1 大背景:兩次産業革命疊加沖擊傳統能源體系
回顧人類文明的曆史,也是一部對能源開發利用的曆史。人類曆史上三次工業革命都對全球能源體系産生了巨大沖擊。當前,在第三次工業革命和第四次工業革命雙重疊加的影響之下,新一輪能源革命正在興起,傳統以化石能源爲主的全球能源體系正面臨著前所未有的挑戰。
第一次工業革命。18世紀末到19世紀,以蒸汽機的發明爲標志,人類從薪柴時代邁入了煤炭時代,正式開啓了工業化文明。
第二次工業革命。19世紀70年代到20世紀初,以發電機、內燃機的使用爲標志,石油取代煤炭成爲推動人類社會邁向工業文明最重要的能源資源,煉油業興起並實現技術突破。
第三次工業革命。20世紀中葉至今,以計算機大規模應用爲標志,世界開啓全球化進程,天然氣、核能、太陽能和風能等清潔和可再生能源逐步得到利用,石油在一次能源所占比重有所下降。
第四次工業革命。21世紀以來,以3D打印、物聯網、區塊鏈、人工智能、大數據、生物技術、電動車等爲代表的全新技術變革興起,低碳和新能源成爲能源利用核心,電動車和共享經濟對傳統能源産生較大沖擊。
誕生于第二次工業革命之中的煉油業,近160年來在石油需求快速增長的帶動下,經曆了輝煌的發展曆程。當前,在新一輪工業革命的影響下,煉油工業進入了一個以全球化、一體化、信息化、強競爭、注重可持續發展與技術進步、注重綠色低碳發展爲主要特征的曆史發展時期。從中長期來看,煉油業很可能正在經曆最後一個産能建設大周期。到2035年前後,第四次工業革命有望取得實質性突破,天然氣、可再生能源等逐步取代煤炭和石油成爲能源體系的主導,傳統煉油業逐漸邁向下行周期。
2 宏觀面:經濟增速放緩+能源政策調整
2.1世界經濟進入平穩增長期,産業結構趨于輕質化
2000年以後,在中國、印度等新興經濟體的帶動下,世界經濟經曆一輪快速增長期,帶動全球石油需求呈現爆發式增長。
2008年金融危機以後,世界經濟進入修複和低速增長時期,傳統化石能源的需求增速顯著放緩。從中長期來看,隨著以中國爲代表的新興市場國家經濟增長放緩,預計未來世界經濟總體進入平穩增長期,較難再出現新一輪石油需求的爆發式增長階段。
從全球産業結構來看,世界工業經曆了從低端到高端、從粗放式到精細化、從傳統制造業到現代化工業的發展階段,尤其20世紀90年代以來,信息技術引領高新技術産業快速發展,全球産業結構趨于輕質化,制造業比重總體下降,工業增加值在GDP中所占比重不斷下降。如美國工業增加值占GDP比重由1995年的25%降到2017年的21%,中國工業增加值占GDP比重則由1995年的47%降到2017年的39%。隨著工業占比下降,對石油等化石能源的需求增速也將有所下滑。世界經濟增長情況見圖1。
2.2主要國家能源政策發生重要調整
新千年以來,可持續發展逐步成爲全球共識,各國對低碳環保的重視程度不斷提高,並出台一系列重要政策限制或減緩傳統能源使用,《京都議定書》《巴黎協定》等都爲全球應對氣候變化作出了安排。
從主要國家政策來看,當前歐盟整體經濟重心轉向綠色經濟、低碳經濟,注重能源可持續增長。歐盟《可再生能源發展路徑》中設定,到2020年可再生能源占一次能源消費將達到20%。英國啓動了“綠色振興計劃”;德國積極推動電動汽車産業發展;法國准備進入“後石油時代”。到2030年,歐盟將淘汰以化石能源作爲燃料的傳統電廠,電力能源消費中將有30%爲可再生能源,煤炭、石油、天然氣比例將低于40%。
美國特朗普政府上台後,摒棄了奧巴馬政府以“清潔”和“減排”爲核心的新能源政策,提出了“美國優先”的戰略框架,重新回歸傳統能源,並減少可再生能源領域的投資,這一定程度上將使得新能源發展受阻,但從中長期來看,美國能源利用效率仍在不斷提高,中長期可再生能源消費逐步提升的大趨勢仍然不變。
此外,面對越來越突出的環境汙染和資源約束,新興經濟體傳統的粗放型增長模式也開始調整,以中國爲例,增長模式由投資拉動變爲需求推動,發展方向由能源粗放型到能源集約型發展,內在動力從承接發達國家産業轉移到主動調整創新,能源變革和産業變革顯著加速。我國政府大力鼓勵和支持可再生能源的發展,承諾到2030年底,可再生能源將占總能源消耗的至少20%。2017年,我國北方地區實施大規模的煤改氣工程,向清潔能源轉型又邁出了關鍵一步。
3需求面:石油需求峰值可能在2035年前後到來
20世紀50年代,美國地質學家率先提出石油峰值論,主要側重于供應峰值,即全球石油資源儲量有限,石油産量面臨下降甚至衰竭風險。隨著技術不斷進步以及頁岩油革命爆發,人類對石油産量峰值的擔憂也逐漸轉化爲對石油需求峰值的擔憂。從需求層面考慮,結合電動車等替代能源發展、燃油效率提高、共享經濟等因素綜合考慮,2035年全球很可能迎來石油需求峰值。
3.1石油在一次能源消費中的比例趨降
結合國際能源署(IEA)、BP、埃克森美孚、PIRA、WoodMac等多家能源公司和咨詢公司預測,從中長期來看,石油在一次能源消費中的比例趨降。BP最新預測稱,2035年全球一次能源需求將達到171.6億噸油當量,需求增速將從2015年的1.8%降爲0.4%。全球能源結構將向更低碳的燃料傾斜,其中石油消費趨降,天然氣和可再生能源消費將大增。
BP預計,未來20年約1/3的新增能源需求將由天然氣滿足。到2035年,石油消費占全球一次能源消費的比重將由33%大幅降至25%,可再生能源比重則由3%大幅提高至20%左右。中長期一次能源消費占比情況見圖2。
結合各機構預計,到2035年,世界石油需求有望達到10440萬桶/日的曆史峰值,隨後穩中趨降,2040年回落至10340萬桶/日。分行業來看,交通運輸用油是世界石油需求的主要組成部分。
2035年,交通運輸用油預計達到峰值需求6080萬桶/日,占需求總量的58.2%,隨後開始回落,到2040年降至6050萬桶/日左右。工業用油仍將有所增長,2035年達到2260萬桶/日,占需求總量的21.6%,2040年進一步提高至2270萬桶/日。建築、發電和其他行業用油總體趨降。
3.2替代能源尤其是電動車對石油需求産生較大沖擊
從中長期來看,天然氣、燃料乙醇、煤制油生物柴油、電動車等替代能源都會對交通運輸用油産生較大沖擊,我國四通八達的高鐵和城際快軌也對汽柴油形成一定替代。此外,隨著低碳出行、健康環保等理念逐漸深入人心,中長期石油需求面臨一定挑戰。影響最大的應是電動車革命。
2017年,全球新能源汽車保有量爲340萬輛,其中純電動車保有量超過300萬輛;2017年全球電動車銷量122萬輛,同比大增58%,占全部汽車銷量的份額超過1%。多數市場人士認爲,全球電動車行業具備較大發展潛力,未來一旦突破技術和成本瓶頸,電動車將呈現爆發式增長態勢。
從技術層面來看,當前電池組成本已經從2010年的1000美元/千瓦時降至2017年的212美元/千瓦時,當電池成本下降至100美元/千瓦時以下時,純電動汽車的絕對優勢將超過燃油汽車。多數業內人士預計,2025–2028年世界將迎來電動車産業的實質性拐點。
從政策層面來看,近期世界多個發達國家推出了禁售燃油車時間表,其中,2025年荷蘭、挪威禁止銷售純燃油車;2030年德國禁止銷售純燃油車;2040年英國、法國禁止銷售純燃油車。新興經濟體方面,我國政府設定了2020年新能源汽車累計産銷超過500萬輛的目標,2025年電動車銷量至少占汽車銷售總量的20%,2030年進一步提高至40%。印度政府智庫則提出,到2032年,印度應該實現全部電動汽車化,屆時印度將不再出售燃油車。
3.3燃油效率提升和共享經濟也將加速石油峰值到來
20世紀至今,隨著技術進步和環保要求趨嚴,全球燃料效率不斷提升。在美國,客車的平均燃油效率從1970年的16英裏/加侖升至2005年的24英裏/加侖;在歐洲,燃料效率已接近36英裏/加侖。
2011年,奧巴馬政府規定,到2025年將全美燃油效率提高1倍至50英裏/加侖。燃油效率提升很大程度上將加速石油需求峰值的到來。此外,2016年以來,共享經濟在我國以及世界其他國家呈現井噴式增長,共享單車、共享汽車、共享電動車等如雨後春筍般出現,極大地改變了傳統商業模式,也對石油需求産生了一定沖擊。
僅以共享單車爲例,據業內粗略估算,我國每年可替代150萬噸左右汽油需求,占到當前汽油需求總量的1.2%。此外,網約車、共享汽車、共享電動車等對石油的影響也不容小觑。沙特阿美一名高管認爲,對于石油市場而言,共享汽車是更加迫切、緊要的幹擾因素,其威脅超過電動車和自動駕駛汽車。此外,2018年年初,殼牌透過旗下子公司在倫敦申請了個體出租車運營服務牌照,成爲首個進入歐洲乘用車預定服務市場的石油巨頭。
4世界煉油業正經曆深刻變革
4.1世界煉油工業經曆周期性演進
世界煉油業誕生至今有近200年曆史,經曆了從簡單到複雜、從低級到高級、從小規模粗放型到大規模集約型的發展過程,總體可分爲4個大周期。
第1個大周期。19世紀初到1911年,煉油工業的起步階段,主要産品是燈用煤油。1823年,俄國人杜比甯建立了第一座釜式蒸餾煉油廠,標志著煉油技術和煉油業的誕生。在第一次工業革命期間,1859年第一口現代化油井“德雷克井”成功開采,意味著現代石油工業誕生,推動煉油技術和煉油工業邁向工業生産。
第2個大周期。1911年至二戰前後,汽車工業興起並帶動汽油需求劇增,煉油業進入規模化發展階段。第二次工業革命期間,福特T型車問世並進入千家萬戶,熱裂化和催化裂化工藝誕生,煉油工業技術實現飛躍,大大提高了汽油收率,汽油需求迅速增加並超過煤油。
第3個大周期。二戰以後至2000年左右,煉油技術取得實質性突破,全球石化業迅速發展。從1960年起,加氫裂化、催化重整、乙烯裂解等技術革命加快,煉油工藝取得重大進步,並帶動了石化工業快速發展。美國、歐洲、新加坡三大全球性的煉化中心形成,行業集中度不斷提高。
第4個大周期。新千年至2035年左右,在亞太等新興經濟體工業化的帶動下,全球煉油能力迎來新一輪大規模擴張,煉油業加速東移,全球貿易格局重塑。這期間新建煉油裝置的複雜程度不斷提高,煉化一體化趨勢越來越明顯,大型煉化公司向著專業化、高端化、高附加值領域大力拓展。與此同時,替代能源實現突破性發展,周期中後期煉油業面臨越來越嚴峻的挑戰。
4.2世界煉油工業呈現規模化、基地化、一體化趨勢
煉油化工業本身具有規模化的屬性,2000年以來,全球煉油業集中度進一步提高,規模化特征更加明顯。據美國油氣雜志統計,2017年全球煉廠總數爲615座,較2000年減少127座,平均單廠規模爲754萬噸/年,較2000年增加206萬噸/年,增幅達38%。
2010年以後全球新建的煉廠中,千萬噸級煉廠越來越多,80%以上新增煉廠能力都超過了千萬噸。尤其在蘇伊士以東沿岸,沙特、阿聯酋、中國、印度、越南等新建煉油項目都以千萬噸起步,甚至不乏2000萬噸、4000萬噸這樣的超級大煉油項目,見圖3。
世界煉油業的基地化特征也越來越顯著。傳統的三大煉油中心爲美國墨西哥灣沿岸、歐洲西北歐和地中海沿岸、亞太新加坡。新千年特別是金融危機以來,新三大煉油中心正在形成並不斷壯大,分別是印度西海岸、波斯灣和紅海沿岸、以及中國東南沿海。
從中長期發展來看,傳統的三大煉油中心除美國地位仍比較穩固外,歐洲和新加坡的煉油地位都有所下降;而新興的三大煉油中心仍在不斷地擴張煉油能力,未來在全球煉油版圖中的地位仍將不斷提升。尤其我國“十三五”期間重點建設七大煉化産業基地,有助于提高我國煉化産業的集中度,進一步加強規模化、基地化布局,從而增強在全球的競爭力和市場抗風險能力。
近年來,全球新建煉廠煉化一體化的趨勢也越來越明顯。面臨局部地區煉油産能日漸過剩、成品油市場競爭越來越激烈的現狀,煉化一體化成爲煉油企業的必然選擇。一方面,煉化一體化能夠最大限度提高原料利用率,盡可能將原油“吃幹榨淨”;另一方面,煉化一體化生産模式能夠增強抵禦市場風險的能力,使生産經營更貼近市場、貼近客戶,有利于實現煉化産業價值最大化。“十三五”期間我國擬投産的浙江石化、恒力石化、盛虹石化等大型民煉化項目走的都是煉化一體化的路線。
4.3 2035年之前全球煉油能力仍將不斷擴張
全球煉油業誕生以來,煉能總體保持穩定增長。2000年以來,在亞太、中東等大量新增煉廠投産推動下,全球煉油能力總體呈現快速擴張態勢,從2000年的41億噸/年(8200萬桶/日)大幅升至2017年的50.8億噸/年(1.02億桶/日),年均增長率爲1.3%。預計到2020年,全球一次煉油能力將進一步提高至53億噸/年左右,增量主要來自亞太和中東,預計亞太至少新增1.5億噸/年,主要來自中國、印度、越南、文萊、馬來西亞、印尼等國家,中東至少新增5000萬噸/年,主要來自沙特、伊朗、卡塔爾等國。預計到2035年,全球煉油能力將增至56億噸/年左右,見圖4。
中長期來看,2020–2035年,全球新增煉油能力有所放緩,但總體仍保持增長態勢,各主要地區的煉油産能增長情況如下。
1)北美小幅增加,以乙烷丙烷爲原料的化工裝置仍將增加。未來20年,美國充足的頁岩油氣仍將爲石油化工提供大量廉價原料。IEA預計,到2030年,美國原油産量將達到1500萬桶/日,乙烷産量達到500萬桶/日。預計未來北美煉油能力小幅增加,化工業則有望迎來新的快速增長階段。如近期埃克森美孚、陶氏化學公司、Enterprise公司等都計劃在美國墨西哥灣布局化工項目或基礎設施投資。
2)歐洲總體趨降。金融危機以來,歐洲煉油能力急劇萎縮,一度關閉了1.5億噸/年左右的煉油能力。本輪油價下跌以來,歐洲煉油業迎來短暫的春天,煉油毛利強勁反彈。從中長期來看,考慮到歐洲發展可再生能源的決心和力度,以及多個國家相繼出台傳統燃油車禁售令,預計歐洲石油需求總體萎縮,部分老舊煉廠最終將走向淘汰關停命運。
3)亞太煉油能力增長放緩。經曆了十多年的煉油業大規模擴張,亞太煉油能力過剩的現象越來越嚴峻。從現有規劃來看,亞太各國2020年以後煉油項目投資逐步放緩,當前僅有印度煉油商宣布,擬在2030年前將煉油能力提高77%,至880萬桶/日,平均每年增加30萬桶/日;中國2020年之後少有大型煉化項目投産,亞太其他國家目前也都沒有新的煉油規劃。
4)中東、拉美、非洲預計仍有新增煉化項目投資,但進程緩慢。中東近年來以沙特、阿聯酋等國家爲代表,煉油能力增長迅速。考慮到中東已由成品油淨進口地區轉變爲淨出口地區,與此同時該地區跨區貿易能力較弱,預計2020年以後中東煉油能力增長步伐將有所放緩。對于拉美、非洲兩地,中長期內多數國家仍處于工業化的初期和中期,石油需求仍將維持增長態勢,但由于這些國家地緣政治動蕩、投資環境惡劣,未來難有大規模的煉油項目上馬,總體仍維持成品油淨進口的格局。
4.4 2035 年之後煉化業重心逐漸轉向化工新材料
2035年後,石油消費很可能到達峰值,未來全球石油需求總體趨降;相應地,全球煉油能力增長基本停滯,除了一些小型或者低端落後項目的改擴建。全球煉化業重心轉向化工新材料。
當前人類對化工産品的需求已從生存型階段進入生活型階段,進一步向精細化工和高端化工傾斜。新材料和高端化學品領域市場前景好,發展成長性好,技術含量高,具有引領行業發展的作用,是傳統石化和化工産業轉型升級重要方向。
未來新材料將伴隨著技術進步,廣泛應用于國民經濟和國防軍工的衆多領域中。此外,高端專用化學品也將向著高性能和環保型發展,大量的高端産品、特種性能産品、差異化産品將用來滿足市場多層次的需求。在全球能源低碳轉型的大背景下,2035年以後煉油化工行業將過渡到生態型階段,需求層次、需求內容、産業映射等各方面都可能發生變化,需要更多高端技術和清潔資源的保障。
5 國際石油公司煉油業新布局與能源轉型
5.1 不斷優化煉油業的全球化布局,實現轉型升級
近年來,國際大石油公司持續優化在全球的煉化布局,持續剝離低效資産或非戰略資産、提升優質資産或戰略性資産,努力推動煉油化工業的轉型升級。如殼牌出售歐洲、澳洲、日本等地煉油資産,BP出售了新西蘭煉廠的部分股權,澳洲煉廠也停産;雪佛龍出售了加拿大、南非等地煉廠;埃克森美孚退出日本煉油業,但是加大了在美國的煉油化工布局。2018年,埃克森美孚公司確立了“美灣成長”戰略(Growing the Gulf),計劃2025年前在美灣投資200億美元,新建和擴建11個化工、煉油和潤滑油項目。
在化工方面,國際石油公司紛紛利用北美和中東價格低廉乙烷等原料,瞄准亞太等高成長市場,在美國、中國、伊朗、沙特、新加坡等地新建或擴建化工廠,不斷推動高附加值業務的增長。
5.2 大力培育和發展天然氣業務,逐漸由石油公司轉變爲油氣一體化公司
從中長期來看,全球主要石油公司已將天然氣業務作爲戰略重點,通過強化天然氣項目投資、整合並購等一系列措施,抓緊天然氣業務搶灘布局。埃克森美孚、殼牌、BP、道達爾、雪佛龍爲代表的跨國石油公司均將天然氣業務視爲新的增長點。2017年,這五大公司天然氣儲量占油氣總儲量比重已達到50%以上,天然氣産量占其油氣總産量的比重達40% ~ 50%,這些公司已經由傳統的石油公司成功轉型爲“油氣並重”的一體化能源公司。
具體來看,埃克森美孚通過收購XTO頁岩氣公司、Inter Oil 公司、莫桑比克LNG項目區塊權益等,在LNG領域堅定發展了40年;殼牌通過收購BG公司,徹底打通了全産業鏈,一舉成爲全球LNG行業的領導者;道達爾通過收購Tellurian LNG項目權益、收購Engie的LNG資産組合等,加快推進其天然氣産業鏈整合戰略,成爲全球第二大LNG供應商。
5.3 積極布局可再生能源和低碳業務,中長期內將由高碳的傳統能源公司轉變爲低碳綜合型能源公司
1)殼牌。強勢回歸新能源産業,大力布局太陽能和電動車行業。2016年,殼牌成立了新能源事業部;2017年,殼牌正式啓動氫燃料加氣站和電動車充電站建設,並收購歐洲電動汽車充電站運營商New Motion;2018年1月,殼牌收購美國太陽能公司Silicon Ranch 43.8%的股份,成爲其最大股東。這是殼牌闊別太陽能産業12年後,首次回歸太陽能産業。
2)道達爾。積極投資可再生能源和低碳業務。道達爾近年來每年在可再生能源領域投資5億美元,拓展生物燃料和光伏發電,積極進軍電力貿易和儲能業務。道達爾提出,要利用20年時間將公司業務的20%塑造成低碳型業務。
3)BP。重點布局風電和電動車領域。BP是唯一擁有大量風電業務的大型石油公司,2016年年底開始擴展美國風電業務。2018年年初,BP 宣布,已向美國新能源汽車移快速充電系統制造商Free Wire技術公司投資500萬美元,計劃2018年推出移動充電設備,並率先在歐洲指定的BP加油站投用。
4)沙特。推出雄心勃勃的“2030年願景”,計劃到2030年擺脫對石油産業依賴。2018年計劃在可再生能源領域投資50億~70億美元投資,招標發行8個可再生能源項目;2023年前,計劃在可再生能源領域投資300億~ 500億美元巨款,實現光伏和風電的裝機容量達到9.5千兆瓦的目標。
6 對策與建議
1)抓住煉油業産能建設最後一個大周期機遇,加緊在國內外煉化布局。從當前來看,煉油業産能建設最後一個大周期仍有十多年時間,這其中既蘊藏著機遇,也隱含著挑戰。2015年以來,我國地方煉廠、民營煉廠迅速崛起,極大地改變了多年來的石油供需格局,也推動全球煉油業産能不斷增加。在這一背景下,建議國內煉油業布局充分優化、夯實基礎、提升效率,同時積極開拓市場,選擇“一帶一路”沿線重點國家進行産能和業務布局,打造煉油業的國家名片。
2)結合新一輪能源大變革,未雨綢缪、提前布局。面對能源變革和石油峰值到來,傳統石油公司轉型爲綜合性能源化工公司已成爲大勢所趨。越早做准備,就越能掌握轉型的主動性。建議國內主要石油公司制定更清晰的能源轉型路線圖,確定轉型的總體戰略目標、重要時間節點、階段性目標和具體路徑。
3)高度重視技術創新,增強能源領域核心技術的掌控和應用實力。人類曆史上任何一次工業革命、能源革命的跨越,幾乎都得益于技術創新,特別是一些引領性的核心技術。過去3年,盡管油價低位震蕩,但是各大石油公司並沒有同步削減研發投入,相反通過技術創新降本增效的意圖更加強烈。當前數字化、智能化、集約化已成爲油氣行業技術創新的重要方向,建議我國油企高度重視研發活動和技術創新,切實增強能源領域核心技術的掌控和應用實力。
4)做大做強做精國際石油貿易,進一步提升全球資源優化配置能力和市場開拓能力。近年來,大的産油國、國際大石油公司、最終用戶都在積極打造和擴張其貿易平台,助推國際化發展和上中下遊産業鏈價值最大化,並努力嘗試産、融、貿的商業模式,來應對金融風險。經過多年發展,我國以中聯化、中聯油等爲代表的貿易公司貿易實力不斷增強,初步完成了全球化的貿易布局,在世界範圍內的影響力和話語權不斷提升,建議未來進一步整合資源、形成合力,助推我國上中下遊全産業鏈價值最大化。