条腿走路的策略，对外保证原油进口供应建立输油管道与俄罗斯等国签约长期采购协议；对内提升自身产能积极投资石油勘探并自主研发试点 CTL 项目。 CTL 项目不仅能利用国内丰富且优质的煤炭资源，还符合国家的战略需要，因此 早 在 21 世纪初 中国 就 高瞻远瞩地 开始规划 CTL 示范项目 。 2.2 国内 CTL 示范项目 已运营并拥有自主知识产权 国内在 21 世纪初开始规划 CTL 项目，一举在国内引入直接、间接 CTL 示范项目，奠定了中国全球唯一直接法煤制油项目商业化、全球最大煤制油生产国等地位。但早在民国时期，中国就 开启 了对 CTL 技术的探索 ，尽管 经历了三 轮 波折的发展， 却 为中国在 80 年后自主掌握 CTL 技术奠定 了 基础 。 1924 年时任山西军阀阎锡山成立了国内第一家煤制油工厂育才炼油厂，但该工厂在日军侵华后关停。 抗日战争时期， 日本在中国锦州石油六厂引进德国煤制油装置， 该装置运行至抗战结束。 新中国成立后，中国重新恢复和扩建锦州煤制油装置，并于 1959 年实现年产油品 4.7 万吨。 该厂虽因 大庆油田产油而 于 1967 年停产，但锦州工厂的装置和人才支援了山西省的 CTL 项目。同期 中国科学院煤炭研究室 扩建为中国科学院煤炭化学研究所并开始向太原搬迁 。太原代替锦州成为国内 CTL 项目研究基地。 P8 东兴证券深度报告 煤化工 ： 煤制油之路，方兴未艾 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES80 年代改革开放，中科院山西煤化所开发出两段法煤制油装置，于 89 年成功完成中试试验，并于 91 年建立年产 2000 吨汽油的工业化装置。 虽然该项目于 93 年暂停，但 中国已经掌握了建立小型 CTL 工厂的技术。 90 年代后期，国内先后开展与南非 Sasol 等公司的技术交流与合作。期间山西煤化所融合海内外技术突破重重壁垒掌握了间接法 CTL 技术，并 与 国家能源集团、内蒙古伊泰集团、潞安集团等公司共同成立中科合成油技术有限公司（中科合成油）。在中科合成油的技术支持下，国内先后 完成 伊泰、潞安、神华试点项目的 投建 ，中国成功引入 CTL 技术 。 图 11： 国内煤制油技术发展实践轴 资料来源： CNKI， 东兴证券研究所 经过十余年的发展，当下国内共有 9 个 CTL 项目，合计产能 923 万吨 。 其中神华煤直接液化项目是全球唯一的直接 CTL 商业化的项目，神华宁煤 400 万吨煤制油项目是全球最大的 间接 煤制油项目。这两个项目 标致着国内已完全掌握了间接法和直接法两种 CTL 技术， 国内已具备全面推广煤制油项目的技术基础 。 表 1： 国内在产煤制油项目统计 项目名称 设计产能（万吨） 技术类型 试运营时间 神华煤直接液化项目一期一线 108 直接液化 2008.12 伊泰煤制油示范项目 16 间接液化 2009.3 潞安合成油示范项目 16 间接液化 2009.7 东兴证券深度报告 煤化工： 煤制油之路，方兴未艾 P9 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES项目名称 设计产能（万吨） 技术类型 试运营时间 神华鄂尔多斯煤制油工业示范项目 18 间接液化 2009 陕西未来能源 100 间接液化 2015.8 神华宁煤 煤制油项目 400 间接液化 2016.12 延长石油煤油共炼试验示范项目 45 煤油共炼 2017.8 伊泰杭锦旗 120 间接液化 2017.9 潞安集团 100 间接液化 2018.9 合计 923 - - 资 料来源： 中国石化联合会 ， 海川化工论坛， 东兴证券研究所 2.3 未来 CTL 项目空间广阔，煤制油之路方兴未艾 当下 国内煤制油产能及产量已跃居全球首位，但是煤制油产量相对于国内石油消费量 占比 不足 1%， CTL 在中国仍处于成长期 。 中国本土 CTL 产业具有广阔的空间，短时间维度可 看 “五年规划”，长维度可以参照南非和德国 CTL 产业的 发展 。 “十一五”、“十二五”实现国内 CTL 产业从无到有，并于“十二五”末建成总产能 258 万吨的煤制油项目。“十三五”建议国内建成投产煤制油项目不超过 1300 万吨，相较十二五末提升超 400%，当下国内完成产能投建 923 万吨，政策面上仍有较大空间。此外受政策利好影响，国内企业纷纷规划上马 CTL项目，据统计当下规划项目设计产能达 3600 万吨，考虑 3-5 年的建设周期，这批项目有望在十四五期间 完成投建 。 表 2： 国内 在建及规划 煤制油项目一览 项目名称 设计产能（万吨） 技术类型 试运营时间 伊泰煤制油有限责任公司年产 200万吨煤炭间接液化示范项目 200 间接液化 预计 2020年底 伊泰甘泉堡 200万吨煤制油项目 100 间接液化 进度不详 伊泰伊犁能源有限公司 100万吨 /年煤制油示范项目 100 间接液化 进度不详 神华宁煤规划二期 400万吨 /年煤制油 400 间接液化 十三五计划，在建 榆 能集团 400 间接液化 2019.6签订合作协议 荆州 400万吨煤油共炼项目 400 煤油共炼 进度不详 潞安忻州五寨煤炭清洁高效利用油化气电热资源一体化建设项目 400 间接液化 前期筹备 兖矿集团新疆昌吉州项目 500 间接液化 2019.12签订 合作签约 贵州毕节 200 万吨 /年煤制清洁燃料项目 200 间接液化 前期筹备 新疆中泰 (集团 )有限责任公司巴州 400万吨 /年重油和煤炭深加工 400 煤油共炼 还未落地 陕西榆林高新能源科技新建 500万吨煤制油项目 500 间接液化 前期筹备 合计 3600 - - 资 料来源： 海川化工论坛， 东兴证券研究所 P10 东兴证券深度报告 煤化工 ： 煤制油之路，方兴未艾 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 DON GX IN G SECURIT IES从全球 CTL 产业的发展来看，南非和德国的例子都证明 从长维度来看 国内 CTL 极具空间。 2010 以来，CTL 产业可为南非提供约 24%石油供应，而在极端的情况 ， 例如二战期间的 德国通过 CTL 产业提供全国 55%的石油供应。因此相较于国内石油供给不足 1%的 CTL 产业，未来 具备一定 想象空间。 图 12： 中国煤制油产业空间广阔 资料来源： 国家统计局，中国石化联合会， Sasol， Wikipedia， 东兴证券研究所 3. 风险提示 国际油价大幅波动、国内相关行业政策变动