从碳氢比看煤化工
煤炭作为化工原料最大的缺陷就是几乎全部由碳元素构成。相比之下，天然气为CH4，石油组分 则近似为 CH2，煤炭在碳氢比上有天然的劣势。如果以煤炭为原料通过最主流的煤气化反应生产 各类下游含氢化工品，就要用一个 C 元素来置换两个H元素，并生成无用的 CO2，相当于要浪费 一个 C 元素，因此碳转化率效率上要低于石油和天然气。但同样是因为碳氢比低，煤炭能量密度 也只有石油和天然气的 30%左右，作为燃料只能集中使用，无法小型化，不像油气简单加工后就 可用于汽车等移动应用场景，而且燃煤污染还很大，因此煤炭作为燃料在能量密度基础上相比油气 还有进一步的折价。可见煤炭虽不适合用作化工原料，但更不适合作为燃料。从能量密度角度看， 油气价格应是煤价的 3倍以上。那么作为化工原料，只要油气碳转化效率不高于煤炭的3倍，则 煤化工就具备性价比优势，具体各产品情况如下:
1. 煤焦化:
通过煤炼制焦炭过程中副产的煤焦油和焦炉煤气，生产下游化工产品。从化工角度看， 基本利用了煤炭中全部碳元素，经济性很强，也是现代煤化工的起源。其中煤焦油主要用来生 产苯系产品以及炭黑等，目前我国焦化苯占比达到 50%，炭黑则更是几乎全部以煤焦油为原 料。焦炉气化工原先主要生产氨醇，近两年随着技术突破，部分开始转产乙二醇。煤焦化路线 以副产品为原料，成本很低，尤其是焦炉气化工还不需要再上马造气装置，成本优势就更明显。 但其问题在于原料受主产品焦炭的制约，增产空间有限。而且从投资角度看，煤焦化企业盈利 最终还是取决于焦炭，对化工的弹性非常有限，探讨价值不大。
2. 电石法
PVC:该路线本质上类似于煤焦化，通过焦炭与石灰石生产电石，再与水反应生成乙 炔，进而制备 PVC。其碳转化效率也很高，并且联产的烧碱又是高耗能产业，天然适合我国 西部的资源禀赋。因此过去十几年产能快速扩张，全球占比也从不足 10%提高至 35%。而且 这还是在顶着美国页岩气革命带来的同样低成本气头产能扩张压力下取得的，其成本竞争力可 见一斑。只不过目前全球市占率已很高，国家也开始严控新增产能，未来继续扩张的空间有限， 并且还受到乙烯价格体系塌陷带来的利润压缩，行业很难有太大投资机会。
3. 氨醇联产
:通过煤制合成气再生产甲醇和合成氨，因为反应过程中要浪费一个碳原子，所以其 碳元素转化率相当于 1/2 的石油或 1/3 的天然气。但按照能量密度折算后，煤炭基本与天然气 等价，相当于石油的 1.5 倍。这也造成全球范围内一碳化工都是以天然气和煤炭为原料，而绝 少采用油头路线。另外羰基化也是合成气独有的反应路线，可在原有碳链上低成本的延伸一个 碳原子，其典型下游产品为醋酸、丁辛醇。从全球范围看，我国煤头成本要高于具备低成本气 源的中东和北美，但好于其他地区。以合成氨最大下游尿素为例，我国产量占到全球约1/3， 顶峰期曾大量出口。但氨醇的问题在于单价太低，远距离运输成本很高，我国产能市占率预计 未来将以维持为主。但合成氨下游的己内酰胺，随着大量煤化工企业新建低成本产能的投产， 我国有望成为全球成本洼地，在产能上还有很大的成长潜力且被严重低估。
4. 煤制乙二醇:
该路线可以认为是广义的羰基化反应，也是以合成气为原料制备乙二醇。如果以 吨耗甲醇衡量，大约在 1.2 吨左右，其碳转化效率也与甲醇类似，算是比较适合煤化工的产品， 另外其反应流程相比油头与煤制烯烃路线都要短很多，设备投资和综合运行成本也更低。所以 全球范围看，我国煤制乙二醇成本与氨醇联产类似，应该是仅高于中东和北美的气头产能，但 低于其他各类产能。而且乙二醇下游主体都是配套 PTA 生产聚酯，全球 70%的聚酯产能又都 集中我国，所以上述低成本出口型产能最终都是要流向我国，相应我国煤制乙二醇因靠近市场， 在运输成本和时间上有很大的优势，未来还是有很大的扩产空间。
5. 煤制烯烃:
该路线以甲醇为中介，通过脱水反应来生产烯烃，相当于又多浪费了一个碳元素， 碳转化效率也降为石油的 1/3。考虑到能量密度折价后，煤制烯烃基本与油化工等价，因此沿 海高煤价区域建设煤制烯烃意义不大。但由于1 吨烯烃要消耗 6 吨煤炭或 3 吨甲醇，从西北 运上述吨位的产品至东部分别要约 400 元(聚烯烃)、1200 元(煤炭)和 1500 元(甲醇)， 煤制烯烃建在西部可以节省大量运费，还是具备很好的经济性。相应沿海外购甲醇制烯烃产能 如采购西北甲醇则在运费上劣势明显;如果依靠海外气头甲醇，虽近期盈利尚可，但从化工路 线看浪费了天然气极好的碳氢比，并不合理。相比同为气头的乙烷裂解制乙烯和丙烷脱氢制丙 烯，在成本上也毫无优势。所以我国沿海 MTO 路线在产业逻辑上还是有严重瑕疵，只有高油 价阶段才有一定的经济效益，并不具备长周期太好的盈利能力。
6. 高耗能行业:
煤化工行业中，西部除了高煤耗的新型煤化工之外，还有一部分是高电耗的企业。 如氯碱、工业硅、甚至还包括电解铝和多晶硅等，其单吨电耗普遍在万度以上。西北自备电约 在 0.25 元/度，新疆甚至可以低至 0.2 元/度以内，相比东部 0.65 元/度，无疑成本优势明显。 但其超额利润的本质还是来自于对电网端的套利，是特定历史时期的产物，未来可复制性不强， 只是存量产能的成本优势也会相对固化。 从纯化学角度看，煤焦化工艺以及由此衍生的电石法 PVC 路线成本竞争力极强，不但对油化工是 绝对碾压，相比气源地的低成本气头产能也不遑多让。而源于煤制气工艺的以甲醇、合成氨为代表 的一碳化工和气化工等价，但优于油化工，我国煤化工成本也仅高于中东和北美的低成本气化工。 相应其下游新兴的煤制乙二醇和己内酰胺从工艺路线看也很适合发展煤化工，全球范围成本看也是 极具成本竞争力，预计未来还有很大的成长空间。煤制烯烃则基本与油化工等价，可以认为是煤化 工在工艺路线适应性上的分水岭。西北地区上马这类项目尚有一定成本优势，东部沿海外购甲醇制 烯烃项目长期看就比较鸡肋了。整体而言煤制烯烃和油头产能在完全成本端并无本质区别，赚取的 都是景气波动带来的利润，在目前的景气下行期难有大的投资机会。只是因为煤化工现金成本很低， 生存能力比较强，所以市占率预计还会有所提升。而 C4 以上的更高碳链化工品以煤气化方式生产， 碳转化率上的损失太大，缺乏经济合理性。煤制油、煤制气和煤制乙醇等类油项目，本质上都是一 次能源内部转化，如果不考虑技术储备的战略价值，经济性并不强，相应也没有什么投资价值。