（报告出品方/分析师：平安证券 樊金璐）

一、煤化工基本概念与分类

煤化工是指以煤为主要原料经化学加工转化成气体、液体和固体并进一步加工成一系列化工产品的工业过程，泛指煤的气化、液化、焦化、干馏及焦油加工、电石乙炔化工等，也包括利用煤的性质通过氧化制硝基腐殖酸和苯甲酸、通过溶剂处理制膨润炭、无灰焦、多环芳香族化合物等化学品以及以煤为原料制取活性炭、碳薄膜、炭黑及碳纤维等碳素材料和煤基高分子材料等。

按煤炭的一次转化方式不同，可分为煤焦化、煤气化和煤液化；按加工深度不同，可分为产业链上游的基础煤化工和中下游的精细煤化工；按发展成熟度不同，可分为传统煤化工和现代煤化工。

传统煤化工主要包括煤制化肥、合成氨和焦炭，现代煤化工主要是新型煤基能源和新型煤基材料。

按产品最终用途不同，可分为煤基化学燃料、煤基化工材料、煤制化肥、煤基精细化学品等。

煤基化学燃料包括煤基固体、液体和气体燃料；煤基化工材料包括煤制塑料、煤制化纤、煤制橡胶，其中煤制塑料主要是煤制烯烃及其深加工，煤制化纤主要是煤制芳烃和煤制乙二醇及其深加工，煤制橡胶主要是煤制硅橡胶产业链。

二、煤化工发展历程——与油价、战争、政治密切相关

在煤化工发展初期，主要生产焦炭用于钢铁行业。后来随着对石油化工产品需求的增加，煤制燃料（油气）、煤制化工品等才逐渐发展起来，从世界煤化工发展史来看，其发展历程与油价、战争和政治具有密切关系。

2.1 初创时期（1763-1922）——冶金用焦和煤气（传统煤化工）

起初主要为冶金用焦和煤气的生产。中国是使用煤最早的国家之一，早在公元前就用煤冶炼铜矿石、烧陶瓷，明代已用焦炭冶铁。但是，煤作为化学工业的原料加以利用并逐步形成工业体系，则是在近代工业革命之后。

18世纪中叶由于工业革命的进展，英国对炼铁用焦炭的需要量大幅度地增加，炼焦炉应运而生。

1763年发展了将煤用于炼焦的蜂窝式炼焦炉。

18世纪末，煤炭用于生产民用煤气。

1840年，法国用焦炭制取发生炉煤气，用于炼铁。

1875年，美国生产增热水煤气用作城市煤气。

1850-1860年，法国及欧洲其他国家相继建立了炼焦厂。

19世纪70年代德国成功地建成了有化学品回收装置的焦炉，由煤焦油中提取了大量的芳烃，作为医药、农药、染料等工业的原料。

2.2 发展时期（1923-1945）——发动和维持战争（现代煤化工萌芽）

为了发动和维持战争，煤化工进入发展阶段。

第二次世界大战前夕及大战期间，煤化工取得了迅速的发展。德国为了发动和维持战争，大规模开展由煤制取液体燃料的研究工作，加速发展煤制液体燃料的工业生产。

第二次世界大战末期，德国用加氢液化方法由煤及煤焦油年生产的液体燃料达400万吨，由煤生产液体燃料总量已达每年480万吨。

2.3 萧条时期（1946-1972）——需求下降，石油禁运下南非发展煤制油

廉价的石油和天然气大量开发使煤化工进入萧条时期，南非受制于石油禁运，开发煤制油技术。

第二次世界大战后，燃料的军事需求大量减少，战争期间的民用燃料需求并没有增加，加之大量廉价石油和天然气的开采，除炼焦工业随钢铁工业的发展而不断发展外，工业上大规模由煤制取液体燃料的生产暂时中止，不少工业化国家用天然气代替了民用煤气。

以石油和天然气为原料的石油化工飞速发展，致使以煤为基础的乙炔化学工业的地位大大降低。值得提出的是南非由于其所处的特殊地理和政治环境以及资源条件，以煤为原料合成液体燃料的工业一直在发展。

1955年 SASOL-Ⅰ费托合成法工业装置建成。

1977年，又开发了大型流化床反应器，并先后开发SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ，1982年相继建成两座规模为年产160万吨煤制油工厂。

2.4 复苏时期（1973至今）——石油危机，现代煤化工全面复苏

三次石油危机（1973年、1979年、1986年），导致国际油价大涨，使由煤生产液体燃料及化学品的方法又重新受到重视。

欧美等国家对此又进行了开发研究工作，并取得了进展。如在煤直接液化的方法中发展了氢煤法、供氢溶剂法(EDS)和溶剂精炼煤法(SRC)等；在煤间接液化法中发展了SASOL法，将煤气化制得合成气，再经合成制取发动机燃料；亦可将合成甲醇再转化生产优质汽油，或直接作为燃料甲醇使用。

进入21世纪，油价的不断攀升促使石油化工原料成本居高不下，煤化工进入了新一轮发展期，一方面加快了大型煤气化、煤制烯烃、煤制合成油等石油替代技术的开发和工业化推广进程；以大型煤气化为龙头的现代煤化工产业已成为全球经济发展的热点。

煤炭洁净气化技术正朝大型化、清洁化的方向发展，以改进设备结构，提高脱硫、除尘及净化效率为目标。跨国公司在煤资源产地，如中国、印度、南非、澳大利亚等煤资源大国，积极寻求大型煤化工项目的投资机会。而在这一波煤化工产业化进程中，中国逐渐成为煤化工技术研发和示范应用的领先者。

2020年以来，随着新冠疫情影响，国际油价经历了巨幅震荡。当前，受地缘政治、需求复苏等因素影响，国际油价已经触 及 100 美元/桶高位。从世界经验看，煤化工的兴衰始终与石油和天然气化工紧密相关，在世界石油供应紧张和价格居高不下的压力下，煤化工已经成为替代石油供应的重要选择。

三、我国煤化工技术成熟，产能初具规模

3.1 产能初具规模，替代石油效应显现

“十三五”以来，煤化工发展突飞猛进，均已实现大规模化工业生产，截至“十三五”末，我国已经建成 10 套煤制油、4 套煤制天然气、32套煤(甲醇)制烯烃、24套煤制乙二醇示范及产业化推广项目。

截至2020年底，煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇产能分别达到 931万 t/a、51.05亿 m 3 /a、1122万t/a、597万t/a，投产率分别增长至 56.06%、91.77%、96.30%、50.28%，呈现稳步增长趋势。

根据中国煤炭运销协会统计，2015年化工用煤量为 2.3 亿吨，2021年化工用煤达到 3.1 亿吨，增长 0.8 亿吨原煤，相当于多替代石油 0.4 亿吨（原煤热值5000kcal/kg，原油10000kcal/kg）。

3.2 生产运行水平持续提升

“十三五”期间，国家能源集团宁夏煤业公司采用具有国内自主知识产权技术建成 400万 t/a煤间接液化示范项目。

国家能源集团鄂尔多斯煤直接液化示范项目累计生产油品 388 万吨，生产负荷维持在 85%左右，单周期稳定运行突破 420 天。

国家能源集团包头煤制烯烃项目最长连续运行突破 528 天，累计生产聚烯烃 315 万吨左右。

随着技术水平和工艺系统的优化与提升，现代煤化工项目单位产品能耗、水耗显著降低，如百万吨级煤间接液化项目单位产品综合能耗为 2吨标煤，单位产品原料煤耗为 3.5吨标煤，单位产品工业水耗为 5-6.8m 3。

国家能源集团神华百万吨级煤直接液化项目吨油品耗水由设计值 10m3降至 5.8m3以下；神华宁煤 400万 t/a煤炭间接液化项目吨产品新鲜水消耗降至 6.1m3，相较于南非沙索公司煤炭间接液化工厂吨产品水耗 12.8m3有大幅下降。

3.3 综合技术水平处于国际领先地位

大型煤气化技术已经实现规模化发展，气流床气化技术、固定床气化技术单炉投煤量规模分别达到1000-4000t/d、1000t/d。

低温费托合成技术取得进一步成果，新型费托合成催化剂已经完成实验室定型，催化剂产油能力提升30%-50%。

自主甲烷化技术研究取得阶段性成果，甲烷化催化剂和甲烷化技术得到突破性进展，已经进行中试或工业侧线试验。

合成气制乙二醇自主化技术水平不断提升，单台 DMO 反应器产能由 5 万 t/a 增长至 10 万 t/a，加氢催化剂寿命由平均 2000h 增至 5000h， 吨乙二醇产品能耗由 3t 标煤降至 2.6t。

甲醇制烯烃技术在大型化的化工生产中得到应用，如以中科院大连化学物理研究所 DMTO生产技术为代表的自主甲醇制烯烃技术，在神华煤矿 80万 t/a煤制烯烃项目中，首次投料并试车成功，2020又相继开发出甲醇制烯烃三代 DMTO技术，目前 5000t/a 的生产线已经正式投产。

3.4“十四五”时期煤制燃料增长空间较大

根据中国煤炭加工利用协会测算，以现代煤化工产业2020年发展状况为测算基点，按照当前建设、运行基础，并考虑未来技术升级和管理创新，设定新建项目3年建设、4年达产的周期，预测得到“十四五”时期的煤化工建设安排。根据预测结果，“十四五”时期煤化工仍将得到快速发展，特别是煤制油、低阶煤分质利用在高油价下或增长空间较大。

四、高油价下，煤制燃料经济性更具优势

4.1 煤制燃料产品在高油价下与油价相关性高

煤化工产品价格与石油、煤炭等能源价格相关。

从历史来看，煤炭价格与石油价格具有一定相关性，主要因为在燃料和化工方面可以相互替代。

相比2015年，2021年煤化工替代石油量增长约 0.4亿吨。烯烃、乙二醇等产品原料来源包括煤炭和石油，其产品包括煤基产品和石油基产品，随着煤基产品占比增加，商品的价格也逐步由煤炭和石油价格共同决定。

从聚丙烯价格和油价、煤价趋势看，2020年疫情前，聚丙烯价格与油价走势趋势较为一致；2020年后，聚丙烯价格与油价趋势相关性不强，特别是近期油价大幅上涨的情况下，聚烯烃价格整体保持平稳。从煤价对聚烯烃价格的关系看，2020年以后，两者的相互影响也较弱。

从乙二醇价格和油价、煤价趋势看，2019年，乙二醇价格与油价走势趋势较为一致；2019年后，乙二醇价格与石油价格趋势相关性不强，特别是近期油价大幅上涨的情况下，乙二醇价格整体保持平稳。从煤价对聚烯烃价格的关系看，2019年以后，两者的相互影响也较弱。

在当前煤价下，煤制燃料（煤制油和煤制气）在60-70美元/桶可以达到盈亏平衡。在高油价下，煤价预期回落情况下，煤制燃料的经济效益会得到显著改善。

4.2 煤炭价格中枢有望下调，成本端将有所改善

2021年 12月 3日举行的全国煤炭交易会公布了 2022年煤炭长期合同签订履约方案征求意见稿。该意见稿由国家发改委制定，其中明确 2022 年的煤炭长协签订范围进一步扩大，核定能力在 30 万吨及以上的煤炭生产企业原则上均被纳入签订范围；需求一侧，要求发电供热企业除进口煤以外的用煤100%签订长协。

价格方面，“基准价+浮动价”的定价机制不变，但意见提出，新一年的动力煤长协将每月一调。5500大卡动力煤调整区间在 550-850元/吨之间，其中下水煤长协基准价为 700 元/吨，较此前的535 元/吨上调约 31%。

2022 年 2 月 24日，国家发展改革委出台政策进一步完善煤炭市场价格形成机制，提出“秦皇岛港下水煤（5500 千卡）中长期交易价格每吨 570-770元（含税）较为合理”，价格中枢为 670元/吨左右，相比去年 12月征求意见时，煤价中枢下降 30 元/吨。

政策设定了重点地区煤炭出矿环节中长期交易价格合理区间，其中山西地区热值 5500 大卡的煤炭价格合理区间为 370-570 元/吨，陕西为 320-520 元/吨。

4.3 煤制燃料产品性质具有特殊性

煤制油可以生产石油化工难以生产的特殊油品。

煤直接液化生产的柴油具有大比重、高热安定性、高体积热值、高比热容、超低凝点、低硫、低氮、低芳烃特性。

在某些重要领域煤制柴油具有巨大应用潜力，可有力保障特种行业用油需求，填补供油体系空白。

煤直接液化石脑油中环烷烃组分超过70％，芳潜含量达到 69％，是制备芳烃和环烷基非燃料油产品的优质原料。

煤间接液化柴油的十六烷值很高（70以上），超低硫氮、芳烃含量小于 1％，烯烃含量低。

适合深加工生产高品质石蜡、聚 α－烯烃基础油等。煤间接液化石脑油链烷烃含量近 95％，大部分为正构烷烃，超低硫，不含芳烃、金属污染物，烯烃选择性和产率高，是优良的烯烃裂解原料。

4.4 油价高于 60 美元/桶时，煤制油项目具备竞争力

煤制油竞争按照 2000 万 t/a 炼化一体化项目和 100 万 t/a 间接法煤制油项目进行测算，当国际原油价格为 55 美元／桶时，煤制油项目基本具有成本竞争力。

但考虑到消费税以及销售终端等问题，实际上坑口建设的煤制油项目只有在油价高于60-65 美元／桶时才具备竞争力。

五、 煤制燃料工艺及相关装备公司

5.1 煤炭液化

煤制油包括煤直接液化和煤间接液化。

煤直接液化，又称煤加氢液化，是指煤炭在高压、高温、加氢的条件下，经催化剂的作用，进行加氢反应，直接转化为液态产物的工艺技术。煤的间接液化技术是先将煤气化成合成气。

然后以煤基合成气(一氧化碳和氢气)为原料，在一定温度和压力下，将其催化合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺。包括煤炭气化制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分离和改质加工等过程。

分为高温合成与低温合成两类工艺。

投资：100 万 t/a 的煤制油项目总投资约为 130 亿元-150 亿元，单位产能投资为 1.3-1.5 亿元/万吨产能。间接液化与直接液化投资强度接近。如果投资 1000万 t/a煤制油产能，整个投资规模超过1300亿元，如果考虑油品和化工品深加工，整体投资或将超过 2000 亿元。

对于直接液化来说，加氢液化装置、加氢稳定装置、加氢裂化装置、煤制氢装置、空分装置、煤制氢等占投资比重较高。对于间接液化来说，煤气化装置、一氧化碳变化、合成气净化、油品合成等占投资比重较高。

5.2 煤炭分质利用

低阶煤分质分级利用是指以成煤时期较早、挥发分含量高、反应活性高的煤为原料，以大型热解技术为龙头，以焦油加工、半焦利用技术为核心，以提高煤炭利用效率为目的，以油品、天然气、化学品和电力的联产为手段，生产清洁的气、液、固燃料的工艺过程。

热解、焦油加工等低阶煤分质利用环节的投资较大。

六、报告总结

从世界煤化工发展史来看，现代煤化工的发展主要与石油价格、战争、政治等因素密切相关，在世界油气供应趋紧和价格居高不下的压力下，煤化工就会成为替代石油供应的重要选择。

当前，我们认为在较高的国际油价下，煤制燃料的盈利能力显著改善，将迎来发展机遇。煤制油和煤炭分质利用项目有望逐步从规划走向实施阶段，煤化工上游的设备供应商以及工程公司或将受益。

气化炉、加氢反应器、空分装置等是煤制油项目的重要设备，行业公司：气化炉设备生产企业航天工程、云鼎科技、兰石重装，国产化大型空分设备供应商杭氧股份、陕鼓动力等。

七、风险提示

1、宏观形势等因素影响，可能出现国际油价下降，导致煤化工项目建设不及预期；

2、环保治理、双碳目标、能耗双控等政策下，进一步严格限制，导致公司煤化工项目审批受限；

3、设备供应商竞争激烈，或导致设备毛利率降低，对相关公司盈利造成影响；

4、煤化工设备上游钢铁等原材料上涨较大，导致设备毛利率下降，对相关公司盈利造成影响。

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