1基本情况
1.1 石油天然气行业基本情况
2015年因国际油价的持续走低,石油和天然气开采业固定资产投资出现下滑,国家统计数据显示,2015年油气开采业固定资产投资固定资产投资额为3425亿元,同比下降5.7%。
2015年中国原油产量为2.1亿吨,同比增长1.5%;天然气产量为1346.1亿,同比增长3.4%。
年份
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油气固定资产投资
|
原油产量
|
天然气产量
|
|||
单位
|
亿元
|
增长率
|
百万吨
|
增长率
|
亿立方米
|
增长率
|
2011
|
3057
|
18.5%
|
204
|
0.5%
|
1025
|
8.5%
|
2012
|
2854
|
-6.6%
|
207
|
1.5%
|
1067
|
4.1%
|
2013
|
3805
|
33.3%
|
208
|
0.5%
|
1129
|
5.8%
|
2014
|
4023
|
5.7%
|
210
|
1.0%
|
1234
|
9.3%
|
2015
|
3425
|
-5.7%
|
214
|
1.5%
|
1346
|
3.4%
|
数据来源:国家统计局
数据来源:国家统计局
数据来源:国家统计局
数据来源:国家统计局
1.2 石化行业基本情况
受国内经济增长放缓、国际油价断崖式下跌等因素影响,固定资产投资持续低迷。2015年石化行业固定资产投资规模为3401.8亿元,增速下滑明显。
产量总体增加。2015年,石化行业增加值同比增长7.2%,化工行业增加值同比增长9.3%,大部分行业生产实现了不同程度的增长。合成材料总产量1.23亿吨,增长8.2%;苯产量783.1万吨,增长6.6%;乙烯产量1714.5万吨,增长1.6%;硫酸产量8975.5万吨,同比增长4.0%;纯碱产量2591.7万吨,增长3.1%;甲醇产量4010.5万吨,增长8.3%;农药产量374.1万吨,增长2.3%;化肥总产量7627.3万吨,增长7.3%;轮胎行业受美国“双反”的影响,下降4.0%产量为9.25亿条。
整体效益下滑。2015年,全行业效益总体下滑。主营业务收入12.74万亿元,下降6.1%;利润总额6265.2亿元,下降18.3%;上缴税金1.03万亿元,增长3.7%。其中,石化行业实现主营收入3.9万亿元,同比下降20.53%;利润总额1615.6亿元,同比下降50.99%;上缴税金7107.6亿元,同比增长1.52%。化工行业实现主营收入8.84万亿元,同比增长1.9%;利润总额4603.4亿元,增幅6.3%;上缴税金2880.3亿元,增长5.1%。
结构调整逐步加快。2015年,合成材料、专用化学品、精细化学品等附加值较高的行业引领增长。其中,合成材料制造业增加值增幅达11.6%,专用化学品制造增长11.1%,涂(颜)料制造业增长9.5%,增速明显高于其它行业。基础化学原料增速明显放缓,无机化学原料产量增幅只有1.9%。产品生产增长结构进一步优化。天津港“8.12”事故之后,在中央专项建设基金的引导下,城镇人口密集区高风险危险化学品生产企业搬迁改造加速,化工生产企业进入化工园区的比例进一步提升。
数据来源:国家统计局
分类
|
2014年
|
2015年
|
增长率
|
原油
|
21010
|
21456
|
1.5%
|
汽油
|
11030
|
12104
|
9.4%
|
煤油
|
3001
|
3659
|
21.9%
|
柴油
|
17635
|
18008
|
1.4%
|
润滑油
|
575
|
510
|
-3.2%
|
乙烯
|
1704
|
1715
|
1.6%
|
纯苯
|
736
|
783
|
3.1%
|
甲醇
|
3741
|
4011
|
8.3%
|
化肥
|
6887
|
7432
|
8.1%
|
数据来源:国家统计局
数据来源:国家统计局
2 在石油石化行业应用
石油石化行业可以划分为两个领域,石油开采、石油输送和炼油。
在石油开采上,主要是应用于抽油机、潜油电泵、磕头机、石油钻机、风机水泵和空压机。变频调速技术以其显著的节能效果、优质无级平滑调速、高精度地控制工艺参数等优点,在石油化工企业普遍推广使用。石油化工生产过程中,风机、水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来设计选型,流量、液面、压力等工艺参数经常随工况的改变而改变,实际应用中风机、水泵大部分工作时间并非处于满负荷运行状态。采用传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来调节流量、液面等工艺参数,其输出功率大量消耗在挡板、阀门截流过程中。
运用变频调速节能技术,变频调速器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法,利用变频器内置的PID调节软件,可以根据工艺负荷精确地自动调节电动机输出频率和转速,保持恒定的水压、风压,满足生产装置工艺系统要求的压力。实际应用证明,当电机在额定转速的80%运行时,节能效率可以达到40%。变频调速器还可以实现大型电动机的软启动和软停机,避免了电动机启动时对电力系统的电压冲击,降低了运行电流,不仅减少了电动机、机泵和阀门设备故障率,延长其使用寿命,而且节约电能效果显著,可以取得较好的经济效益,从而实现了电动机、风机、泵类设备的经济运行。
目前国内的变频器技术相对而言还不很成熟,而国外的变频器价格较高,并且随着功率增大价格也越高。此外,加上相应的配套工程费用,并非在所有部位采用变频器技术都能取得好的效益。如果在短期内不能回收投资,那么应用变频器技术就不合算。炼油厂是以三年回收期来确定是否应用,已经应用的回收期基本在1-2年。正因为如此,选用大功率机泵、过剩功率大的机泵,回收期就短,而小功率机泵、过剩功率小的机泵就没有意义,对具体情况要具体分析。
游梁式抽油机使用方便、可靠、经济,是目前采油生产中的主要设备。为了减小抽油机上下冲程负荷的波动,一般都配有平衡块。抽油机电机的负荷是一周期性脉动负荷,并迭加有瞬间的冲击。抽油机电机的负荷曲线上有两个峰值,分别为抽油机上下冲程的“死点”。抽油机自由停车后再启动时,总是从死点处启动,因此抽油机电机要求启动转矩大。为了保证足够大的启动转矩,抽油机电机正常运行时负荷率很低,一般在20%左右,负荷率高的也不过30%。低负荷率运行造成功率因数低,效率低,电能浪费大。
因此,在设计选配抽油机电机时,普遍的做法是令其抽取量大于实际负荷。它所带来的新问题是当抽油机排量过剩时,抽油机的运行会出现无功抽取,出现空抽或泵空状态,伴随泵空还会产生井喷、气锁等事故,而井喷、气锁又是导致钻具组、泵装置甚至地面设备损坏的主要原因。另外,由于过度的不间断运行,机械设备的损耗也相应上升,造成传统抽油机成本高,噪音大,运行可靠性低。有效控制泵空是亟待研究的课题。抽油机是油田耗能大户,用电量约占油田总用电量的40%,其总体效率很低,据调查一般在30%左右,过剩的抽油能力令抽油机的无功抽取时间增加,造成油井开采的电费成本居高不下,能源浪费十分严重。因此,抽油机的节能潜力非常可观。
近年来,市场上直接针对抽油机的节电技术主要有两大类:
一是开发不同类型的抽油机节能电机,如超高转差率电动机、三相永磁同步电机、高启动转矩双定子结构电机和电磁调速电机等。但由于资金投入太大,在许多油田用节能电机取代普通异步电机尚无法全面推广。
二是使用节能配电箱,其中包括定子绕组Y-Δ转换调压和电容器动态无功补偿及静态无功补偿等。采用改变定子绕组的接法可以改变电机电压,但电机只能得到固定电压,节电效果并不理想。
虽然有些装置采用双向晶闸管实现定子电压随负载变化连续调节,节电效果较好,但是电源电流波形发生畸变,电网谐波污染严重,不宜大面积长期使用。而采用变频调速控制,则可以改变抽油机长期处于低效做功的状态,使其工作方式与油井实际负荷相匹配,保证每次都抽油,减少低效甚至无效抽取,从而降低电费开支,减少维护成本,提高运行效率。
2.2潜油电泵
潜油电泵采油作为一种大排量、高效率、管理方便的机械采油方式,在油田得到了广泛的应用。然而,对于复杂断块油田来说,油水井的对应连通性差,部分潜油电泵井出现供液不足,影响到潜油电泵的正常生产及井下机组运转寿命。以某油田采油厂为例,1997年以来,约有30%的电泵井由于供液不足而经常出现欠载停机现象,由于供液不足造成的躺井占总躺井数的45%,平均检泵周期只有66d,平均单井年维护费用增加了13.86万元。为了延长电泵井的检泵周期,保证电泵井的正常生产,引进了潜油电泵变频控制技术,通过改变供电电源的频率,控制潜油电机的转速,对泵的排量进行调节,使潜油泵的工作特性和油井的产能相匹配、电泵机组在最佳工作区内工作,达到减少机械及电气故障、延长电泵井寿命、增产及节能的效果。
2.3石油钻机
钻井过程分为起落井架,钻进,泥浆循环,钻具更换,下套管,测井等几大工序。主要分为绞车,转盘和泥浆泵等。绞车由滚筒、齿轮箱、离合器、制动器、电机和控制设备组成,用来起落井架,提升和下放钻杆、套管。随着井深的增加,钻具越来越长,重量迅速加大,绞车的负载也越来越大。我国目前已有7000m深的油井,其钻具近600t重。由于每钻进约9m就要提升下放钻杆1次,因此绞车作业时间也随着井深的增加而占整个作业时间的比例越来越大。为降低成本,希望在野外或海上的作业时间越短越好,这不仅要求绞车能高速运行,平稳起停,以保证不损坏钻井设备并提高井的质量,还要求驱动设备具有良好的动态特性。如果在内线井区作业,电源可与井区电网相连,下放钻杆时电机工作在发电状态,能量可回馈电网,节能效果显著。
另外,在油气集输、油气加工、含油污水处理、供水、排水、油田注水等系统中变频器也有广泛的应用。
2.4在泵类负载中的应用
石化用泵是石化生产用量最多的传动设备。一个1000万t/年炼油厂需要各种泵达1000多台。一个100万t 乙烯厂需要各种泵达3000多台。
在炼油装置中,电动机的大部分负载为机泵。而机泵是炼油厂的心脏,在炼油过程中机泵输送的物流总量约为原油加工量的40多倍,如加工量2.5Mt/a的炼油厂,每年物流的输送量高达近亿吨,所以耗电量之大是可想而知的。在炼油装置中,电动机是应用面最广、数量最多的电气设备之一,其大部分负载为机泵,而定速泵在所耗功率中,被工艺物流吸收作有用功率的仅占30%-40%,其60%-70%的电能消耗于调节阀节流控制压降和因为处理量、收率变化及设计裕量大所造成的“大马拉小车”而导致的泵出口阀压降上。机泵节能的根本问题在于如何使控制方案与实际负荷相匹配,使之在控制过程中降低阻力,提高系统效率。这就为变频调速技术提供了广阔的应用空间。实践证明,变频调速装置是企业技术改造、节能降耗的理想设备。毫无疑问,这种调速方式将成为石化企业中驱动系统的中枢。
变频调速技术通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速,相应地改变机泵的转速和工况,使其流量与扬程适应管网介质流量的变化。
2.5气体压缩机
气体压缩机是石化装置的关键设备,几乎所有的石化装置都有各种离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机。一个1000万t炼油厂需要压缩机达20-30台,一个100万t乙烯工厂需要各种压缩机40-50台。
采用变频器后,气体压缩机的流量调节方式发生了变化,由原来的入口风动闸阀节流调节转变为电动机的转速调节,入口风动闸阀可以全开,相应地气体压缩机入口压力可以较大幅度地提高。压缩机入口压力提高,可以减少电机作功,在不改变电机频率的前提下,就可节约一部分电能。
其他的应用设备主要有钻井泵、油层注水、油气集输、管道输送、油气分离、污水处理、供排水、自备电站锅炉。变频器在其中都有很好的应用,不但达到了节能效果,提高了开采效率,还减少了维修费用,提高了机械的使用寿命。变频改造的效果非常显著。
排名
|
品牌
|
提及率
|
1
|
FUJI-富士电机
|
19.6%
|
2
|
ABB
|
15.3%
|
3
|
SIEMENS-西门子
|
13.2%
|
4
|
Danfoss-丹佛斯
|
8.7%
|
5
|
Schneider-施耐德
|
7.8%
|
6
|
Delta-台达
|
7.7%
|
7
|
INVT-英威腾
|
6.7%
|
8
|
MITSUBISHI-三菱电机
|
6.6%
|
9
|
Emerson-艾默生
|
5.2%
|
10
|
HITACHI-日立
|
2.8%
|
11
|
其它
|
6.4%
|
注:低压变频器应用品牌提及率系用户问卷调查结果,可能会和实际市场份额有差异,仅供参考
3 2011-2015年市场规模
2015年低压变频器在石油石化行业应用的市场规模为10亿元,同比下滑23.1%,主要受国际油价出现断崖式下跌,企业效益下滑,纷纷宣布减产,投资持续低迷等因素影响,使得石油石化行业对低压变频器需求急剧减少。
主要品牌有西门子、ABB、英威腾、汇川等品牌应用较多,本土品牌市场份额有增大趋势。
数据来源:中自集团研究部
4 石油石化行业应用前景
4.1 石油天然气行业市场前景
积极因素:
海外油气权益产量稳定增长;国有石油企业调整海外资产,民营企业加快“走出去”;“一带一路”油气合作取得新进展。
2015年,中国石油企业海外油气权益产量估计为1.5亿吨油当量,同比增长6%。其中中石油、中石化和中海油权益产量分别为7300万吨、4000万吨和2350万吨油当量。
2015年,中石油调整优化油砂、LNG等项目方案设计,转让深水和管道项目部分股权。中石化压减低效产量115万吨。中海油继续推动尼克森资产的深入整合。民营企业加快“走出去”,全年海外并购投资金额达30亿美元,再创新高,投资以上游项目为重点,主要在中亚俄罗斯地区收购油气资产,部分企业通过收购非常规油气资产进入美国等发达国家。
中国企业借国家推动“一带一路”战略之势,加快海外油气全产业链的合作布局。在中亚俄罗斯地区,中国公司与俄油、俄气签署了包括上中下游各领域的多项协议或谅解备忘录;完成了一系列资产收购。
财政部、国税总局发布《关于调整原油、天然气资源税有关政策的通知》,在全国范围统一将煤炭、原油、天然气矿产资源补偿费费率降为零,原油、天然气矿产资源税适用税率由5%提高至6%。在全国范围内实施煤炭资源税从价计征改革,税率幅度为2%-10%。资源税改由“税费并存”至“清费立税”,在一定程度上减轻企业负担。
消极因素:
油气行业步入景气周期低谷,总体仍延续了原油、成品油、天然气供大于求,油价、气价两跌的“三大两跌”总趋势。世界经济复苏缓慢,主要经济体货币和财政政策取向分化;欧佩克成员国增产保市场,美国非常规油气生产展现了较好的韧性,并未如预期减速,世界油气市场严重供大于需,价格低位运行。石油公司油气产量不降反升,业绩大幅下滑。国际石油公司普遍采取控投资、控风险、控成本、控人员和控大事故,保上游投资、保现金流、保科技创新和保股东分红的“五控四保”措施。中国经济运行承压,稳中趋缓,石油供需宽松程度加剧,消费中低速增长,对外依存度首次突破60%。与此同时,我国开始大规模淘汰落后产能,炼油能力依然明显过剩,成品油净出口连续三年大幅递增;天然气消费增速创10年新低,供应总体宽松,但淡季压产旺季紧缺;油气领域改革加速推进,从局部的“点式改革”转向涵盖行业、企业和政府三维的全产业链的“立体式改革”。
深受国际油价影响,国内“三桶油”纷纷宣布减产,新建项目和改造项目减少。
4.2 石化行业市场前景
积极因素:
政府对炼油行业的清洁环保标准提升,无论是对碳减排目标,还是车用汽油、柴油的清洁环保标准,尤其是对硫排放的控制,均对各炼油厂提出更高的要求。随着相关规定的陆续出台,炼油行业产业集中度提升,企业的规模化水平也将进一步上升。
消极因素:
低油价导致煤化工产能利用率和效益明显下降。自2014年底国际原油价格断崖式下跌以来,到2016年1月份跌至30美元/桶以下,煤化工整体竞争力严重削弱,产能利用率和效益大幅下滑。2015年煤制油平均产能利用率比2014年下降26个百分点,企业效益深度下滑,个别企业陷入严重亏损的困境。去年下半年低油价效应进一步传导,乙二醇、聚烯烃的市场价格一路下跌,跌幅在40%和30%左右,煤制乙二醇和煤制烯烃的盈利能力大幅压缩,企业利润微薄。此外,受低油价和环保法规日趋严格的影响,煤化工拟建、规划项目放缓,部分新增产能或将推迟投运。
因市场需求不足,部分业主动淘汰落后的和竞争力不强的产能,部分产能过剩行业持续恶化趋势有所缓解,但全行业产能过剩矛盾趋势难以扭转,特别是结构性产能问题较为突出。
化工行业赋税加重。化工行业税金总额同比增长约5.1%,收入增长却不足2%;而同期全国规模工业税金总额增长只有3.1%。化工行业高速增长的税负使行业的再生产能力和竞争力都受到很大影响,使相当一部分企业生产经营陷入困难。
5 相关政策
5.1 石油天然气政策
财政部发布《关于石油天然气生产企业城镇土地使用税的通知》,自7月1日起,地质勘探、钻井、井下作业、油气田地面工程等施工临时用地;企业厂区以外的铁路专用线、公路及输油(气、水)管道用地;油气长输管线用地等石油天然气生产建设用地暂免征收城镇土地使用税。
国家发展改革委发布《关于进口原油使用管理有关问题的通知》,允许符合条件的地方炼油企业在淘汰一定规模落后产能或建设储气设施前提下使用进口原油;
商务部发布了《关于原油加工企业申请非国营贸易进口资格有关工作的通知》,明确已获得进口原油使用权的地方炼油企业如果再获得非国营贸易进口资质,就能自主进口原油,不需要再通过中国国际石油化工联合有限责任公司、中国联合石油有限责任公司等5家国营进口单位代理进口。随着这些政策的逐步推进,放开准入已经成为油气行业体制改革的基本方向,市场在配置资源中发挥决定作用将会落到实处,油气行业运行效率将会得到较大提升。
国家能源局印发《油气管网设施公平开放监管办法(试行)》,要求油气管网设施运营企业在一定前提下,向新增用户开放使用油气管网设施。通过政策正式明确管网设施开放的范围为油气管道干线和支线以及与管道配套的相关设施。其出台旨在促进油气管网设施公平开放,提高管网设施利用效率,保障油气安全稳定供应,规范油气管网设施开放相关市场行为,在目前油气行业纵向一体化的体制下,解决上、下游多元化市场主体的开放需求问题。
国家发改委发布发布了《天然气基础设施建设与运营管理办法》,明确鼓励、支持各类资本参与投资建设纳入统一规划的天然气基础设施。规定天然气销售企业应当建立天然气储备,到2020年拥有不低于其年合同销售量10%的工作气量,以满足所供应市场的季节(月)调峰以及发生天然气供应中断等应急状况时的用气要求。该《办法》规定,国家鼓励、支持各类资本参与投资建设纳入统一规划的天然气基础设施。
发改委、能源局、环保部联合制定《能源行业加强大气污染防治工作方案》,确定了天然气(不包含煤制气)能源消费比重2015年达到7%以上,2017年9%以上。天然气增加供应的任务为:增加常规天然气生产,加快开发煤层气、页岩气等非常规天然气,推进煤制气产业科学有序发展;加快主干天然气管网等基础设施建设;加快储气和城市调峰设施建设;加强需求侧管理,优先保障民用气、供暖用气和民用、采暖的“煤改气”,有序推进替代工业、商业用途的燃煤锅炉、自备电站用煤。天然气增加供应的具体目标是:2015年,全国天然气供应能力达到2500亿立方米。2017年,全国天然气供应能力达到3300亿立方米。
5.2 石化行业相关政策
财政部、发改委、环保部联合发布了《挥发性有机物排污收费试点办法》。试点行业包括石油化工行业和包装印刷行业,自2015年10月1日起施行。办法规定直接向大气排放VOCs的试点行业企业应当缴纳VOCs排污费。
环保部制定并会同国家质检总局发布了《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)、《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)、《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)、《无机化学工业污染物排放标准》GB31573-2015)、《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》(GB31573-2015)和《火葬场大气污染物排放标准》(GB13801-2015)等6项国家大气污染物排放标准。'大气十条'要求制定大气污染物特别排放限值的25项重点行业排放标准已全部完成。石油炼制、石油化工和合成树脂工业长期以来一直执行综合型排放标准,新制定的标准不仅大幅收严了常规污染物的排放限值,还针对行业的特征污染物——挥发性有机物提出控制要求。
环保部制定并会同国家质检总局发布了《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)、《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)、《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)、《无机化学工业污染物排放标准》GB31573-2015)、《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》(GB31573-2015)和《火葬场大气污染物排放标准》(GB13801-2015)等6项国家大气污染物排放标准。'大气十条'要求制定大气污染物特别排放限值的25项重点行业排放标准已全部完成。石油炼制、石油化工和合成树脂工业长期以来一直执行综合型排放标准,新制定的标准不仅大幅收严了常规污染物的排放限值,还针对行业的特征污染物——挥发性有机物提出控制要求。
财政部、税务总局、环保部三部门联合起草的《环境保护税法(征求意见稿)》,规定对超标、超总量排放污染物的,加倍征收环保税。最高按照当地适用税额标准的3倍计征。