中国船用燃料油生产供应合理规模及经济性提升分析

刘初春，边振昱，刘诗炜

( 1.大连西太平洋石油化工有限公司；2.珠海振戎有限公司）

炼油是石油化工的重要一环，是国家能源安全、经济社会发展的重要保障，建立门类齐全、自我保障能力强的炼化体系是国家行稳致远的根基。然而，船用燃料油作为海上运输的主流动力能源，长期以来被中国炼油行业认为是低端且无足轻重的产品，政府、行业对其若即若离，始终鼓励和引导企业以“吃干榨尽”的方式利用原油资源生产轻质成品油（汽油、煤油和柴油）或化工原料为目标，对船用燃料油的研究和生产投入相对薄弱。因此，基于船用燃料油产品的品质特点、市场需求等情况，充分认识船用燃料油生产的经济性，分析确定中国炼油行业生产供应的合理规模，为国家制定相应政策提供依据，助力保障国家能源安全、实现“双碳”目标，对国家和炼油业发展具有重要意义。

1 船用燃料油的性质及计价特点

1.1 船用燃料油的性质

因船舶（尤其重载船舶）普遍采用低转速、大功率发动机，其燃料使用柴油类馏分油，适应比柴油更劣质的馏分，且粘度较大的馏分更适合发动机使用，允许较高含量的金属等其他杂质存在，这种低标准要求，可以降低燃料的生产成本，从而降低船舶的燃料费用[1]。表1是国际海事组织（IMO）制定的船用燃料油国际标准。

表1 RMG180、RMG380船用燃料油国际标准

1.1.1 馏程重且宽

船用燃料油对馏分馏程没有限制，从密度、粘度、倾点、残炭的指标看，容许船用燃料油由低硫减渣、脱硫减渣、减粘渣油、焦化蜡油、其他蜡油等重馏分及各种馏分油调和而成，通过闪点约束轻馏分含量，通过密度约束多环芳烃的含量。馏程范围非常宽，调和具有灵活性。

1.1.2 硫含量仍然较高

尽管国际海事组织从2020年1月1日起对船用燃料油标准进行了质量升级，硫含量指标从原来的3.5%下降至0.5%，相比其他成品油（各国汽、柴油硫含量指标大多≤0.001%），船用燃料油仍属于高硫产品，这可以降低生产过程的脱硫成本。

1.1.3 可容许高的杂质含量

船用燃料油容许较高含量的有害物质（例如金属、灰分、残炭等）存在，这就为原油渣油馏分、催化裂化油浆馏分通常存在的有害物质提供了一个转移和容纳的场所，降低了脱金属、脱灰分、脱残炭的成本。

1.2 计价方式差异

与其他成品油（汽油、柴油、航空煤油）不同，国际市场上船用燃料油通常都以重量计价，这种计价方式不能直观反映船用燃料油与原油、其他成品油的性价比，尤其在中国原油、炼厂产品、成品油零售产业链计价方式不统一的情况下。以RMG 380低硫船用燃料油不同密度、品质、吨桶比与价格关联（按近期新加坡市场价格600美元/吨）为例可见（见表2），性价比差别较大，值得引起生产者高度重视。

表2 RMG 380船用燃料油重量、容积计价关系

2 船用燃料油市场对中国炼油行业的积极意义

船用燃料油是一个国际国内高度市场化的产品，如果中国完全依赖进口来保障沿海船用燃料油供应，既增加船用燃料油成本，也降低船用燃料油保障能力，影响国家贸易竞争力，威胁国家能源供应安全。合理利用中国沿海港口船舶的燃料油需求，可实现一举多得。

2.1 为中国炼油业带来了新的市场机会

船用燃料油大幅提升含硫标准后，减少了硫化物对大气的污染。按照升级前的标准，可用于生产调和船用燃料油的组分资源更多、馏程更宽，生产成本更低；质量升级后，很多硫含量高的原有组分受到限制或需要脱硫处理，可调和使用的馏分资源减少，船用燃料油价格被推升，导致原有生产供应资源格局被打破，加工成本上升，低硫原油的渣油馏分以硫含量低的特点更多转向船用燃料油组分，高硫渣油馏分更多用于生产沥青，高硫渣油馏分作船用燃料油组分必须进行脱硫处理，从而提升了低硫原油价格，降低了高硫原油价格。生产供应船用燃料油需要新的渣油脱硫能力，这就为中国产能过剩的炼油行业提供了新机遇[2]。

2.2 有利于原油加工过程馏分的合理分配

由于船用燃料油是重馏分、低端产品，炼厂生产船用燃料油是原油中重馏分段免于深度转化的市场渠道，是炼厂低投资、浅加工的建设和运行模式之一，也是生产经营过程中以市场为导向、合理布局加工流程、优化产品结构的手段[3]。

2.3 可以降低原油加工难度，减轻污染物排放

如果炼厂不生产船用燃料油、沥青，原油的渣油馏分将需要脱硫、脱金属、脱除其他杂质，还要进行加氢改质把渣油转化成轻质成品油。缺乏沥青、船用燃料油、焦炭这些合理的需求，将迫使中国炼油行业进行深度加工。加工过程碳排放上升，原油加工技术难度增大，这不仅导致有害物质排放压力增加，加工成本也会大幅提高。

反之，若生产沥青、船用燃料油、焦炭都是通过浅加工解决原油加工过程中渣油馏分利用的技术路线和有效手段，原油加工深度显著降低，单位碳排放强度自然会下降。

3 中国市场船用燃料油合理生产量确定

中国是经济大国，也是国际贸易大国，海上船舶运输是低成本的交通方式，中国沿岸港口无疑需要船用燃料油供应，供应的资源可以由中国沿海炼厂生产，也可依赖进口，但供应渠道的选择对国家和行业经济安全非常重要。

3.1 碳减排政策需要合理限制船用燃料油生产规模

为了探索未来低碳排放的新模式，海上交通的大型船舶在尝试使用液化天然气、氨、氢等低碳绿色燃料，理论上这些燃料都是可行的，最大问题是未来能否在全球普遍推广。从安全、便利、可靠、经济等方面考虑，船用燃料油仍是目前最好的选择方案。

船舶使用燃料油具有较高的碳排放，生产船用燃料油也有一定量的碳排放，海上交通的“零碳”排放模式需要全球共同行动，在可预见的较长时间内，船用燃料油动力仍将是主流。对于一个大国来说，船用燃料油的生产供应保障能力同样影响国家安全，我们有必要权衡燃料油保障能力与碳减排的关系，完善和做强产业门类也是国家安全战略的需要，船用燃料油的生产能力和规模不是要与不要的问题，而是多大规模的问题。

3.2 中国沿海炼厂生产船用燃料油的竞争性

中国的石油对外依存度很高，船用燃料油仍属于低端产品，生产燃料油出口并不具有经济性；中国内河及海南沿海航行船舶已强制使用低硫柴油，其他沿海区域和国际航线船舶也已使用低硫船用燃料油。对国际航线船舶，中国沿海港口具有竞争力的燃料供应规模由原油资源成本、原油加工费用、燃料油供应物流成本综合决定。中国企业的主要竞争对手是新加坡、韩国供应商。

3.2.1 原油资源成本

中国的石油供应除国产原油、西部中亚原油、东部俄罗斯原油具有价格竞争力外，大部分需要从不具有价格竞争力的中东、非洲、美洲进口。与中国处于相同原油供应路线上的新加坡原油价格比中国略低，日本、韩国原油价格与中国基本接近。

3.2.2 原油加工费用

全球炼油技术比较接近，单位原油加工费差别不大；但中国有巨大的石化产品、成品油需求市场，石化产品、成品油生产更希望消耗轻质馏分，因此，需要加工与之匹配的大量原油来保障，这是新加坡、韩国所不具备的。因轻质馏分的需求和价值提升，相应降低了原油中渣油馏分的成本，中国船用燃料油生产较新加坡、韩国更具竞争力。

3.2.3 船用燃料油供应物流成本

船用燃料油与轻质成品油（汽油、柴油等）比，其粘度大、倾点高，储存和运输过程中都需要加热，具有相对较高的物流成本，中国沿海炼厂对就近港口供应便利、灵活，物流成本具有竞争优势。

3.2.4 产品结构优化

船用燃料油允许高的残炭及较高的金属杂质存在其中，适当生产船用燃料油合理转移和消化原油中有害有毒物质，实现物尽其用，是杂质含量高的 劣质原油降低加工技术难度、降低加工成本的优选方案之一，不仅有利于提升炼厂效益，还有利于减轻污染排放，一举多得。

3.3 中国船用燃料油生产供应合理规模的确定

中国沿海炼厂生产船用燃料油供应中国沿海港口具有一定的竞争优势。适度生产船用燃料油有利于原油加工产品结构的合理匹配，有利于降低加工难度，减少加工过程的污染物排放、碳排放，提高国家炼油产业完整性，从而增强国家能源安全保障[4]。从过去几年中国船用燃料油的实际消费量变化（见图1）可以看出：中国内贸船用燃料油需求比较稳定，基本保持在800万吨/年；保税船用燃料油消费量则连年上涨，尤其是在国际海事组织2020年1月1日实施船用燃料油新标准后，增长更加明显，2021年达到2040万吨。未来十年，在全球节能减排的大环境下，虽然航运业将进一步创新并推动绿色低碳能源的使用，新能源也将逐渐迎来蓬勃发展，但船用燃料油的主流地位短期内难以改变，船用燃料油的整体市场规模将以稳定为主。预计“十四五”末期保税船用燃料油的消费量将达到3000万吨/年，之后船用燃料油的整体市场规模也将维持稳定。

图1 2016－2021年中国船用燃料油消费量统计

综上，中国船用燃料油生产供应规模与市场需求具有4种情景（见表3）。对比分析4种情景，综合考虑炼油产业产品结构优化、控制温室气体排放、国家能源及产业安全等各方因素，基于现阶段中国外贸船舶数量、吞吐规模，优先采用情景3或情景2是合理的。对于中国沿海超过3亿吨/年的炼油产能和全国炼油产能过剩的行业状况，沿海炼厂生产近3000万吨/年船用燃料油，其收率（即每吨原油加工生产的船用燃料油数量）不足10%，这种结构安排无疑是合理的。因此，中国沿海炼厂船用燃料油生产供应规模约3000万吨/年较合适，政府应据此进行管控与支持。

表3 中国船舶燃料油生产规模与市场需求情景

4 船用燃料油的经济性提升

国际海事组织本次船用燃料油质量升级主要是降低对大气有污染的硫含量，原油重质馏分的脱硫具有较大技术难度，脱硫过程也会引发其他指标的变化。硫含量标准提升后，一方面需要优化调整原有生产船用燃料油的原油资源，优先利用低硫重质原油能充分利用船用燃料油质量标准中的每一个指标，避免“质量过剩”，最大限度地生产船用燃料油；另一方面，利用高硫原油通过渣油加氢脱硫需要根据船用燃料油指标特点调整催化剂“级配”及工艺技术，降低质量成本。但因不同原油品质的差异、炼厂加工流程及装置的差别、选择调和组分的不同，难以实现各项指标的综合利用，这就会影响船用燃料油生产的经济性，因此应该努力利用好对经济性影响大的主要指标。

4.1 充分利用低硫中间环烷基原油生产船用燃料油

中国自产原油约2亿吨/年，其中大多数原油属于低硫原油，低硫原油中又有部分属于重质中间环烷基原油，也有低硫含酸重质中间环烷基原油，除低硫特点外，这些原油含蜡也低，是生产高等级沥青的较好资源。利用重质中间环烷基原油通过加工改质转化成轻质的成品油（汽、煤、柴油）或化工原料，则需要较高的加工成本。由于沥青对硫含量没有要求，在船用燃料油质量升级后，船用燃料油价值上升，低硫重质原油用于生产沥青就是一种资源浪费，用高硫重质原油生产沥青则具有更好的经济性。

此外，采用高硫渣油馏分深度脱硫生产船用燃料油，因渣油馏分中不仅硫含量高，通常还有高含量的金属、残炭等杂质，脱硫过程必然脱杂质，烃品质也得到很大改善，生产的船用燃料油“质量过剩”，加工成本高。采用高硫重质原油生产沥青，因沥青没有硫、金属等杂质含量的限制，具有更低的加工成本。

4.2 保持高密度

密度能宏观反映馏分的族组成、氢含量高低，例如密度大说明富含芳烃、氢含量低，而氢是炼油过程最宝贵、最有价值的成分，因此，馏分密度是经济性的主要指标。密度大的馏分，具有较低的吨桶比，通常加工成本低。生产船用燃料油，保持船用燃料油密度接近指标上限是关键。含硫原油通过渣油加氢脱硫后利用尾油作为船用燃料油主要调和组分，必须考虑尾油深度分离，提高渣油馏分密度至接近船用燃料油指标上限，使渣油加氢后尾油中的金属、残炭等杂质进入船用燃料油中；分离后的轻质尾油性质明显改善，将产生更好的经济技术效果。

4.3 充分利用好其他规格指标

除硫含量、密度指标外，利用好其他指标（例如残炭、金属等）对生产船用燃料油的经济性更是“锦上添花”，由于船用燃料油允许较高含量的杂质存在，原油中的一些杂质可以转移到船舶燃料中。前述通过渣油加氢脱硫生产船用燃料油，除对加氢尾油进行蒸馏切割外，还应对催化剂“级配”进行调整，即降低脱金属催化剂比例、提高脱硫催化剂比例，充分利用和发挥催化剂功能，优化渣油加氢装置的运行效果，抑制因船用燃料油质量过剩产生的质量成本，从而降低船用燃料油生产成本和总加工成本。

适应中国沿海船用燃料油市场需求，适量生产供应船用燃料油有利于炼油产业发展，有利于国家做强做全产业门类，有利于保障国家能源安全。国家应在限制实质性出口条件下支持沿海炼厂生产供应船用燃料油。行业要加强对船用燃料油的技术、经济研究。炼厂生产船用燃料油要充分利用质量标准，防止“质量过剩”，提升船用燃料油生产的经济性。