純堿是重要的化工原料,有“化工之母”之稱,其產業鏈覆蓋了煤、天然氣、鹽、石灰石、合成氨等等上中游原料和技術,下游更是覆蓋至建材、輕工、化工、冶金、紡織等工業部門,終端產品也滲透到我們的日常生活中各個方面。
1、純堿上游產業概況
因純堿有三種不同生產工藝,因此不同工藝所需生產原料也各不相同。天然堿法原料為天然堿礦;除了天然氣和動力煤是氨堿法和聯堿法均需要的生產動力,氨堿法原料還需原鹽、石灰石,聯堿法原料則為原鹽、合成氨。綜上,純堿的上有行業有:原鹽、石灰石、合成氨,動力煤、天然氣。
(1)原鹽
原鹽是指在鹽田曬制的海鹽及在天然鹽湖或鹽礦開采出的未經人工處理的湖鹽或巖鹽等的統稱。主要組分是氯化鈉,夾雜有不溶性泥沙和可溶性的鈣、鎂鹽類。我國鹽的資源極為豐富,用途廣泛,按產制來源分,可分為海鹽、池鹽、礦鹽、井鹽、土鹽等;按用途分有食鹽(包括加碘鹽)、漁業用鹽、農牧業用鹽、工業用鹽、出口鹽等。原鹽是人們生活必需品,同時又可作為基本的化工原料,用于生產純堿、燒堿、氯酸鈉、氯氣、漂白粉等。
原鹽是鹽化工的源頭,也是生產純堿、燒堿的重要原料,在鹽化工中占據非常重要的地位。進入21世紀以來,我國原鹽產能和產量急速增長,2008年我國原鹽產能增長速度達到最高,2013年我國原鹽產量達到歷史峰值7367.6萬噸,此后產量維持穩中下降趨勢。2018年我國原鹽產量僅有5836.17萬噸,為12年來最低水平。
2017年1月1日起,國家進行一系列的鹽業改革:放開所有鹽產品價格,取消食鹽準運證,允許現有食鹽定點生產企業進入流通銷售領域,食鹽批發企業可開展跨區域經營等,從生產、定價、銷售、儲運等方面展開體制變革。2018年國家進一步升級體制改革,撤銷多地鹽務局,打破局部壟斷,此后原鹽行業將更加市場化。另外,隨著人們對健康生活的關注越來越高,原鹽行業競爭也將更加激烈。
(2)石灰石
石灰石主要成分為碳酸鈣(CaCO3),主要作為建筑材料、工業等原料。
在工業上,石灰石是制造玻璃、大理石、石灰、電石的主要原料,最主要的用途是生產水泥,同時石灰石也是氨堿法生產純堿的重要原料之一。石灰石加水反應生成的熟石灰(氫氧化鈣),可以用作涂裝材料和磚瓦粘合劑等;在煉鐵工業,石灰石可作為熔劑;在生活中,石灰石加工制成較純的粉狀碳酸鈣,用做橡膠、塑料、紙張、牙膏、化妝品等的填充料;另外,石灰石的各種生成物可廣泛用于吸收劑、干燥劑、消毒劑等;化工行業利用利用石灰石的化學加工制成氯化鈣、硝酸鈣、亞硫酸鈣等重要鈣鹽
在農業上,可用生石灰配制石灰硫黃合劑、波爾多液等農藥。熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的結構、供給植物所需的鈣素。用石灰漿刷樹干,可保護樹木等等。
我國是世界上石灰巖礦資源豐富的國家之一(占世界總儲量的64%以上)。除上海、香港、澳門等地區外,在其他各省、直轄市、自治區均有分布,其中,陜西省保有儲量為全國最多。據原國家建材局地質中心統計,全國石灰巖分布面積達43.8萬KM2(未包括西藏和臺灣),約占國土面積的1/20,其中能供做水泥原料的石灰巖資源量約占總資源量的1/4~1/3。全國已發現水泥石灰巖礦點約七、八千處,其中已探明儲量的有1286處,共計保有礦石儲量542億噸。其中石灰巖儲量504億噸,占93%;大理巖儲量38億噸,占7%。
隨著科技的不斷進步以及納米技術的不斷發展,石灰石的應用領域將進一步拓寬,除了上述傳統用途,石灰石還可以作為一種新型環保原料,替代塑料等產品制成管材、包裝材料等,且該用途的市場需求量正逐年增加,將會成為21世紀最具活力的綠色礦產資源之一,未來發展潛力巨大。
但是,石灰石是一種寶貴的不可再生資源,隨著環保意識的逐漸增加、城鎮化發展等趨勢,可供建材使用的石灰巖開采量仍將減少。未來實施優質石灰石資源的勘探和開發,才能給石灰石行業帶來更具潛力的發展前景。
(3)合成氨
合成氨指由氮和氫在高溫高壓、催化劑作用下直接合成的氨,是一種基本無機化工流程。現代化學工業中,氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。
80%的合成氨用來生產化肥,20%用作其它化工產品的原料。在肥料生產中,合成氨主要用于生產氮肥和復合肥料,尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復合肥,都是以氨為原料。在工業中,硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等也都需要直接以氨為原料。另外,液氨常用作制冷劑,貯運商品氨中有一部分是以液態由制造廠運往外地。
2016年之前氮肥行業迅速擴張,產量迅速達到歷史高位,反推合成氨產能迅速增長,導致中國合成氨行業產能過剩。但2016年以來,國家進行供給側改革,優化產業結構,淘汰劣質小型產能,此后,合成氨產能產量開始下降。
據中國氮肥工業協會統計,截止2018年底,全國合成氨總產能為6689萬噸/年,同比減少454萬噸/年;全國累計生產合成氨4877.01萬噸,同比降低1.4%,產能過剩的局面有了較大改觀。預計未來3~5年,行業將繼續優化產能結構,行業將維持供需緊平衡狀態。
(4)煤炭/動力煤
煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。而動力煤指作為動力原料的煤炭,狹義上就是指用于火力發電的煤;從廣義上講,凡是以發電、機車推進、鍋爐燃燒等為目的,產生動力而使用的煤炭都屬于動力煤。
2018年中國大陸共開采量再次位列全球第一,且產量接近全球煤炭總產量的一半。根據《2018煤炭行業發展年度報告》數據顯示,2018年全國煤炭產量為36.8億噸,同比增長4.5%。全國煤炭消費量同比增長1%。煤炭主要用途,一是用在火力發電,二是冬季取暖所需的鍋爐用煤,三是煉鋼用煤。
近幾年我國在煤炭生產布局、煤礦結構優化、礦區生態文明建設等方面持續優化。生產布局方面,重心繼續向晉陜蒙新等資源豐富且優質、競爭力強的地區集中。2018年,內蒙古、山西、陜西、新疆、貴州、山東、河南、安徽等8個億噸級(省區)規模以上企業原煤產量31.2億噸,占全國的88.1%,同比提高0.9個百分點。其中,晉陜蒙新四省(區)原煤產量占全國的74.3%,同比提高1.8個百分點。煤礦數量上,2018年全國煤礦以大型現代化煤礦為生產主體,因此煤礦數量大量縮減。截至2018年底,全國煤礦數量減少至5800處,平均產能提高到92萬噸/年左右。
總體來看, 我國“十三五”計劃中對于煤炭行業去產能的主要任務基本完成,將小型煤礦(年產30萬噸以下)產能持續淘汰至2.2億噸/年,煤炭行業由總量性去產能轉向系統性去產能、結構性優產能。
(5)其他上游行業
除了以上介紹的原鹽、石灰石、合成氨以及動力煤,純堿制作過程中還需用到天然氣、電、天然堿礦等,因此這些行業作為不同的純堿生產工藝中的必要條件,也會對純堿行業產生一定影響。
(a)天然氣
從能源結構上看,我國煤、氣較多而油較少。目前,我國在加快能源結構調整,天然氣在能源結構中的比重呈現迅速攀升之勢,地位也愈加重要。然而,盡管我國燃氣在能源中比例不斷增加,但與國際能源平均消費水平相比仍處于比例較低的狀態。但未來隨著我國頁巖氣的開發利用、以及目前對天然氣價格的改革落實,我國能源“氣化”過程將進一步加快,與世界平均燃氣消費水平的差距也將進一步縮小。根據 《天然氣發展“十三五”規劃》,到2020年我國天然氣產量有望由2017年的1487億方凈增加583億方,達到2020年的2070億方,這其中,頁巖氣和煤層氣將成為增量主力,預計占總增量比重達40%以上。
但是,由于我國目前進口管道投產無增長,進口依存度高,進口液態天然氣(LNG)接收站點數量也非常有限,另外,國內天然氣資源開采潛力受限,儲氣調峰和管網聯通設施都不夠完善,再加上日益增長的下游需求增速,我國天然氣將面臨不斷擴大的供應缺口。
(b)電力
用電量方面,2018年全社會用電量為68449億千瓦時,同比增長8.5%;而根據《中國電力行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》統計數據來看,預計2019年我國全社會用電量將達到72104億千瓦時,未來五年(2019-2023)年均復合增長率約為6.08%,預計2023年全國全社會用電量將達到91308億千瓦時。
發電方面看,截止至2018年底,全國累計發電量達到了67914.2億千瓦時,同比增長6.8%。預計2019年我國發電量將達到71151億千瓦時。未來五年(2019-2023)年均復合增長率約為6.13%,并預測在2023年我國發電量將達到90254億千瓦時。
目前我國電力改革與市場化雖取得了顯著成效,但也存在一些弊端,例如政策落實壁壘、跨省區交易障礙、電價系統仍不完善、法律法規不全面、電力系統運行安全等問題較為突出。另外,日益嚴格的環保也大大提升企業成本,2018年元月實施的《中華人民共和國環境保護稅法》將地方的環保稅應征稅額可提高到國家標準的1-10倍。火力發電行業是國家實施排污許可證管理的首批行業,在碳排放、污染處理等方面要求更嚴格。
但是我國電力行業有非常大的發展潛力,例如持續深化的電力改革,例如空間巨大的海外市場,例如新能源發電機等新興市場,例如工商電價的進一步降低等。
(c)天然堿礦
我國天然堿礦儲量在世界各國中排名第三,僅次于美國和土耳其。我國已發現天然堿礦產地有152處,儲量近4億噸,以內蒙古的堿湖最多,西藏高原是現代鹽堿湖的集中地。在我國已發現的152個礦床中,現代堿礦148個,古代堿礦4個,地處中原的南陽盆地是古代天然堿的重要產地,河南省桐柏縣天然堿儲量為13207.7萬噸(占國內總儲量86.9%),位居亞洲第一、世界第二,可持續開采100年,被中國礦協評為“中國天然堿之都”;內蒙古堿礦保有儲量為1851.6萬噸,占12.7%;青海堿礦僅48.3萬噸,不足0.4%。
盡管我國天然堿礦儲量豐富,但產能和規模遠遠低于美國,堿礦純度、礦層厚度和開采成本也無法與之相比。