乙烯產業鏈產品價格影響因素及定價機制研究

馮國莉，王 勇，莊 妍，王夢川

（中國海油集團能源經濟研究院，北京 100013）

乙烯工業是石油化工產業的核心，是決定化工產業生產水平的關鍵指標，在國民經濟中占有重要地位。在化工產品及下游產業鏈延伸中，乙烯也具有舉足輕重的影響。從中國乙烯產業鏈的發展來看，乙烯行業起步于20 世紀70 年代，1988年，遼陽石化“北方爐”打通全線流程投產成功，標志著我國乙烯工業具備全流程生產能力，技術裝備國產化程度逐步提升，對進口的依存度不斷降低。雖然乙烯多屬于上下游一體化裝置，投資周期較長，但伴隨著乙烯工藝成熟、原料逐步豐富多元，近幾年全球乙烯處于較高擴張階段。特別是中國乙烯產能不斷擴張，在2022 年已超越美國成為全球最大乙烯生產國［1］。關于石化產品的價格測算，目前有多種價格測算方法，例如定性預測分析法、時間序列分析預測［2］、因果回歸分析預測等［3］。隨著宏觀環境及市場供需的不斷變化，有必要結合乙烯產業最新的發展情況，對其價格影響因素及定價機制進行研究，預測將來一定時期內或一定國際油價水平下的價格，為企業生產實踐提供一定的指導。

1 乙烯產業鏈介紹

1.1 產業鏈構成

乙烯是石化工業的基礎原料，從產業鏈結構來看，其下游產品眾多，主要下游衍生物有：聚乙烯、乙二醇、聚氯乙烯、苯乙烯、環氧乙烷、PVC 等。目前，世界乙烯原料主要有煤炭（甲醇）、乙烷、丙烷、丁烷、LPG、凝析油、石腦油、加氫裂化尾油及粗柴油等產品，其產業鏈上下游的產品對乙烯價格均有不同程度的影響。由于世界各地區油氣資源結構不同，各地區乙烯原料的構成存在明顯差異。統計數據表明，盡管近年來國內煤制烯烴產業迎來了快速發展，乙烷和輕烴裂解也有一定的產能投放，但總體來看乙烯原料仍然以石腦油為主的化工輕油為主［4］，占比超過70%。目前，中國乙烯產業鏈所包含的主要產品以及下游產品對乙烯的大致消費比例見圖1。

圖1 乙烯產業鏈上下游消費乙烯比例

1.2 產業鏈供需情況

至2022年底，中國新增乙烯規模565×104t/a，總計乙烯規模達到4933×104t/a，中國乙烯消費結構也呈現多元化趨勢。乙烯的主要下游產品有聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、乙二醇、環氧乙烷和醋酸乙烯等。聚乙烯是乙烯最大的下游衍生物，占比超過50%，其次是乙二醇、苯乙烯、環氧乙烷等。聚乙烯主要用于薄膜、注塑、吹塑、管材、編織等。

2022 年中國聚乙烯產能共計2 981×104t，較2021 年增幅5.11%，產量2 532×104t，較2021 年增幅8.71%。國內聚乙烯產能按原料來源來看，主要有石腦油、煤炭和外購甲醇3 種。其中，石腦油制烯烴仍占聚乙烯產能的主導地位，占比77%；外購甲醇占比較小，為4%；煤制產能占比19%。

2021 年，中國聚乙烯生產企業超過40 家。其中，中國石化聚乙烯產能占總產能的34.1%；中國石油占總產能的24.9%；其它企業占總產能的41.0%。2021年，聚乙烯產能超過100×104t/a的企業為浙江石油化工有限公司（150×104t/a）、中海殼牌石化有限公司（122.4×104t/a）、中國石油獨山子石化公司（110×104t/a）、中國石油大慶石化公司（108.5×104t/a），上述4 家企業產能之和占2021年全國總產能的19.2%。

2021年，聚乙烯進口量為1 459×104t，同比減少21.3%；進口金額為173 億美元，同比減少0.1%。聚乙烯出口量為51×104t，同比上漲102.8%；出口金額為8 億美元，同比上漲125.1%。2021 年，中國聚乙烯表觀消費量3 698×104t，同比下降4.2%；自給率61.9%，較上年增加9.3%。

中國聚乙烯產能仍處在擴張階段，2023 年，計劃新增11 套聚乙烯裝置，新增產能622×104t/a。2023 年底，中國聚乙烯產能將達到3 180×104t/a。中國聚乙烯需求增長仍以內需拉動為主，人均聚烯烴消費遠低于西方發達國家水平，內需增長潛力巨大［5］。從具體應用領域看，塑料薄膜、房地產行業以塑代鋼、車用聚烯烴改性材料、醫療器械和家電行業都將帶動聚乙烯的消費增長。2023 年底，中國聚乙烯表觀消費量將達到4 550×104t。

1.3 乙烯鏈產品的價格走勢

中國石化企業的乙烯裝置都有下游配套裝置，乙烯幾乎沒有市場交易，所以也沒有市場化的定價機制。因此，在下文的分析中采用東南亞乙烯CFR 價格作為參照價格，從而分析乙烯產業鏈上各相關產品間的相互關系。2009 年1 月至2022年7月的乙烯鏈產品價格（不含稅）走勢見圖2、3。

圖2 2009年1月-2022年7月乙烯鏈產品的價格走勢

圖3 2009年1月-2022年7月乙烯鏈產品的價格走勢

從圖2、3可以看出，乙烯鏈產品價格的總體走勢基本一致。其中，環氧乙烷與原料乙烯的價格在2014 年后出現了階段性的倒掛，說明環氧乙烷這個產品價格變動的因素中原材料對其影響相對有限。接下來通過具體的相關性分析來詳細了解這些產品之間的價格聯動性。

2 乙烯價格影響因素

中國乙烯產品價格受多種因素的影響，隨著乙烯產業鏈條的逐步完善，市場機制在其價格方面發揮的作用愈發顯著［6］。從理論層面分析乙烯價格的影響因素及其對價格的傳導路徑，可以為其價格機制的制定奠定基礎。

2.1 原料價格

從乙烯生產來看，美國和中東地區的乙烯原料以乙烷為主，相對于石腦油原料的乙烯具有價格競爭優勢。中國石腦油主要用作乙烯和芳烴的原料，少部分用作汽油的調油原料。從市場流通看，國內市場上用于乙烯和芳烴原料的石腦油商品量相對產量而言比例很低，而乙烯也與下游聚乙烯等也多為聯合裝置，在商品量方面同樣較低。所以，盡管產業鏈關系上石腦油為乙烯的上游，但是石腦油價格走勢并不會完全主導乙烯的價格變化。目前乙烯生產成本中原料成本占70%～75%。

2.2 產品供求關系

產品價格除受成本影響外，還受市場需求的影響。即受供給與需求的相互關系的影響。當產品的市場需求大于供給時，價格應高一些；當市場需求小于供給時，價格應低一些。

2.3 下游產品價格

中國石化行業的發展已經由上游推動型轉變為需求拉動型，下游產品的價格將直接影響到上游原料的價格。在市場穩定發展期，乙烯可正常地將成本傳遞到下游聚乙烯產品。從產業鏈上來看，58%的乙烯用于生產聚乙烯，因此從乙烯到聚乙烯可以較好地傳導成本。

2.4 宏觀環境

宏觀經濟的健康快速發展，對乙烯市場具有很強的支撐和拉動作用。宏觀經濟主要是通過影響下游產業的需求，進而影響乙烯市場變化。此外，隨著中國持續推進綠色低碳發展，落實“雙碳”行動，未來將采取更加有力的政策及措施，促進經濟社會發展全面綠色轉型，人們對生存環境也愈發關注。整個石化行業都將面臨轉型發展、綠色發展的問題，其產品價格也必將收到影響。

2.5 原油價格

原油作為乙烯產業鏈的初始原料，國際原油價格的變化，會沿著產品鏈自上游向下游逐步傳遞，最終影響乙烯市場價格。在傳導的過程中，理論上會有周期滯后效應［7］。但是乙烯產品的市場價格與原油價格并不完全同步，從目前市場價格波動看，滯后效應會逐步縮短。

乙烯產業鏈的上游成本傳遞效應和下游產品的需求拉動效應比較明顯。中國乙烯工業原料依靠石腦油和其它重油，其產量受到煉油工業很大的制約。目前國內煉油工業很大部分原油需要依靠進口，乙烯生產的成本受國際油價影響很大。

3 乙烯產業鏈價格機制分析

3.1 石化產品價格測算方法

關于石化產品的價格測算，目前有多種價格測算方法。在效益測算中價格測算的方法主要有現價法、計算分析法、歷史統計法和預測法［8］。

現價法：是指就近選取某時間段的價格作為項目評價的依據?，F價法主要運用于宏觀經濟分析預測中，例如對于季度GDP 的核算，常用現價增加值核算方法［9］。但在微觀的項目效益測算中，此方法的弊端是偶然性太強，不具有普遍的代表性。對項目周期短、投資回收快的項目有一定的適用性，但對項目實際投資預算大、回收周期長的石化項目不具有適用性。

3.1.1 計算分析法該方法具有多樣性，如通過產品或原料的進口或出口價格推算國內市場價格，或者通過確定裝置的最低收益率（成本+利潤）來計算產品的價格等。油氣產品成本一般采用作業成本法或按照重點成本類別進行核算［10］，2014 年財政部印發《企業產品成本核算制度—石油石化行業》（財會［2014］32 號），進一步規范石油石化行業產品成本核算，保證企業產品成本信息真實、完整，提升企業之間成本信息的可比性，促進行業和企業可持續發展。但該方法主要適用于企業采購過程中，用來滿足采購需求，控制采購成本。

3.1.2 歷史統計法指通過對較長一段時間歷史價格數據的分析，適當的選擇其平均值。與現價法相比，價格數據的時間跨度要求更長。該方法的弊端在于平均值的使用更多的是基于理想狀態，即其它價格影響因素變化不大的情況，但此理想狀態往往是不存在的。

3.1.3 預測法是指根據已有的原料或產品的歷史價格，通過對產品或原料價格相關性和變化規律的研究分析，通過引入相關價格影響因素，建立數學回歸模型，從而得出預測價格。目前，隨著計量經濟學在實體產業的應用，國內、國際各類權威和專業機構在項目效益測算時采用預測法的價格數據已成為首選。例如在原油價格預測研究中，直接對原油價格或對數價格進行預測或建模也是較常見的方法［11］，常用的預測法也包括變化預測［12］、時間序列分析預測［13］以及歷史均值預測［14，15］等。

預測法既有廣泛的適應性，同時引入了計量經濟學原理，對影響價格的各類因素進行了綜合分析，預測結果客觀性較強?？紤]到石化產品特有的上下游產業鏈關系以及國際原油價格的連續性、統一性、公開性和預測性［16］。因此，預測法對于石化項目的經濟評價具有較強的適用性。

3.2 歷史樣本對乙烯產業鏈價格的影響

與油品一樣，首先考察了乙烯產業鏈下不同樣本量對價格傳導的影響。分別以2009 年1 月～2015 年5 月77 個樣本量、2009 年1 月～2016 年5 月89 個樣本量、2009 年1 月～2018 年6 月的114 個樣本量、2009 年1 月～2020 年7 月的139 個樣本量、2009 年1 月～2022 年7 月的163 個樣本量5 個不同樣本量體系，利用Excel 對乙烯產業鏈上下游產品做相關性分析，找出乙烯產業鏈上最適數據周期和上下游關系，得到數據結果見表1～5。

表1 乙烯與上下游產品價格間的相關性分析表（2009-01～2015-05）

表2 乙烯與上下游產品價格間的相關性分析表（2009-01～2016-05）

表3 乙烯與上下游產品價格間的相關性分析表（2009-01～2018-06）

表4 乙烯與上下游產品價格間的相關性分析表（2009-01～2020-07）

表5 乙烯與上下游產品價格間的相關性分析表（2009-01～2022-07）

從表1～5可以得出，環氧乙烷與乙烯的價格相關性最差，驗證了圖2中出現的產品與原料價格的背離走勢。乙烯與石腦油、HDPE和LLDPE的價格相關性相對較高，R2值達到0.7以上，但與LDPE 和乙二醇的相關性稍差一點。由于乙二醇與石腦油有很好的相關性，在建立回歸模型時將嘗試用石腦油作為乙二醇價格變動的自變量進行相關性分析。乙烯產業鏈價格的擬合優度見表6。

表6 乙烯產業鏈價格的擬合優度

從表6可見，當樣本量由139個提高為163個，LDPE、HDPE 和LLDPE 的擬合優度都得到了提高，說明此類產品的相關性擬合采用163 個樣本量的預測體系效果更好。但由于影響乙烯產業鏈的擬合優度的關鍵因素是所采用的乙烯價格，表6中乙烯采用中石化內部結算價格。根據線性相關理論，當R2>0.4 相關性明確存在，R2>0.7 可以使用該關系，但必須慎重；當R2>0.8 時，可使用的關系存在；當R2>0.9，證明線性關系良好。

從表1～6可以看出，無論是采用多大樣本量的數據，乙烯產業鏈上下游的擬合優度R2都在0.7以下，即產品間的相關性無法使用，所以從樣本量方面來說，出于對該模型測算數據誤差偏大，造成參數估計缺乏準確性與合理性的考慮，放棄使用回歸分析來測算聚乙烯的價格。筆者認為以上結果產生的主要原因是國內乙烯和石腦油商品量較少，中國石化內部石腦油、乙烯結算價制定其它影響因素較多，因此原油價格漲跌反映到中石化內部石腦油、乙烯結算價的波動有限，相關產品價格和國際市場價格有一定出入。

經過比選，采用國際價格（新加坡地區）Brent—石腦油—乙烯—聚乙烯這條產業鏈價格傳導比較順暢，而聚乙烯產品國內價格和國際價格是聯動的，所以最終確定了Brent—新加坡石腦油—新加坡乙烯—新加坡聚乙烯—國內聚乙烯回歸測算的技術路線。具體測算結果見表7。

表7 乙烯產業鏈回歸結果匯總

3.3 原油滯后期對于乙烯產業鏈價格的影響

對于乙烯產業鏈而言，原油是化工品的間接上游原料，其價格對乙烯的價格影響不如直接原料那樣明顯。從產品鏈的角度來說，原油價格的變化會沿著產品鏈向下游傳遞，如此必然會有1個滯后的過程，所以要考察滯后因素，研究原油價格對下游產品價格的影響［17］。為了考察原油的滯后期對于乙烯產業鏈價格傳導的影響，將乙烯產業鏈的相關性分析中的因變量全部替換為布倫特原油，考察原油價格滯后期對于乙烯產業鏈價格傳導的影響，數據周期從2009-01～2022-07 共163 個樣本量。滯后期對于乙烯產業鏈上下游產品價格傳導的影響見圖4。

圖4 不同原油滯后期下乙烯產業鏈上下游產品擬合優度（2009-01～2022-07）

除乙烯和HDPE外，其它產品價格與原油擬合優度隨著原油的滯后期的增加而下降，且此類產品與原油的擬合度并不高，從乙烯產業鏈的角度來看，原油滯后期對下游產品的影響不大。

3.4 乙烯產業鏈價格優化模型

上文中已經對乙烯鏈上原料與產品間的相關關系作了分析，如果按照擬合優度達到0.7 以上即可進行回歸建模的要求，因此對LDPE、HDPE、LLDPE、環氧乙烷和乙二醇回歸模型分別進行優化。

對此類產品進行單獨分析重新擬合。

（1）環氧乙烷（EO），又名氧化乙烯，是最簡單的環狀醚是石油化學工業的重要產品，也是1種基本有機化工原料，廣泛用于生產乙二醇、非離子表面活性劑、乙醇胺、乙醇醚溶劑、醫藥中間體、油田化學品、農藥乳化劑等各種精細化學品。EO 最早采用氯醇法生產工藝，原料為氯氣、水和乙烯?，F世界上普遍采用乙烯氧化法生產EO，主要原料為乙烯和氧氣或空氣。2021 年，中國EO 生產企業超過30 家，總產能603×104t/a，其中，中國石化占總產能的34.9%；中國石油占總產能的11.1%；其它企業占總產能的54.0%［18］。國內EO 產能集中度一般，民營企業在市場中占據的份額逐漸提升，企業多以EO/乙二醇聯產居多。EO 的主要原料為乙烯，乙烯的上游是石腦油。對EO 進行重新擬合，當周期采用2013-01～2022-07，因變量采用石腦油，并通過剔除異值，可得到較高的R2，為0.924。

（2）乙二醇又名“甘醇”，是最簡單的二元醇，主要用作制聚酯滌綸、聚酯樹脂、吸濕劑、增塑劑、表面活性劑、合成纖維、化妝品和炸藥，并用作染料、油墨等溶劑，可生產合成樹脂PET。生產乙二醇的方法主要有石油路線中的EO 水合法、碳酸乙烯酯直接水解法、乙二醇聯產碳酸二甲酯法和非石油路線中的草酸二酯法。EO水合法是當今世界上生產乙二醇的最主要的方法，近幾年，煤制乙二醇裝置貢獻國內超過50%的新增產能，緩解了乙二醇依靠進口的現狀，未來發展方向將主要為煤制乙二醇，所以在對其重新擬合時，加入煤價作為因變量之一。經過重新擬合后，將原R2值提升至0.797，時間周期為2013-01～2022-07，因變量采用原油和煤。同時給出了煤制乙二醇、石油路線乙二醇（國內、國外）的完全成此經驗公式。

（3）HDPE、LDPE 和LLDPE 重新擬合分析后效果仍不理想，考慮到國內幾乎沒有乙烯商品量，因此引入新加坡石腦油價格以及東南亞的乙烯CFR 價格、HDPE、LDPE 和LLDPE 作為中間變量對下游HDPE、LDPE和LLDPE。2021年，中國聚乙烯（PE）對外依存度下降至38.1%?？紤]國內聚烯烴內盤、外盤價格聯動性較好，因此選取新加坡石腦油、東南亞乙烯、HDPE（東南亞）為中間體，首先通過布倫特原油價格回歸得到新加坡石腦油價格，由新加坡石腦油價格回歸得到東南亞乙烯價格，由新加坡石腦油價格回歸得到HDPE（東南亞）價格，最終由HDPE（東南亞）價格回歸得到國內HDPE 相關牌號產品價格。通過引入新加坡石腦油、東南亞乙烯、HDPE（東南亞）價格作為中間體進行回歸分析，得到在不同布倫特原油價格水平下HDPE的價格，同樣用此方法也可以測算出不同布倫特原油價格水平下國內相關牌號LDPE、LLDPE產品的價格，見表8。

表8 乙烯產業鏈產品測算價格

4 結束語

通過引入新產品，調整滯后期等對模型的逐步優化，并與布倫特原油價格聯動，最終發現國際價格（新加坡地區）Brent—石腦油—乙烯—聚乙烯的產業鏈價格傳導較順暢，而聚乙烯國內價格和國際價格是聯動的，最終確定了Brent—新加坡石腦油—新加坡乙烯—新加坡聚乙烯—國內聚乙烯回歸測算的技術路線，預測在不同布倫特原油價格水平下乙烯產品價格水平。