迅速增长的美国烃类气体液产量

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以乙烷、丙烷为主的烃类气体液产量和出口增长迅速，页岩革命成功后的美国油气行业，也正在改变世界石油化工行业的竞争格局。

王能全

近年来，世界石油化工行业一个非常引人注目的现象，就是作为世界第一大石油和天然气生产国的美国，乙烷和丙烷的产量不断增加，除美国本土正在大力建设以乙烷等为原料的制烯烃项目外，包括我国在内的世界其他国家和地区，也大量从美国进口丙烷和乙烷，建设以这些轻烃为原料的制烯烃项目，世界石油化工行业的原料来源和竞争格局正在发生重大的改变。

依据美国能源信息署的有关资料，本文将介绍近年来美国烃类气体液生产的情况，较为详细地分析当前美国烃类气体液的产量、消费、运输、价格和未来趋势等，以便为当前和未来一段时间石油石化行业提供有益的借鉴和参考。

一、烃类气体液的产量增加迅速并将维持长期增长

根据美国能源信息署2020年6月30日的最新统计数据，2020年4月，美国烃类气体液的产量为519.4万桶/天。其中，天然气处理厂液为493.4万桶/天，具体包括乙烷176.6万桶/天，丙烷169.1万桶/天，正丁烷49.2万桶/天，异丁烷41.3万桶/天，天然汽油57.3万桶/天；炼油厂烯烃为26万桶/天。

2019年，美国烃类气体液的产量为509.1万桶/天，其中天然气处理厂液为481.3万桶/天，包括乙烷182.5万桶/天，丙烷158.5万桶/天，正丁烷43万桶/天，异丁烷41.8万桶/天，天然汽油55.5万桶/天；炼油厂烯烃为27.8万桶/天。

2018年，美国烃类气体液的产量达到500万桶/天的水平，比2017年增加超过50万桶/天，增长了13%，占美国石油总产量的四分之一以上。

自2010年以来，美国烃类气体液产量的增加，主要来源于国内天然气产量的增长。2018年，美国天然气井口产量为1013亿立方英尺/天，较2010年增长38%，创历史最高水平。随着天然气产量的增长，天然气处理厂产生的烃类气体液所占的份额越来越大，从2010年的约75%上升到2018年的近90%。

天然气处理厂产生的烃类气体液，被称为天然气处理厂液（NGPL）。天然气处理厂液是与天然气一起生产并在天然气处理厂回收的轻质碳氢化合物，这些碳氢化合物包括乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和天然汽油等。天然气处理厂液主要用作大宗化工行业的原料，其中乙烷几乎完全用于石油化工产品的生产；大约40%的丙烷用于石化产品，其余用于加热、谷物干燥和运输；大约67%的丁烷和天然汽油，用于与汽车汽油和燃料乙醇的混合，其余用于石化产品和作为溶剂。

原油精炼过程中也能产出这些碳氢化合物，其中包括炼油厂烯烃和炼油厂液化石油气（LPG）。炼油厂生产的烃类气体液比例较小，自2010年以来，美国炼油厂烃类气体液的产量一直相对平稳，平均为63万桶/天。2017年，美国炼厂加工产生的这一类碳氢化合物仅占美国烃类气体液总产量的8%多一点，其余近92%来自天然气处理厂。

乙烷和丙烷占美国烃类气体液产量的三分之二。2018年，乙烷产量达到171万桶/日，比2017年增长20%。乙烷是最轻的烃类气体液，在一定范围内可以留在天然气处理厂处理过的天然气中，这一过程称为乙烷回注；如果乙烷的价值足以支付生产和向市场销售的额外成本，乙烷就可以在天然气处理过程中分离出来，作为商品进行销售。

2018年，乙烷的需求是由石化行业使用量的增加而推动的。石化行业将乙烷转化为乙烯，用于生产塑料、树脂和许多消费品生产的纤维。2018年，美国投产了几套新的石化裂解装置，其中雪佛龙菲利普斯化工公司和埃克森美孚公司的装置，每天约处理9万桶乙烷作为原料；因多拉玛合资公司的裂解装置，规模不大，估计每天消耗2万桶乙烷作为原料。

国际上对乙烷的需求在不断增加，每天5万桶输往加拿大的乌托邦输油管道投产，增加了乙烷出口的能力。

丙烷产量从2017年的154万桶/天，增长到2018年的170万桶/天，增长了10%。在住宅和商业部门，丙烷用作取暖和烹饪燃料，在工业部门用作石化原料，美国国内对丙烷需求的变化主要是由天气和消费驱动的，近几年丙烷的年需求量基本持平。

2018年，美国丁烷、天然汽油和炼油厂烯烃的产量也有所增加，普通丁烷、异丁烷和天然汽油的国内市场增长相对缓慢。除了需求增长强劲的石化行业外，美国国内市场消耗烃类气体液的能力没有跟上供应增长的步伐，国际市场已经成为美国烃类气体液生产增量增长的首选目的地。烃类气体液的出口一直在快速增长，特别是丙烷，比2017年增长了14%。2018年，美国近三分之一的烃类气体液产品用于出口。

2018年，烃类气体液约占美国石油消费总量的15%，达到创纪录的每天300万桶，比2008年增长47%。

丙烷是美国最常见的和消费最多的烃类气体液产品之一。美国住宅和商业部门在冬季使用更多的丙烷，主要用于空间取暖。在丙烷价格相对较低的夏季，工业部门（尤其是化学工业）会使用更多的丙烷，只有少量丙烷用于运输。丙烷是唯一的烃类气体液产品，普遍用于所有四个最终用途的部门，其他烃类气体液产品认为主要用于工业部门。

美国能源信息署预计，美国天然气处理厂液的产量在2018年至2050年间将增长了32%，达到每天580万桶，增产的大部分来源于东部地区的阿巴拉契亚盆地，西南部地区的二叠纪盆地。预计在2050年美国天然气处理厂液中，乙烷和丙烷分别占总产量的42%和30%，其中东部地区乙烷产量约占50%，而2018年这一比例还不到40%。

二、烃类气体液生产地主要集中在六个地区

随着水平钻井和水力压裂技术的日益普及，美国天然气处理厂液的产量显著增加，从2012年的250万桶/天增加到2018年的430万桶/天。

近四分之三的美国天然气处理厂液集中产自六个地区。2017年，二叠纪、鹰滩和阿巴拉契亚地区的天然气处理厂液，占美国总产量的一半以上。另外，四分之一的天然气处理厂液产量位于其他三个地区：俄克拉荷马州西部和德克萨斯州的阿纳达科盆地;北达科他和蒙大拿东部的巴肯地区;还有位于犹他州、怀俄明州和科罗拉多州的落基山脉西部地区的格林河、皮肯斯、乌因塔和帕拉多克盆地。

自2012年以来，随着天然气产量的增长，所有地区的天然气处理厂液产量都普遍增加。增幅最大的是阿巴拉契亚北部地区，该地区的产量从2012年的4.3万桶/日增加到2017年的51.2万桶/日；2012年至2017年，德克萨斯州西部和新墨西哥州东南部的二叠纪盆地和德克萨斯州南部鹰滩地区的天然气处理厂液产量都翻了一番；巴肯地区的天然气处理厂液产量增加了两倍多。

天然气在进入州际天然气管道之前需要处理，未净化天然气或天然气湿气包括甲烷（输送天然气的主要成分）以及天然气处理厂液，如乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和天然汽油。从天然气湿气中除去水、硫化氢和二氧化碳等杂质后，包含有天然气处理厂液的混合气体将被运送到处理厂进行进一步处理，处理厂将天然气处理厂液分离成不同的商品。

在大多数生产地区，天然气处理厂液必须通过管道运输到处理中心，如德克萨斯州的蒙特贝尔维尤、堪萨斯州的康威，这两个处理中心都是天然气处理厂液的储存、分销和定价中心。阿巴拉契亚北部，是少数几个在同一地区处理天然气处理厂液的地区之一。

2017年，美国从天然气中提取的天然气处理厂液体积加权平均产量，为84桶/百万立方英尺。其中，巴肯地区的天然气处理厂液产量最高，平均为143桶/百万立方英尺；来自二叠纪和鹰滩的天然气处理厂液产量分别为95桶/百万立方英尺、107桶/百万立方英尺；落基山脉西部的天然气处理厂液产量为31桶/百万立方英尺，是世界上天然气中天然气处理厂液含量最低的地区。除非缺乏处理湿气和将液体气输送到市场的基础设施，否则生产商通常会优先生产较富裕地层的天然气，以最大限度地提高天然气处理厂液的产量。

从2019年1月到2020年4月，有15个输送烃类气体液管道项目投入使用。美国现有的输送烃类气体液的管线，既可以输送一种或多种已分离的产品，如乙烷或丙烷，也可输送被称为Y级的未分离混合物。2019年1月至2020年4月完工的烃类气体液输送管道，都是Y级的，其中的大部分项目是将Y级烃类气体液混合物，从位于德克萨斯西部和新墨西哥州东部的二叠纪盆地生产区，输往墨西哥湾沿岸。在目的地，未分离的Y级烃类气体液，被越来越多的处理厂分离或提纯为商品。处理或分离后的产品，要么被储存起来，由全美各地的炼油厂和化工厂消费，要么出口海外。将烃类气体液输送到墨西哥湾沿岸的这些新管道项目，包括大奖赛管道、新橡树管道和EPIC管道等。

三、烃类气体液的价格走势

2020年3月中旬至4月底，3月份原油价格的快速下降，天然气价格相对平稳（且处于历史低位），这两个因素将烃类气体液的现货价格压缩至一个狭窄的价格区间。自那以后，随着原油价格的上涨和天然气价格的持续走低，这一相对狭窄的区间有所扩大。一般来说，烃类气体液的价格基于其热值，处于天然气价格（下限）和原油价格（上限）之间。

按热值计算，天然气处理厂液的售价通常高于甲烷，因为它们是根据原油衍生燃料定价的，这些液体产品的产量可能会因原料天然气的组成、处理厂提取天然气处理厂液的技术、天然气处理厂液市场价格和需求（尤其是乙烷）而有所不同。随着美国天然气处理厂液产量的增长，部分天然气处理厂液产品，既在国内销售也销往国际市场。

燃料的热值，反映的是一个物理量的能量，如一桶原油或一立方英尺天然气燃烧释放的热能量。乙烷，是最轻的烃类气体液，其热值约为280万英热单位/桶。

一般来说，乙烷的热值与天然气相当。乙烷有两个碳原子，比天然气的主要成分甲烷多一个碳原子。乙烷供应的增长速度，超过了石化工业将其作为原料消耗的能力，剩余的产量被留在天然气流中（通常称为回注），这往往会略微增加每一立方英尺天然气的热值。

丙烷是第二轻的烃类气体液，有3个碳原子。由于它可以很容易地替代其他燃料，如空间取暖、交通运输或石化原料，因此丙烷与其他石油产品的相似程度越来越高。与其他石油产品和国际丙烷市场相比，美国国内丙烷的过剩以及出口的高昂运输成本，导致了美国国内丙烷只能打折销售。

烃类气体液中更重的产品，价格通常更接近原油。正丁烷和异丁烷广泛用于冬季车用汽油调合，是生产高辛烷值汽油的调合组份。天然汽油是烃类气体液中最重的一种，它至少含有五个碳原子，可以全年混合在汽车汽油中，也可以作为变性剂与乙醇混合（这使得乙醇不适合人类消费）。在环境温度和压力下，天然汽油是液体，所以更容易运往海外。按热值计算，天然汽油的价格通常接近于原油。