今天推荐的这篇文章，痛批了煤炭/煤化工行业的两个美梦：作者认为煤制乙烯没前途，煤制甲醇也没啥前途。作者的判断逻辑就是，全球的乙烯和甲醇都要过剩，而中国煤制乙烯和甲醇与美国相比不具备成本优势，在未来产能过剩的格局中必然会死的很惨。作者的分析是否有道理？欢迎大家看完这篇文章在文末留下你的看法和观点。
【无所不能 文|杨启仁】全世界化工产业中最重要的三大基础原料是乙烯、丙烯、甲醇。2014年全球乙烯消费量大约1 亿4千万吨，丙烯大约9千万吨，甲醇大约7千万吨。一般所说的烯烃产业，主要的产品就是乙烯，丙烯与其他的烯烃都是乙烯生产时的副产品。绝大多数的烯烃产能都是以乙烯为首要生产目标，只有少数烯烃厂以丙烯为主要生产目标。烯烃原料价格大多是同涨同跌。由于乙烯的价格大多数的时候都高过丙烯，所以烯烃的工厂一般都是希望尽量提高乙烯的产出。乙烯是整个化工业最具指标性的关键原料，乙烯涨价，往往就代表大部分的化工原料涨价，乙烯过剩，就意味着大部分的化工原料过剩。
一、为什么说煤制烯烃没前途？
表一是2014年全球各地区乙烯产能与需求分布情形。可以看出来全世界大多数地区乙烯产能都超过需求，仅有中国、非洲、大洋洲需要进口。非洲与大洋洲的市场较小。中国是全世界乙烯进口量最大的国家。近年的烯烃产能扩张，主要集中在两个地区，一是北美的乙烷制烯烃，另一个是中国的煤制烯烃。
美国近年乙烯产业出现了空前的爆发式成长，规划中的新增乙烷制乙烯产能高达1千多万吨，相当于美国现有产能扩张将近50%（表二）。全球的烯烃产能原本就过剩，在产能大幅扩张之後，过剩情况将更严重。
美国这一波的烯烃产能扩张，主要是由供给面推动。主要是为了要消耗严重过剩的乙烷跟丙烷。美国的页岩气组成成份跟常规气不太一样，最大的不同是有许多页岩气井产出很高的天然气凝析液(natural gas liquids)，尤其是乙烷与丙烷。
丙烷是液化石油气的主要成本，可以做燃料，也有很多工业用途，处理上比较没有问题。
乙烷过剩就很难处理。以往常规天然气中含有少量的乙烷，可以不做分离，直接混在管道天然气中，当作是天然气的杂质而消耗掉。
然而页岩气中的乙烷含量实在太多，乙烷的热值较高，受限於美国对於管道天然气的热值规范，只有少量的乙烷可以当作杂质掺杂在天然气中一起用掉。太多的乙烷必须从页岩气分离出来，分离出来以後的乙烷无处可去，多到难以处理，成为页岩气生产过程中的一大困扰。
页岩油气的持续开发造成乙烷产量快速增加，价格大跌，美国乙烷的价格，从2008年时每加仑1.3美元跌到最近只剩下每加仑0.18美元。
乙烷在工业上的唯一用途是用做生产烯烃的原料，产出物中最主要是乙烯，其次为丙烯、丁烯、丁二烯、苯等副产品。乙烯是用途最广泛的化工原料，也是全球化工产业的指标性物资。但是美国国内乙烯的产量原本就过剩，而且美国乙烯需求量成长缓慢，如果把过剩的乙烷都拿来生产乙烯，必然会使美国乙烯产量更加严重过剩。而且，目前美国乙烷制烯烃的扩产规模大约只够吸纳一半的过剩乙烷产量，因此未来乙烷将持续过剩。
从全球来看，可以用来生产乙烯的原料有很多种，其中用的最多是石脑油（约占全球乙烯产量的一半），其次则是乙烷（约占全球乙烯产量的三成），其他的还有丙烷、丁烷。煤制烯烃由于制程复杂、成本高、污染严重，既赔钱又破坏环境，世界上其他的国家都不愿意发展这样的产业。全世界只有中国有煤制烯烃产业，而且产能与产量正在迅速成长。
从烯烃的制程来做比较，原料的分子越大，制造烯烃的制程就越复杂，设备投资金额就越高，能耗也高，污染物也越复杂难处理。拿乙烷制乙烯、石脑油制烯烃、以及煤制烯烃这三者来比较：
乙烷制乙烯的资金设备投入最少，原料成本最低，污染最少。
煤制烯烃的资金投入最高，原料成本居中，污染最严重。
石脑油制烯烃的资金投入介于两者之间，在2014年石油价格崩跌之前，石脑油原料成本原本是最高，但是在石油价格大跌後，石脑油制烯烃的成本已经低于煤制烯烃。
图二是美国乙烷制烯烃与中国煤制烯烃的生产成本比较。整体来看，美国的乙烷制烯烃总成本大约只有中国煤制烯烃成本的三分之一左右。从各分项来比较，资金成本是煤制烯烃最大的劣势。一座年产60万吨烯烃的乙烷蒸气裂解厂的投资金额大约为9亿美元（约57亿人民币），而一座同样产能的煤制烯烃工厂的投资额则高达200亿人民币。因此光是从利息与折旧来看，煤制烯烃就已经输在起跑点上了。而且煤制烯烃的能耗很高，污染物很难处理，污染处理成本很高，这些也都是煤制烯烃相较於乙烷制烯烃的劣势。
从原料成本来看，生产一公吨的烯烃约须消耗1.3公吨的乙烷，现在美国乙烷价格大约每公吨134美元，1.3公吨乙烷价格约合835元人民币。煤制烯烃每一公吨烯烃则须消耗约4到5公吨的煤炭，中国的煤炭价格近年来虽然跌了不少很多，但是跟美国乙烷的价格的跌幅比起来，只能说是小巫见大巫。把利息、折旧、水电、污染处理加进去之后，就算中国的煤价跌到零，中国煤制烯烃的成本也还是会比美国的乙烷制烯烃的成本要高出一倍以上。2015年12月的乙烯价格大约在每公吨九百多美元。依照这个价格，煤制烯烃大约亏损百分之三十左右，而乙烷制烯烃大约可以获利百分之一百以上。
目前为止，乙烷过剩的现象还只局限在美国，美国大幅增加乙烷制乙烯，将可能造成乙烯价格崩盘。当然美国的乙烯若要外销到中国，则必须花费额外的运输成本。然而在全球商品贸易紧密联系的今天，美国的乙烯过剩并不一定要直接卖到中国才会对中国的烯烃产业造成冲击。美国的乙烷制乙烯产能过剩，也可能造成国际市场乙烯价格下跌而间接波及中国的烯烃产业。乙烷对于石脑油的替代效应也可能造成石脑油进一步跌价，提高石脑油制烯烃的竞争力，而间接冲击中国的煤制烯烃。另外，美国的烯烃过剩，也可能吸引下游的塑料制造业回流美国，替代原本从中国卖到美国的塑料产品，而间接降低中国下游塑料厂对于烯烃原料的需求。
由于美国本土扩充的乙烷制乙烯的产能并不足以消化所有过剩的乙烷，因此美国也开始出口乙烷（主要是到加拿大，也是用来生产乙烯），欧洲也有从美国进口乙烷来生产乙烯的计划。
由于欧美国家在环境影响评估等诸多政府审批程序费时较长，因此化工业的建厂周期要比中国要长。因此美国乙烷过剩的现象暂时还没有完全转化为乙烯过剩，但是从长期来看，美国的产业界不可能长期让过剩的乙烷白白浪费掉，美国乙烷制烯烃大幅扩产势在必行。中国的煤制烯烃，在面对美国的乙烷制烯烃时可以说毫无竞争力可言。
中国的产煤地区想靠发展煤制烯烃来为煤炭行业脱困，以为延长产业链就可以提高煤炭产业竞争力，这样的想法过度天真，缺乏全球视野。等到美国乙烷制乙烯产业扩产完成，现在中国建设的煤制烯烃厂都会变成不具竞争力的过剩产能与落后产能。
中国的烯烃产业界有一种说法是中国的烯烃目前大量依赖进口，国内发展煤制烯烃可以替代进口，所以不用担心需求的问题。这样的说法似是而非。以国产品替代进口的前提是国产品的价格要比进口便宜。在烯烃产业这个情形相反，因为国外的成本比中国要低得多。
未来几年的中美两国烯烃产业竞争的展望，可以很明确的看出来，中国的煤制烯烃势必在竞争中被淘汰。在中国煤制烯烃热潮之後，接着又兴起煤制乙二醇投资热潮。乙烯加水反应就会产生乙二醇。煤制乙烯跟煤制乙二醇可以说本质上是同一个产业。乙烯过剩，乙二醇的行情绝对也好不了。美国的乙烯很便宜，乙二醇就一定也便宜。煤制烯烃/煤制乙二醇可以说毫无前景可言。为何中国的煤化工业会发生如此大规模的自杀式大跃进？这是个非常有趣的课题，值得政治经济学与社会心理学者做进一步的研究。
二、为什么说煤制甲醇也没前途？
甲醇的供需情况，大抵跟烯烃相似。中国的甲醇需求占全球一半以上，而且基本上只有中国的甲醇需求有在成长，其他地区的需求都呈现停滞状态。
因为甲醇需求高度集中在中国，全球甲醇扩产的目标市场主要就是中国。近年来全球甲醇产能扩张，主要集中在三个地区：北美、中东、与中国。
美国国内甲醇需求几乎是零成长，产能却准备扩张一倍，目的就是为了外销到中国。美国近年的甲醇扩张也是由供给面带动，因为页岩气革命造成美国天然气价格低迷，而天然气出口受限於液化天然气设施不足，短期内难以快速成长。将天然气制成液态的甲醇就可以比较方便出口。目前已经宣布的甲醇扩产计画加起来大约为年产一千多万吨的规模。
伊朗最近因为核能的协议，国际社会对伊朗的经济制裁将逐渐取消，伊朗将更容易取得资金发展化工业。目前伊朗已经宣布的甲醇扩产计划加起来大约为年产九百多万吨。这些规划同样完全以出口导向，完全针对中国。除了美国与伊朗，俄罗斯、巴西、印度也有甲醇的扩产计划。目前中国每年甲醇消费量大约在四千万吨左右，美国跟伊朗未来数年将新增年产两千万吨的产能来供应中国市场。甲醇将严重供过于求。
因为全球甲醇市场需求量不到烯烃的三分之一，美国加伊朗的扩产规模却远远超过烯烃的扩产规模，所以未来甲醇过剩的问题会比烯烃更严重。
天然气制甲醇的成本要明显低于煤制甲醇，但是如果只看边际成本（不考虑建厂的资金成本），两者差距不大，因此天然气制甲醇业者虽然可以把价格压低到让煤制甲醇业者亏损的程度，但是将很难将价格降到煤制甲醇的停产线以下。依照最近的甲醇价格（每公吨约三百多美元），中国煤制甲醇应该已经处于亏损状态，美国跟中东的天然气制甲醇则还有微薄的利润。未来全球甲醇产业继续过度竞争的结果，很可能会是一个皆输的局面，也就是所有甲醇投资者都会出现亏损。但是中国的煤制甲醇由于成本较高，其亏损幅度会大于美国与中东的天然气制甲醇业者。
中国的甲醇产能多年来都一直持续严重过剩，产能利用率一直都很低，产能却持续扩张，这一点从经济学的观点很难解释。煤化工是资本密集产业，产能建设过程需要大量资金投入，如果产能利用率低，营运收入无法支应利息与折旧，投资必然亏损。一个长期亏损的产业为何还有人不断继续投资扩大产能？这是很奇怪的现象。
有一种说法是说中国煤制甲醇产能中有很大的比例是属于失败的投资，其实并不是有效产能。如果这个产业投资的失败率这么高，为什么还不断有人继续加码投资？如果是集体不理性乱投资，这样非理性的荣景不可能长期维持，早晚一定会崩溃。另外一种解释，是有很多甲醇厂在投产后因为运转不稳定或是其他技术上的困难而无法达到原本设计的产能，也就是说原本的建厂计划高估产量，这意味着煤制甲醇的成本实际上可能比那些可行性研究报告的估计要高出许多。无论是如何的原因，长期持续的低产能利用率都应该视为产业的严重警讯。
从全球化工业的供需情势可以很清楚的看出来，发展煤化工不但不能解决煤炭产业的困境，反而会造成更严重的财务损失。德意志银行(Deutsche Bank)在2014年曾经针对中国的煤化工发表一份专题研究报告，研究结论如下：
在经济上，中国的煤制烯烃与北美与中东的天然气制烯烃产业相比不具竞争力。（原文：The economics of China coal-to-olefins however is not competitive relative to a growing North American and Middle Eastern natural gas-to-olefins industry.）
从成本来看，快速成长的中国煤制烯烃将先取代中国自己的石脑油制烯烃产业，然後又被更低成本的北美与中东天然气制烯烃产业所取代。这样的策略更不合理。除非只是要藉由先建设中国的产业链，然後再拆除这些产业链，靠建厂与拆除的工程来增加中国的GDP。（From a cost perspective, a fast-growing China CTO industry would displace its own naphtha to olefins industry but then be displaced itself by a lower-cost North American and Middle Eastern natural gas-to-olefins industry. Somehow, this strategy makes even less sense; except for the fact that it creates plenty of China GDP by both building and then dismantling multiple China industry chains.）
在一个充斥着廉价天然气的世界中，中国的煤制烯烃、煤制尿素在经济上是不合理的。然而，中国却持续发展煤化工产业。（China’s coal-to-olefins and / or coal-to-urea do not make economic sense in a world awash in low-cost natural gas. Notwithstanding, China continues to grow its coal-to industries;）
要注意的是这篇报告是在2014年七月发布，当时油价还在每桶一百多美元的，当时的煤制烯烃成本略低于石脑油制烯烃，现在油价大跌後，煤制烯烃的成本已经高于石脑油制烯烃。所以原本报告结论所说煤制烯烃可以短暂取代石脑油制烯烃，然后很快就会被天然气化工所取代。现在新的情势下，应该修正为煤化工连原本最昂贵的石油化工都竞争不过，更不可能跟天然气化工所竞争。现在还在建设中的煤化工产业，应该是完工之后就要立即淘汰。
由于美国与中东的新增烯烃与甲醇产能目前大多数都还没有投产，因此现在的煤化工所面临的困境只是刚开始，未来随着国外廉价烯烃与甲醇产能逐渐开出，煤化工将难逃大批淘汰的命运。英国经济学家凯恩斯有一句名言，是说政府要促进GDP成长其实很简单，可以先花钱雇一群人在地上挖洞，然后再另外雇一群人把洞填起来。投资大量资金建设没有竞争力的煤化工产能，等到未来破产以后再花钱拆除这些落後的过剩产能，这跟雇人挖洞，再把洞填起来可以说是同样的道理。虽然这样的方式确实可以增加GDP并创造就业机会，却是资金与资源的严重浪费，而且还破坏环境。很不幸的，中国煤化工产业的大崩盘，目前看来已经难以避免。
【本文作者杨启仁系美国杜克大学研究员，国际能源与环境政策专家】
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