2016年全球碳行业市场需求及发展趋势预测【图】

    碳构成的煤、石油、天然气是化学工业的原料，同时又是目前人类最重要的能源来源。 目前全球煤炭年消费量约 80 亿吨，其中化工行业使用仅占 6%。全球石油年消费量约 42 亿吨，其中化工行业使用仅占 12%。 全球天然气年消费量约 3.4 万亿方，其中化工行业使用仅占 4%。

全球煤、石油、天然气主要用途

    2014 年全球日均消费石油 9200 万桶，合年 42 亿吨，2004 年至 2014 年十年中，年复合增长率 0.8%。 2014 年全球消费天然气 3.4 万亿立方，合石油 31 亿吨，2004 年至 2014 年十年中，年复合增长率 2.3%。2014 年全球消费煤炭 80 亿吨，合石油 39 亿吨，2004 年至 2014 年十年中，年复合增长率 2.9%。2014 年全球消费核能合石油 5.7 亿吨，2004 年至 2014 年十年中，年复合增长率负 0.8%。2014 年全球消费水电合石油 8.8 亿吨，2004 年至 2014 年十年中，年复合增长率 3.3%。2014 年全球消费可再生能源合石油 3.2 亿吨，2004 年至 2014 年十年中，年复合增长率 15.4%。

全球能源需求（百万吨）

    2014 年的全球能源消费中，石油占 33%，天然气占 24%，煤炭占 30%，核能占 4.4%，水电占 6.8%，其他可再生能源占 2.5%。 全球能源的基石仍是煤、石油和天然气，三者合计占了全球能源消费的 87%。然而基石也并非是江山永固的，尤其是全球最重要的能源命脉——石油近十年消费的年复合增长只有 0.8%。
    传统的煤、石油、天然气供给在此不赘言，近年来对能源和化工原料供给格局最大的颠覆就是美国页岩油气的革命，特别是 美国页岩气的开发，对化工影响尤甚。 在页岩气出现之前，2000 年到 2006 年美国天然气总产量在 24 万亿立方英尺上下小幅波动，总体平稳。从 2007 年页岩气开 始产出后，产量快速增长，到 2013 年已经年产 12 万亿立方英尺，占美国当年天然气总产量的 40%。

美国天然气产量（十亿立方英尺）

    美国页岩气产量自 2007 年呈现高增长后，到 2015 年国际油价大幅下跌，部分高成本产能难以为继，产量有所降低，但至目 前总体下降幅度不大，比历史最高峰时下降了 2.4%。

美国页岩气各区块每月日均产量（十亿立方英尺/天）

    天然气的主要成分是甲烷，甲烷含量在 95%以上的称为“干气”，甲烷含量 95%以下，富含 C2、C3、C4 等成分的称为“湿 气”。美国的页岩气中湿气比重高。气井产出分离后，得到 85%~95%的甲烷，5%~15%的天然气凝析液（NGL）。 NGL 主要 成分是 C2、C3、C4 等。

    NGL 经分离，大约可得到 41%乙烷、28%丙烷、17%丁烷和 14%的汽油。除用作燃烧能源外，乙 烷可以脱氢制乙烯，丙烷可以脱氢制丙烯，而乙烯和丙烯是重要化工原料，可以向下游做多种延伸。

美国天然气凝析液下游产业链

    从上世纪 90 年代到 2006 年，美国传统天然气生产的 NGL 产量在每年 600 万桶上下波动。2007 年开始，由于页岩气产量的 不断增加，NGL 产量也持续快速上升，到 2014 年产量已经超过 1100 万桶。

美国 NGL 产量（百万桶）

    美国 NGL 价格随着全球油气价格下跌而持续下行，而其产量又在高速增加，所以价格下跌幅度超过原油。美国 NGL 与 WT 原油现货价格的比值由 1 下降到 0.6。

美国 NGL 价格（美元/百万英热）

美国 NGL 与 WTI 原油现货价格比值（同等英热）

    美国页岩革命副产的 NGL 快速增长，供应了大量价格低廉的乙烷和丙烷，这已经给美国的化工行业带来深远影响。并且美国 正在增加乙烷和丙烷的输出，将这个影响扩展到全球化工行业。2007 年页岩气产量快速增长后，美国的丙烷、丙烯出口量也 随之高速增长，从 2007 年的 1500 万桶增长到了 2015 年的 2.2 亿桶。同时，美国 NGL 副产的乙烷在国内也已经开始过剩， 准备瞄准国际市场，2014 年出口 1400 万桶，2015 年出口了 2400 万桶。各国的贸易商正在摩拳擦掌，订造新的乙烷运输船， 未来美国的乙烷出口也将迎来快速增长。

美国丙烷丙烯、乙烷乙烯的出口（百万桶）

    绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动 物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或 在机体内贮存。动、植物死后，残体中的碳通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。 一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热 能和压力作用下转变成矿物燃料──煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧 化碳排入大气。人类消耗的大量矿物的燃料对碳循环有着重大影响。
    大气圈中约储碳 7550 亿吨，海洋中储碳 38 万亿吨，地球上植物的光合作用每年吸收碳 1100 亿吨，但也会由植物和土壤的 呼吸作用将等量的碳的还回大气圈。人类每年燃烧化石能源向大气中排放碳 60 亿吨，虽然相对于大气、海洋中的碳总量微乎 其微。但是自然界的碳循环原本处于平衡状态，人类额外排放的碳虽然每年总量不多，却会在大气圈中累积。

全球碳循环（十亿吨/年）

    人类活动造成的额外碳排放主要包括化石燃料燃烧和毁林造田。化石燃料燃烧每年排碳从 1960 年的 25 亿吨增长到 2014 年 的 98 亿吨，增长从未停止。而毁林造田造成的碳排放在减小，从 1960 年的 15 亿吨减少到 2014 年的 11 亿吨。人类排放的这些碳由于碳循环的作用，沉积在大气圈、陆地和海洋中。相比于 1960 年，陆地和海洋每年沉积的碳在持续增长，但增速较低。每年留存于大气圈中的碳不断增加，1960 年大气沉积了 20 亿吨碳，2014 年增加至 39 亿吨。

人类碳排放与大气、海洋、陆地吸收（十亿吨/年）

    十八世纪后半期工业革命爆发之后，人类造成的碳排放急速增加，到今天已经每年排碳近 100 亿吨。自然界碳循环中额外的 这部分排放，一部分被陆地和海洋吸收，另一部分在大气圈中逐渐累积增多。大气中的 CO2 浓度已经由工业革命前的不到 300 PPM 上升到今天的 400 PPM。大气中 CO2 浓度的升高，引发全球对温室效应的担忧。

人类碳排放（百万吨/年）和大气 CO2 浓度（PPM）

    人类的工业革命至今不到两百年，但在地球的地质年代中只是沧海一粟，在更长的历史长河中，地 球也多次经历了气温上升。今天我们观察到的碳排放增加、大气 CO2 浓度提高与全球升温是否有必然的因果关系，还是只是 同时发生的不相关事件，尚有争论。但是目前，全球已经一致认可降低 CO2 排放的努力方向，并将通过经济手段限制 CO2 排放。碳税的加入，无疑将影响化工行业中不同原材料技术路线的成本竞争力。

    相关报告：智研咨询发布的《2016-2022年中国碳行业市场深度调研及投资前景分析报告》