（報告出品方/分析師：平安證券樊金璐）一、煤化工基本概念與分類煤化工是指以煤為主要原料經化學加工轉化成氣體、液體和固體并進一步加工成一系列化工產品的工業過程，泛指煤的氣化、液化、焦化、干餾及焦油加工、電石乙炔化工等，也包括利用煤的性質通過氧

（報告出品方/分析師：平安證券 樊金璐）

一、煤化工基本概念與分類

煤化工是指以煤為主要原料經化學加工轉化成氣體、液體和固體并進一步加工成一系列化工產品的工業過程，泛指煤的氣化、液化、焦化、干餾及焦油加工、電石乙炔化工等，也包括利用煤的性質通過氧化制硝基腐殖酸和苯甲酸、通過溶劑處理制膨潤炭、無灰焦、多環芳香族化合物等化學品以及以煤為原料制取活性炭、碳薄膜、炭黑及碳纖維等碳素材料和煤基高分子材料等。

按煤炭的一次轉化方式不同，可分為煤焦化、煤氣化和煤液化；按加工深度不同，可分為產業鏈上游的基礎煤化工和中下游的精細煤化工；按發展成熟度不同，可分為傳統煤化工和現代煤化工。

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

按產品最終用途不同，可分為煤基化學燃料、煤基化工材料、煤制化肥、煤基精細化學品等。

煤基化學燃料包括煤基固體、液體和氣體燃料；煤基化工材料包括煤制塑料、煤制化纖、煤制橡膠，其中煤制塑料主要是煤制烯烴及其深加工，煤制化纖主要是煤制芳烴和煤制乙二醇及其深加工，煤制橡膠主要是煤制硅橡膠產業鏈。

二、煤化工發展歷程——與油價、戰爭、政治密切相關

在煤化工發展初期，主要生產焦炭用于鋼鐵行業。后來隨著對石油化工產品需求的增加，煤制燃料（油氣）、煤制化工品等才逐漸發展起來，從世界煤化工發展史來看，其發展歷程與油價、戰爭和政治具有密切關系。

2.1 初創時期（1763-1922）——冶金用焦和煤氣（傳統煤化工）

起初主要為冶金用焦和煤氣的生產。中國是使用煤最早的國家之一，早在公元前就用煤冶煉銅礦石、燒陶瓷，明代已用焦炭冶鐵。但是，煤作為化學工業的原料加以利用并逐步形成工業體系，則是在近代工業革命之后。

18世紀中葉由于工業革命的進展，英國對煉鐵用焦炭的需要量大幅度地增加，煉焦爐應運而生。

1763年發展了將煤用于煉焦的蜂窩式煉焦爐。

18世紀末，煤炭用于生產民用煤氣。

1840年，法國用焦炭制取發生爐煤氣，用于煉鐵。

1875年，美國生產增熱水煤氣用作城市煤氣。

1850-1860年，法國及歐洲其他國家相繼建立了煉焦廠。

19世紀70年代德國成功地建成了有化學品回收裝置的焦爐，由煤焦油中提取了大量的芳烴，作為醫藥、農藥、染料等工業的原料。

2.2 發展時期（1923-1945）——發動和維持戰爭（現代煤化工萌芽）

為了發動和維持戰爭，煤化工進入發展階段。

第二次世界大戰前夕及大戰期間，煤化工取得了迅速的發展。德國為了發動和維持戰爭，大規模開展由煤制取液體燃料的研究工作，加速發展煤制液體燃料的工業生產。

第二次世界大戰末期，德國用加氫液化方法由煤及煤焦油年生產的液體燃料達400萬噸，由煤生產液體燃料總量已達每年480萬噸。

2.3 蕭條時期（1946-1972）——需求下降，石油禁運下南非發展煤制油

廉價的石油和天然氣大量開發使煤化工進入蕭條時期，南非受制于石油禁運，開發煤制油技術。

第二次世界大戰后，燃料的軍事需求大量減少，戰爭期間的民用燃料需求并沒有增加，加之大量廉價石油和天然氣的開采，除煉焦工業隨鋼鐵工業的發展而不斷發展外，工業上大規模由煤制取液體燃料的生產暫時中止，不少工業化國家用天然氣代替了民用煤氣。

以石油和天然氣為原料的石油化工飛速發展，致使以煤為基礎的乙炔化學工業的地位大大降低。值得提出的是南非由于其所處的特殊地理和政治環境以及資源條件，以煤為原料合成液體燃料的工業一直在發展。

1955年 SASOL-Ⅰ費托合成法工業裝置建成。

1977年，又開發了大型流化床反應器，并先后開發SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ，1982年相繼建成兩座規模為年產160萬噸煤制油工廠。

2.4 復蘇時期（1973至今）——石油危機，現代煤化工全面復蘇

三次石油危機（1973年、1979年、1986年），導致國際油價大漲，使由煤生產液體燃料及化學品的方法又重新受到重視。

歐美等國家對此又進行了開發研究工作，并取得了進展。如在煤直接液化的方法中發展了氫煤法、供氫溶劑法(EDS)和溶劑精煉煤法(SRC)等；在煤間接液化法中發展了SASOL法，將煤氣化制得合成氣，再經合成制取發動機燃料；亦可將合成甲醇再轉化生產優質汽油，或直接作為燃料甲醇使用。

進入21世紀，油價的不斷攀升促使石油化工原料成本居高不下，煤化工進入了新一輪發展期，一方面加快了大型煤氣化、煤制烯烴、煤制合成油等石油替代技術的開發和工業化推廣進程；以大型煤氣化為龍頭的現代煤化工產業已成為全球經濟發展的熱點。

煤炭潔凈氣化技術正朝大型化、清潔化的方向發展，以改進設備結構，提高脫硫、除塵及凈化效率為目標。跨國公司在煤資源產地，如中國、印度、南非、澳大利亞等煤資源大國，積極尋求大型煤化工項目的投資機會。而在這一波煤化工產業化進程中，中國逐漸成為煤化工技術研發和示范應用的領先者。

2020年以來，隨著新冠疫情影響，國際油價經歷了巨幅震蕩。當前，受地緣政治、需求復蘇等因素影響，國際油價已經觸 及 100 美元/桶高位。從世界經驗看，煤化工的興衰始終與石油和天然氣化工緊密相關，在世界石油供應緊張和價格居高不下的壓力下，煤化工已經成為替代石油供應的重要選擇。

三、我國煤化工技術成熟，產能初具規模

3.1 產能初具規模，替代石油效應顯現

“十三五”以來，煤化工發展突飛猛進，均已實現大規模化工業生產，截至“十三五”末，我國已經建成 10 套煤制油、4 套煤制天然氣、32套煤(甲醇)制烯烴、24套煤制乙二醇示范及產業化推廣項目。

截至2020年底，煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇產能分別達到 931萬 t/a、51.05億 m 3 /a、1122萬t/a、597萬t/a，投產率分別增長至 56.06%、91.77%、96.30%、50.28%，呈現穩步增長趨勢。

根據中國煤炭運銷協會統計，2015年化工用煤量為 2.3 億噸，2021年化工用煤達到 3.1 億噸，增長 0.8 億噸原煤，相當于多替代石油 0.4 億噸（原煤熱值5000kcal/kg，原油10000kcal/kg）。

3.2 生產運行水平持續提升

“十三五”期間，國家能源集團寧夏煤業公司采用具有國內自主知識產權技術建成 400萬 t/a煤間接液化示范項目。

國家能源集團鄂爾多斯煤直接液化示范項目累計生產油品 388 萬噸，生產負荷維持在 85%左右，單周期穩定運行突破 420 天。

國家能源集團包頭煤制烯烴項目最長連續運行突破 528 天，累計生產聚烯烴 315 萬噸左右。

隨著技術水平和工藝系統的優化與提升，現代煤化工項目單位產品能耗、水耗顯著降低，如百萬噸級煤間接液化項目單位產品綜合能耗為 2噸標煤，單位產品原料煤耗為 3.5噸標煤，單位產品工業水耗為 5-6.8m 3。

國家能源集團神華百萬噸級煤直接液化項目噸油品耗水由設計值 10m3降至 5.8m3以下；神華寧煤 400萬 t/a煤炭間接液化項目噸產品新鮮水消耗降至 6.1m3，相較于南非沙索公司煤炭間接液化工廠噸產品水耗 12.8m3有大幅下降。

3.3 綜合技術水平處于國際領先地位

大型煤氣化技術已經實現規模化發展，氣流床氣化技術、固定床氣化技術單爐投煤量規模分別達到1000-4000t/d、1000t/d。

低溫費托合成技術取得進一步成果，新型費托合成催化劑已經完成實驗室定型，催化劑產油能力提升30%-50%。

自主甲烷化技術研究取得階段性成果，甲烷化催化劑和甲烷化技術得到突破性進展，已經進行中試或工業側線試驗。

合成氣制乙二醇自主化技術水平不斷提升，單臺 DMO 反應器產能由 5 萬 t/a 增長至 10 萬 t/a，加氫催化劑壽命由平均 2000h 增至 5000h， 噸乙二醇產品能耗由 3t 標煤降至 2.6t。

甲醇制烯烴技術在大型化的化工生產中得到應用，如以中科院大連化學物理研究所 DMTO生產技術為代表的自主甲醇制烯烴技術，在神華煤礦 80萬 t/a煤制烯烴項目中，首次投料并試車成功，2020又相繼開發出甲醇制烯烴三代 DMTO技術，目前 5000t/a 的生產線已經正式投產。

3.4“十四五”時期煤制燃料增長空間較大

根據中國煤炭加工利用協會測算，以現代煤化工產業2020年發展狀況為測算基點，按照當前建設、運行基礎，并考慮未來技術升級和管理創新，設定新建項目3年建設、4年達產的周期，預測得到“十四五”時期的煤化工建設安排。根據預測結果，“十四五”時期煤化工仍將得到快速發展，特別是煤制油、低階煤分質利用在高油價下或增長空間較大。

四、高油價下，煤制燃料經濟性更具優勢

4.1 煤制燃料產品在高油價下與油價相關性高

煤化工產品價格與石油、煤炭等能源價格相關。

從歷史來看，煤炭價格與石油價格具有一定相關性，主要因為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長約 0.4億噸。烯烴、乙二醇等產品原料來源包括煤炭和石油，其產品包括煤基產品和石油基產品，隨著煤基產品占比增加，商品的價格也逐步由煤炭和石油價格共同決定。

從聚丙烯價格和油價、煤價趨勢看，2020年疫情前，聚丙烯價格與油價走勢趨勢較為一致；2020年后，聚丙烯價格與油價趨勢相關性不強，特別是近期油價大幅上漲的情況下，聚烯烴價格整體保持平穩。從煤價對聚烯烴價格的關系看，2020年以后，兩者的相互影響也較弱。

從乙二醇價格和油價、煤價趨勢看，2019年，乙二醇價格與油價走勢趨勢較為一致；2019年后，乙二醇價格與石油價格趨勢相關性不強，特別是近期油價大幅上漲的情況下，乙二醇價格整體保持平穩。從煤價對聚烯烴價格的關系看，2019年以后，兩者的相互影響也較弱。

在當前煤價下，煤制燃料（煤制油和煤制氣）在60-70美元/桶可以達到盈虧平衡。在高油價下，煤價預期回落情況下，煤制燃料的經濟效益會得到顯著改善。

4.2 煤炭價格中樞有望下調，成本端將有所改善

2021年 12月 3日舉行的全國煤炭交易會公布了 2022年煤炭長期合同簽訂履約方案征求意見稿。該意見稿由國家發改委制定，其中明確 2022 年的煤炭長協簽訂范圍進一步擴大，核定能力在 30 萬噸及以上的煤炭生產企業原則上均被納入簽訂范圍；需求一側，要求發電供熱企業除進口煤以外的用煤100%簽訂長協。

價格方面，“基準價+浮動價”的定價機制不變，但意見提出，新一年的動力煤長協將每月一調。5500大卡動力煤調整區間在 550-850元/噸之間，其中下水煤長協基準價為 700 元/噸，較此前的535 元/噸上調約 31%。

2022 年 2 月 24日，國家發展改革委出臺政策進一步完善煤炭市場價格形成機制，提出“秦皇島港下水煤（5500 千卡）中長期交易價格每噸 570-770元（含稅）較為合理”，價格中樞為 670元/噸左右，相比去年 12月征求意見時，煤價中樞下降 30 元/噸。

政策設定了重點地區煤炭出礦環節中長期交易價格合理區間，其中山西地區熱值 5500 大卡的煤炭價格合理區間為 370-570 元/噸，陜西為 320-520 元/噸。

4.3 煤制燃料產品性質具有特殊性

煤制油可以生產石油化工難以生產的特殊油品。

煤直接液化生產的柴油具有大比重、高熱安定性、高體積熱值、高比熱容、超低凝點、低硫、低氮、低芳烴特性。

在某些重要領域煤制柴油具有巨大應用潛力，可有力保障特種行業用油需求，填補供油體系空白。

煤直接液化石腦油中環烷烴組分超過70％，芳潛含量達到 69％，是制備芳烴和環烷基非燃料油產品的優質原料。

煤間接液化柴油的十六烷值很高（70以上），超低硫氮、芳烴含量小于 1％，烯烴含量低。

適合深加工生產高品質石蠟、聚 α－烯烴基礎油等。煤間接液化石腦油鏈烷烴含量近 95％，大部分為正構烷烴，超低硫，不含芳烴、金屬污染物，烯烴選擇性和產率高，是優良的烯烴裂解原料。

4.4 油價高于 60 美元/桶時，煤制油項目具備競爭力

煤制油競爭按照 2000 萬 t/a 煉化一體化項目和 100 萬 t/a 間接法煤制油項目進行測算，當國際原油價格為 55 美元／桶時，煤制油項目基本具有成本競爭力。

但考慮到消費稅以及銷售終端等問題，實際上坑口建設的煤制油項目只有在油價高于60-65 美元／桶時才具備競爭力。

五、 煤制燃料工藝及相關裝備公司

5.1 煤炭液化

煤制油包括煤直接液化和煤間接液化。

煤直接液化，又稱煤加氫液化，是指煤炭在高壓、高溫、加氫的條件下，經催化劑的作用，進行加氫反應，直接轉化為液態產物的工藝技術。煤的間接液化技術是先將煤氣化成合成氣。

然后以煤基合成氣(一氧化碳和氫氣)為原料，在一定溫度和壓力下，將其催化合成為烴類燃料油及化工原料和產品的工藝。包括煤炭氣化制取合成氣、氣體凈化與交換、催化合成烴類產品以及產品分離和改質加工等過程。

分為高溫合成與低溫合成兩類工藝。

投資：100 萬 t/a 的煤制油項目總投資約為 130 億元-150 億元，單位產能投資為 1.3-1.5 億元/萬噸產能。間接液化與直接液化投資強度接近。如果投資 1000萬 t/a煤制油產能，整個投資規模超過1300億元，如果考慮油品和化工品深加工，整體投資或將超過 2000 億元。

對于直接液化來說，加氫液化裝置、加氫穩定裝置、加氫裂化裝置、煤制氫裝置、空分裝置、煤制氫等占投資比重較高。對于間接液化來說，煤氣化裝置、一氧化碳變化、合成氣凈化、油品合成等占投資比重較高。

5.2 煤炭分質利用

低階煤分質分級利用是指以成煤時期較早、揮發分含量高、反應活性高的煤為原料，以大型熱解技術為龍頭，以焦油加工、半焦利用技術為核心，以提高煤炭利用效率為目的，以油品、天然氣、化學品和電力的聯產為手段，生產清潔的氣、液、固燃料的工藝過程。

熱解、焦油加工等低階煤分質利用環節的投資較大。

六、報告總結

從世界煤化工發展史來看，現代煤化工的發展主要與石油價格、戰爭、政治等因素密切相關，在世界油氣供應趨緊和價格居高不下的壓力下，煤化工就會成為替代石油供應的重要選擇。

當前，我們認為在較高的國際油價下，煤制燃料的盈利能力顯著改善，將迎來發展機遇。煤制油和煤炭分質利用項目有望逐步從規劃走向實施階段，煤化工上游的設備供應商以及工程公司或將受益。

氣化爐、加氫反應器、空分裝置等是煤制油項目的重要設備，行業公司：氣化爐設備生產企業航天工程、云鼎科技、蘭石重裝，國產化大型空分設備供應商杭氧股份、陜鼓動力等。

七、風險提示

1、宏觀形勢等因素影響，可能出現國際油價下降，導致煤化工項目建設不及預期；

2、環保治理、雙碳目標、能耗雙控等政策下，進一步嚴格限制，導致公司煤化工項目審批受限；

3、設備供應商競爭激烈，或導致設備毛利率降低，對相關公司盈利造成影響；

4、煤化工設備上游鋼鐵等原材料上漲較大，導致設備毛利率下降，對相關公司盈利造成影響。

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