碳中和系列报告七:尿素大涨的启示

（以下内容从东方证券《碳中和系列报告七:尿素大涨的启示》研报附件原文摘录）
　　本文基于2021年11月08日发布的报告《碳中和系列报告七：尿素大涨的启示》 作者：倪吉/袁帅 1 引言 近期全球尿素价格大涨，主要原因是多家碳一化工品生产巨头因天然气价格暴涨或者供应短缺，不堪重压而关停产能导致供给收缩，如美国尿素FOB价格从年初的245美元/吨，快速上涨到近700美元/吨。从表象上看，这次暴涨是原料涨价推动的贝塔行情，但我们认为这背后实际反映着全球碳中和情境下，碳减排对化工行业成本曲线的重构已经开始从理论照进现实。在化工中举足轻重的碳一化工（尿素、合成氨、甲醇）的成本已经实质性受到碳中和的影响，而且未来影响预计会越来越大。这一趋势一来会开始向碳一化工相关的下游产品传导；二来对其他行业也将带来启示和警醒。 2 碳一产品暴涨的背后是什么？ 表面上看天然气需求增长、库存不足导致价格暴涨是尿素价格上涨的主要原因。然而天然气需求增长并不是新鲜事，10年以来有过两轮天然气大涨，第一次是2011年3月福岛核电站事故导致日本全面切换天然气能源；第二次是17年国内大气污染问题推动煤改气。我们在17年的深度报告《全球成本曲线结构变化导致尿素盈利中枢大幅回升》中就展望天然气需求增长会拉动天然气价格，进而推高气头尿素边际定价，但实际之后天然气供需表现较弱，几家海外气头尿素公司的盈利也一直处于较好水平。而近期天然气价格非常轻易就突破了历史最高位，我们认为如此剧烈的变化背后应当有更大的边际变化在驱动。 与历史对照，11-13年天然气需求增长是因为日本国土安全，17-18年是因为中国空气环境，虽然影响不小，但还都是区域性问题，而这一轮背后所驱动的则是全世界面临的共同挑战——碳中和。碳中和从两个层面影响了天然气价格，首先削减石化能源的长期目标和新冠疫情等多重原因导致全球石化资本开支不足，天然气供给增长较低，如美国天然气21年产量与19年基本相当，今年全球新投产的LNG产能远低于2019与2020年；同时全球需求回升，特别是中国为完成年度能耗与排放目标严格控制煤炭消费，导致东亚天然气需求大幅增加，21年前三季度中国LNG进口同比增长23%。 其次，欧洲能源需求回升，新能源发电不足，导致电价暴涨，不得不更加依赖燃气发电甚至燃煤发电，以至于欧洲在连续多年煤炭消费下滑之后，2021年煤炭需求出现暴增。然而，欧洲已经开始全面对碳配额进行拍卖，火电站发电需要购买碳配额，碳配额总额又非常有限，因此形成了能源供给不足-电价上涨-火电恢复-购买碳配额-碳配额暴涨的逻辑关系。而碳配额价格上涨反过来又强化了天然气边际定价，因为等热值天然气的碳排放仅有煤炭的一半左右，碳排放价格暴涨使天然气和煤炭的价差扩大，进一步加速了天然气上涨。 天然气暴涨对海外碳一化工企业造成巨大的经营压力，我们测算在7月开始欧洲气头尿素的成本已经超过产品价格，所以三季度雅苒、CF、OCI等多家尿素、合成氨企业宣布关停主要位于欧洲地区的工厂，这一情景非常类似2016年国内固定床尿素企业普遍亏损现金流而大面积关停的情形。过去几年，由于天然气价格较低，海外气头尿素企业相比国内煤头尿素一直具有一定竞争力。然而在双碳目标的影响下，天然气的减排价值和短期需求快速放大，使得气头尿素企业的成本大幅提升，可以说碳中和已经开始切实影响到化工品的成本曲线。 3 碳一化学及下游后续变化 我们在前期多篇碳中和系列深度报告中分析认为，碳达峰和碳中和的实现过程会大幅改变现有的化工成本曲线，本来这些推演都是偏长期视角，然而近期天然气导致的碳一化工品行业变化实际已经开始兑现这一逻辑。之所以会首先在欧洲的天然气化工上发生剧变，一是由于欧洲的碳达峰碳中和进程较快，大致领先其他地区十年左右；二是天然气主要表现的是能源品属性，而不是化工原料，能源领域的双碳进程也比化工更快；三是前期海外天然气价格较低，气头路线具有一定优势，且碳一化学品单价低，运输半径的经济性很重要，所以欧洲也占据不小的生产份额。那么在碳中和影响下，碳一化工后续会如何发展，我们认为将从两个方面展开。 3.1 短期看天然气价格支撑 碳中和的影响首先从天然气上暴露，因为天然气是碳减排初期最好的替代性能源。我们预计未来几年全球将持续面临总能源需求持续增长，而化石能源供给投资不足且新能源供给青黄不接的巨大矛盾。这将导致能源价格一直处于高位，类似今年欧洲电价暴涨，而碳配额价格的存在使得新能源回报率持续高于传统能源，从而激励新能源投资来替代传统能源。在这样的情境下，天然气由于单位热值的碳排放在化石能源中最低，成为了最好的短期阶段性选择。 虽然近期天然气价格过高，后续难免有所回调，但是对于未来几年天然气平均价格我们比较乐观。首先中国是全球天然气消费增长贡献最大的国家，2015年以来全球天然气需求增量有39%由中国贡献。国内2019年开始需求增速有所下滑，但是今年需求增速又回升到15%以上。而且今年上半年煤炭需求出现一波反弹后，又在能耗双控的影响下快速冷却，因此我们预计未来几年天然气需要同时应对能源的增量需求和存量替代需求，增速大概率还保持在15%以上，对应每年350-400亿方的增量。而国内供给近几年虽增速提高，但增量也仅有150亿方左右，后续也很难出现爆发，因此我们预计未来几年国内天然气每年进口增量还在200亿方以上。这部分需求增量将主要由LNG来满足，而中国2015年以来贡献了44%的全球LNG进口增量，从历史数据推算，未来全球LNG贸易增量需要达到每年400亿方（约2960万吨）以上，三年累计需要1200亿方（约8888万吨）。未来供给端潜在的重要增量包括俄罗斯北溪二号管道，如果能够投运，在满负荷情况下每年可向欧洲出口550亿方（4074万吨）天然气；另外全球LNG出口终端将新增共4600万吨能力，即使这些供给全部如期投放，预计全球天然气供需在三年内还将处于紧平衡状态。 如果LNG未来保持在8美元/百万英热，则尿素生产毛成本约2000元/吨（不含税），完成成本预计在2500元/吨左右（含税）；合成氨的生产成本约2750元，完全成本近3300元/吨（含税），这将比2020提升近1200元/吨。尿素主要用途是化肥，下游化工品用途很少，但合成氨是化工生产的基础原料，如海外产能占比较大的MDI、TDI等都需要消耗合成氨，合成氨成本上涨必然推动下游化工品成本上涨。而且天然气价格影响的不止是合成氨，海外甲醇、氢气等目前主要也都由天然气生产，我们测算LNG价格为8美元/百万英热的情况下，MDI和TDI的生产成本相比2020年将分别提升约1900元/吨和2900元/吨。 3.2 中长期看绿氨路线切换 中长期看，天然气不论在能源还是化工都只是阶段性解决方案，在碳达峰和碳中和过程中，虽然初期在一次能源中占比会快速提升，但很快也会开始下行。在能源领域，天然气最终可能以为光伏风电调峰的角色占据较小份额；在化工领域，天然气作为原料生产合成氨、尿素等碳一化学品的份额也会持续收缩，我们认为双碳情境下海外天然气在能源与化工领域的应用将逐步被绿氨路线替代，即以光伏风电电解水制得绿氢来生产的合成氨。 绿氨与传统天然气或煤化工路线的合成氨相比，最核心解决的就是碳排放问题。欧洲较早就开始研究绿氨的生产和应用，雅苒、Starkraft等大型化工和可再生能源公司已经在北欧建设商业化的绿氨生产工厂。欧洲非常重视绿氨并不只是考虑绿氨的化工用途，而是因为绿氨有望全面替代现有的船燃和火电燃料体系。未来一次能源中的电力和热力绝大部分都会被绿电替代，绿电的成本完全由自然资源决定，而风光自然资源充足的地区通常都不是能源需求量大的经济发达地区，所以需要承载传递绿电能量的方式。国内有很强的特高压输电体系，可以实现长距离电力输送，但欧洲、日韩等地区无法使用这一方式，所以就特别重视绿氨这样的能源介质。绿氨沸点较高，简单加压就可以液化，现有的LPG船就能直接用来运输液化得绿氨，绿氨液化后单位体积的能量密度虽然不如化石能源，但也略高于绿氢。更重要的是绿氨的液化成本、运输成本远低于氢气，所以即使绿氢转化成绿氨需要一定成本，绿氨的综合使用成本也低于绿氢。因此我们认为未来欧洲日本等国家会在能源领域大量使用绿氨，而化工领域也会同时实现绿氨对传统合成氨的替代。 绿氨与传统合成氨相比的问题就是生产成本较高，目前光伏电价的世界记录已经低至1.04美分/度，但这显然不是普适情况。按照每度0.15元的价格测算，则绿氨的生产完全成本大约在2750元/吨，加上海运费等将超过3000元/吨。从能源角度看，同样热值情况下相当于7400元/吨左右的LNG和LPG，虽然价格不低，但也可以接受。从化工角度看，这一成本与8美元/mmbt的天然气路线相当，但是如果考虑碳配额价格（按碳价60欧元/吨），则绿氨将体现明显优势，这也让使用合成氨的下游化工企业有动力用绿氨作为原料。实际上3000元/吨的绿氨成本是假设充分规模化以后的成本，在路线切换过程中，绿氨的价格大概率也会明显高于这一价格，来激励供应端扩张。 4 投资建议 我们认为欧洲更为领先的碳达峰碳中和进程已经彻底重构了碳一化工，特别是合成氨与尿素的全球成本曲线，短期天然气需求增长与中长期绿氨路线切换将使合成氨和尿素的价格维持在远高于历史的水平。由于国内双碳时间节点晚于欧洲，我们认为国内尿素与合成氨企业，如华鲁恒升、四川美丰、鲁西化工等将享受一段时间的套利期。能够长期受益的是万华化学这样产品MDI与TDI的竞争对手较多产能在欧洲，而公司自身氢气与合成氨大量来源于轻烃化工的产业链构成。在双碳情境下，自身成本端没有明显变化，产品价格则受益竞争对手成本提升。 5 风险提示 1）碳中和政策变化：全球碳中和目标是能源和化工行业变革的根本原因，如果碳中和政策发生变化，则能源和化工行业的发展也会发生巨大变化。 2）能源品价格不符预期：石油与天然气是目前全球最重要的能源品，定价因素非常复杂，如果价格变化不符预期，会对下游化工品如尿素、合成氨、MDI、TDI等的成本造成影响。 重要提示：本订阅号为东方证券股份有限公司（以下称“东方证券”）研究所化工研究团队运营的唯一订阅号，并非东方证券研究报告的发布平台, 本订阅号仅转发东方证券已发布研究报告的部分内容或对报告进行的跟踪与解读。通过本订阅号发布的资料仅供东方证券研究所指定客户参考。因本订阅号无法设置访问限制，若您并非东方证券研究所指定客户，为控制投资风险，请您请取消关注，请勿订阅、接收或使用本订阅号中的任何信息。东方证券不因任何单纯订阅本公众号的行为而将订阅人视为客户。 免责声明：本订阅号不是东方证券研究报告的发布平台，本订阅号仅转发东方证券已发布研究报告的部分内容或对报告进行的跟踪与解读, 订阅者若使用本订阅号所载资料,有可能会因缺乏对完整报告的了解或缺乏相关的解读而对资料中的内容产生理解上的歧义。提请订阅者参阅东方证券已发布的完整证券研究报告,仔细阅读其所附风险提示、各项声明及信息披露,关注相关的分析、预测能够成立的关键假设条件,关注投资评级和证券目标价格的预测时间周期,并准确理解投资评级的含义。订阅者如使用本资料,请与您的投资代表联系。 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