天然气：海外天然气进口对国内化肥保供稳价的影响

专题报告 2024-08-02 天然气：海外天然气进口对国内化肥保供稳价的影响 报告要点： 李晶 首席分析师 从业资格号：F0283948交易咨询号：Z00154980755-23982459 lijing@wkqh.cn 化肥主要有氮肥、磷肥和钾肥,而尿素作为最常用的氮肥,也是最大的化肥品种，其价格以及供应的稳定对农业生产具有重要意义。国际市场上尿素装置基本上以天然气制为主，主要是因为海外天然气资源较为丰富，原材料易于获取，供应有保障。另外天然气装置在生产规模与产品质量上更有优势，在天然气大涨之前其生产成本相对偏低，但当前随着能源危机的爆发，国外天然气大涨，天然气制尿素的成本也跟着水涨船高。虽然国内尿素以煤制为主，但气制工艺占比接近三成，天然气价格的变动对尿素也有重大影响。 徐绍祖（联系人） 能化研究员 从业资格号：F031150610755-23982459 xushaozu@wkqh.cn 全球尿素产能接近2.5亿吨，国内目前产能超7000万吨，约占全球总产能的30%，美国尿素产 能将近1300万吨，排名全球第四。美国作为全球第三大尿素进口国，其年度尿素进口量超600万吨，可见美国对尿素的生产与需求对全球尿素的供需格局起到至关重要的作用。我国尿素目前为净出口，国际尿素的价格变动会使得内外价差扩大与缩小从而影响国内尿素出口的积极性最终国内尿素的供需平衡。因此由此可以发现，美国天然气价格的变动将直接影响全球天然气价格的走势，从而导致国际尿素成本的变动进而影响国际尿素供需平衡，最终国际供需变动也将影响到国内尿素价格的情绪与供需的变化。这使得美国天然气价格的研究显得尤为重要。 BP于2024年7月公布的年度能源展望，根据三种情景假设，尽管2030年以后电能将成为全世 界最主要的能源，但2030年以前，天然气仍将扮演至关重要的角色。美国作为全球最大的天然气生产国，其天然气产量占全球总量的近25%。众所周知，美国天然气产业的快速发展得益于页岩气革命，特别是水力压裂和水平钻井技术的应用，使得天然气产量大幅增加。此外，美国天然气市场具有高度市场化、竞争激烈和自由价格的特点，这些因素共同推动了美国天然气产业的繁荣。供应方面来说，得益于技术创新，特别是水平钻井和水力压裂技术，美国在页岩气开发上取得了革命性突破。美国天然气产业经历了从垄断到市场化的发展过程，形成了活跃的市场主体和开放竞争的国内市场环境。美国天然气产量持续增长，2022年产量增长了4%，达到历史新高，其中阿巴拉契亚、二叠纪和海恩斯维尔地区是主要产区。天然气供应基础设施发达，包括广泛的管道网络和储气库，保障了供应的稳定性和灵活性。 需求方面，美国天然气消费量在2022年也创下了历史新高，增长了5%，其中电力行业是最大的消费领域，占比达到38%。天然气需求的季节性特征明显，冬季由于供暖需求增加，夏季则因空调使用而需求上升。新能源发展弱于预期和市场用电量的持续增长，支撑了天然气需求的稳步提升。出口方面，美国已成为全球重要的天然气出口国，2022年超越卡塔尔和澳大利亚，成为世界最大的液化天然气出口国。液化天然气(LNG)出口的增长，加强了美国在全球能源市场的影响力，并为国内天然气产业的发展带来了新的机遇。 综上所述，美国天然气产业以其高度市场化、技术先进、基础设施完善和政策支持等特点，在全球能源市场中占据重要地位，并持续影响着全球天然气的供需格局。由于中国作为全世界前列的天然气消费高，进口来源的分散化显得尤为重要，目前从美国的进口量正在逐年大幅递增，未来美国至中国的天然气或将成为影响中国市场的重要变量。 （一）尿素 尿素作为最重要的氮肥，是由碳、氮、氧、氢组成的白色晶体有机化合物。尿素主要用于施肥，约有70%以上的尿素直接或间接作为肥料，尿素作为一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，主要为作物提供氮元素。除了化肥需求之外，尿素工业需求部分主要有脲醛树脂、三聚氰胺、电厂脱销、车用尿素等几个领域。 尿素生产工艺中煤制工艺占比70%以上，其中包括成本较高的固定床工艺和成本较低的新型水煤浆工艺，固定床工艺采用无烟煤，其原料价格较高，导致成本高企，固定床工艺占比将近33%。而其他煤制工艺以无烟煤和褐煤为主，其成本相对较低。 国际上尿素装置基本上以天然气制为主，主要原因为国外天然气资源较为丰富，原材料易于获取，供应有保障。另外天然气装置在生产规模与产品质量上更有优势，在天然气大涨之前其生产成本相对偏低，但当前随着能源危机的爆发，国外天然气大涨，天然气制尿素的成本也跟着水涨船高，当前国外气制尿素成本明显高于国内煤制尿素。 美国尿素产能将近1300万吨，排名全球第四。美国作为全球第三大尿素进口国，其年度尿素进口量 超600万吨，可见美国对尿素的生产与需求对全球尿素的供需格局起到至关重要的作用。 图1：国内尿素分工艺产能（%）图2：国内尿素产能分布（%） 数据来源：五矿期货研究中心数据来源：五矿期货研究中心表1：全球尿素产能分布（百万吨） 数据来源：五矿期货研究中心 从尿素下游需求来看，直接施肥占比高达50%以上，复合肥占比将近17%，其余将近30%为其他工业需求。对于国内来说，6-10月为全年需求旺季，其中4-7月为全年需求量最大的月份，尿素需求量占全年总量的40%，主要包括5月前后春季作物底肥以及6、7月份的玉米追肥需求。10月中旬之后农需基本结束，尿素开始步入淡季。 全球范围来看，化肥需求占比最大的国家分别为中国、印度、美国、巴西，四个国家合计化肥需求占全球1/2以上。我国3月开始进入化肥的需求旺季，一般持续到7月底，而印度的需求旺季滞后于我国两到三个月，主要集中在6-10月份，印度为主要尿素进口国，在进入8、9月份后，我国尿素需求逐步进入淡季，在往年出口放开的情况下，国内需求淡季对应的就是出口旺季，一般出口量会出现季节性回升。美国相较于我国旺季提前约一个月左右。拉美地区用肥旺季主要在8-9月份。 表2：尿素农需季节性 数据来源：五矿期货研究中心 （二）尿素原料 天然气作为的氮肥的生产原料之一，其占比达到30%，而国际氮肥原料来源几乎都为天然气，其价格的波动对于氮肥有明显的影响。今年在能源供应紧张的背景下海外尿素装置就曾因缺乏天然气的供应而导致停车，引起国际尿素市场的极度紧缺从未导致我国尿素价格跟随水涨船高，使我国化肥的保供稳价面临挑战。 虽然国内尿素能够自给自足且有部分可以出口，但是一旦内外价差扩大，出口有利可图，国内出口商便会积极出口，虽国内可以对出口采取限制性措施，但仍难避免国内价格跟随走强。 我国作为农业大国，农业生产对化肥的需求巨大。保障化肥生产用天然气的供应，对于化肥的正常生产以及满足农业生产需求、提高农作物产量具有重要意义。 图2：全球天然气产量及增速（10亿立方米）图3：全球天然气产量占比（%） 数据来源：五矿期货研究中心数据来源：五矿期货研究中心 截止2023年底，全球天然气产量突破4.28万亿立方米，其中美国成为全球第一天然气生产国，占全球天然气总量的近四分之一。2024年，根据EIA预估全球天然气产量有望突破4.37万亿立方米，其中美国天然气产量可达到1.07万亿立方米，继续维持全球天然气供应端绝对话语权。 虽然中国进口美国天然气绝对量仅排在第五位，但是随着国际地缘等因素影响，天然气来源的分散化变得尤为重要，2023年中国从美国进口液化天然气LNG量同比增长58%，2024年上半年同比增长56%，如此快的增速足以证明美国天然气未来将对中国天然气价格的影响至关重要。因此分析美国天然气势在必行。 (三)全球天然气展望 BP于2024年7月公布的年度能源展望，根据三种情景假设： 1.Acceleratedscenario(加速情景): 在加速情景下，天然气需求可能会迅速下降，因为更多的能源将来自于可再生能源(如太阳能和风能)，以及更高效的能源使用和更快的电气化进程。 2.NetZeroscenario(零排放情景): 在净季排放情景下，天然气需求也会显著下降，但可能仍然存在一定的需求，特别是在难以完全电气化的行业中，同时需要配合碳捕获和封存技术。 3.NewMomentumscenario(新动能情景) 在新动能情景下，天然气需求可能相对稳定，甚至有所增加，因为天然气在一些发展中国家被视为一种相对清洁的化石燃料，能够在逐步减少煤炭和石油使用的过渡期中发挥作用。 尽管2030年以后电能将成为全世界最主要的能源，但2030年以前，天然气仍将扮演至关重要的角色，尤其是在“新动能情景”下用量只增不减。所以美国作为全球最大的天然气生产国，其天然气产量占全球总量的近25%，将对全球天然气格局有着至关重要的影响。 图4：三种情景下的全球能源消耗量展望（EJ）图5：三种情景下的全球能源消耗量分类（EJ） 数据来源：BP、五矿期货研究中心数据来源：BP、五矿期货研究中心 (四)美国天然气供应端 美国天然气供应端集中在中南部及东北部地区，美国天然气的主要产区具有各自的特点，以下是一些主要产区的详细介绍： 从总量上看，美国2023年生产井口气45633Bcf，处理后生产干气37883Bcf，本国消费天然气32507Bcf，不包括开采、处理、运输环节29314Bcf。供给侧来看，由于2023年详细数据尚未统计完毕，以2022年 口径计算，前8大的得克萨斯（TX）、宾夕法尼亚（PA）、路易斯安那（LA）、西弗吉尼亚（WV）、俄克拉荷马（OK）、新墨西哥（NM）、俄亥俄（OH）和科罗拉多（CO）总干气产量占比达89%，其中TX和PA占比分别高达25%和20%。全美7个主要的致密油和页岩气生产区域，其中以Appalachia、Permian、Haynesville的天然气产量较高。美国主要天然气生产区域和生产州的地理分布高度重合，大体分布在2片，一片是东北部的阿巴拉契亚山区，另一片是围绕得克萨斯州的中南地区以及邻近的落基山区。 图6：近10年全球天然气产量及分布（Bcm） 能源化工研究|天然气 数据来源：五矿期货研究中心 图7：2023年美国各州干气产量、消费量及盈余（Bcf）图8：美国主要生产区域图 数据来源：EIA、五矿期货研究中心数据来源：EIA、五矿期货研究中心 (五)美国天然气需求端 由于先进的开采技术及良好的天然气管道系统，美国不但是全球第一生产国，也是全球第一消费国。因此美国的天然气消费特征也至关重要。 需求侧来看，前8大的德克萨斯（TX）、加利福尼亚（CA）、路易斯安那（LA）、宾夕法尼亚（PA）、佛罗里达（FL）、纽约州（NY）、俄亥俄（OH）和伊利诺伊（IL）总消费量占比50%，其中TX占比高达15%，其余各州占比4%-6%。与供给侧相比呈现明显更加分散的特征。显而易见，各州天然气消费量主要与当地经济和人口体量相关，其次取决于当地的天然气产量。以下8州除LA外分列全美GDP排名前7。从地理角度分析，美国主要的天然气消费区域可分为5片，分别是阿巴拉契亚山区以东的新英格兰地区（PA、NY等）、阿巴拉契亚山区以西的大湖地区（OH、IL等）、东南地区（FL等）、围绕得克萨斯州的中南地区（TX、LA等）以及太平洋沿岸地区（CA等）。 同时由于气候状况、天然气资源禀赋等因素上的差异，各区域的天然气消费结构和季节性特征也有较 为明显的区别。南部的TX、LA、FL三州由于更低的纬度和更高的气温，采暖需求有限，居民与商业消费的绝对值和占比均较低。TX与LA同时也是天然气生产重镇，天然气化学工业和LNG出口产业发达，天然气开采、处理、运输、化学生产和出口液化（液化耗能计入，出口量不计入）等环节消耗天然气较多，因此工业消费的绝对值和占比较高，这一点在经济体量较小的LA尤为明显。TX与FL的发电消费占比较高，导致全年天然气消费呈现出明显夏强冬弱的季节性特征。北部和西部各州的天然气消费结构较为均衡，一般呈夏季与冬季的双峰分布，北部的NY、IL等州冬季消费明显高