乙烯产业链产品价格影响因素及定价机制研究

冯国莉，王 勇，庄 妍，王梦川

（中国海油集团能源经济研究院，北京 100013）

乙烯工业是石油化工产业的核心，是决定化工产业生产水平的关键指标，在国民经济中占有重要地位。在化工产品及下游产业链延伸中，乙烯也具有举足轻重的影响。从中国乙烯产业链的发展来看，乙烯行业起步于20 世纪70 年代，1988年，辽阳石化“北方炉”打通全线流程投产成功，标志着我国乙烯工业具备全流程生产能力，技术装备国产化程度逐步提升，对进口的依存度不断降低。虽然乙烯多属于上下游一体化装置，投资周期较长，但伴随着乙烯工艺成熟、原料逐步丰富多元，近几年全球乙烯处于较高扩张阶段。特别是中国乙烯产能不断扩张，在2022 年已超越美国成为全球最大乙烯生产国［1］。关于石化产品的价格测算，目前有多种价格测算方法，例如定性预测分析法、时间序列分析预测［2］、因果回归分析预测等［3］。随着宏观环境及市场供需的不断变化，有必要结合乙烯产业最新的发展情况，对其价格影响因素及定价机制进行研究，预测将来一定时期内或一定国际油价水平下的价格，为企业生产实践提供一定的指导。

1 乙烯产业链介绍

1.1 产业链构成

乙烯是石化工业的基础原料，从产业链结构来看，其下游产品众多，主要下游衍生物有：聚乙烯、乙二醇、聚氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、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、石脑油、加氢裂化尾油及粗柴油等产品，其产业链上下游的产品对乙烯价格均有不同程度的影响。由于世界各地区油气资源结构不同，各地区乙烯原料的构成存在明显差异。统计数据表明，尽管近年来国内煤制烯烃产业迎来了快速发展，乙烷和轻烃裂解也有一定的产能投放，但总体来看乙烯原料仍然以石脑油为主的化工轻油为主［4］，占比超过70%。目前，中国乙烯产业链所包含的主要产品以及下游产品对乙烯的大致消费比例见图1。

图1 乙烯产业链上下游消费乙烯比例

1.2 产业链供需情况

至2022年底，中国新增乙烯规模565×104t/a，总计乙烯规模达到4933×104t/a，中国乙烯消费结构也呈现多元化趋势。乙烯的主要下游产品有聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、乙二醇、环氧乙烷和醋酸乙烯等。聚乙烯是乙烯最大的下游衍生物，占比超过50%，其次是乙二醇、苯乙烯、环氧乙烷等。聚乙烯主要用于薄膜、注塑、吹塑、管材、编织等。

2022 年中国聚乙烯产能共计2 981×104t，较2021 年增幅5.11%，产量2 532×104t，较2021 年增幅8.71%。国内聚乙烯产能按原料来源来看，主要有石脑油、煤炭和外购甲醇3 种。其中，石脑油制烯烃仍占聚乙烯产能的主导地位，占比77%；外购甲醇占比较小，为4%；煤制产能占比19%。

2021 年，中国聚乙烯生产企业超过40 家。其中，中国石化聚乙烯产能占总产能的34.1%；中国石油占总产能的24.9%；其它企业占总产能的41.0%。2021年，聚乙烯产能超过100×104t/a的企业为浙江石油化工有限公司（150×104t/a）、中海壳牌石化有限公司（122.4×104t/a）、中国石油独山子石化公司（110×104t/a）、中国石油大庆石化公司（108.5×104t/a），上述4 家企业产能之和占2021年全国总产能的19.2%。

2021年，聚乙烯进口量为1 459×104t，同比减少21.3%；进口金额为173 亿美元，同比减少0.1%。聚乙烯出口量为51×104t，同比上涨102.8%；出口金额为8 亿美元，同比上涨125.1%。2021 年，中国聚乙烯表观消费量3 698×104t，同比下降4.2%；自给率61.9%，较上年增加9.3%。

中国聚乙烯产能仍处在扩张阶段，2023 年，计划新增11 套聚乙烯装置，新增产能622×104t/a。2023 年底，中国聚乙烯产能将达到3 180×104t/a。中国聚乙烯需求增长仍以内需拉动为主，人均聚烯烃消费远低于西方发达国家水平，内需增长潜力巨大［5］。从具体应用领域看，塑料薄膜、房地产行业以塑代钢、车用聚烯烃改性材料、医疗器械和家电行业都将带动聚乙烯的消费增长。2023 年底，中国聚乙烯表观消费量将达到4 550×104t。

1.3 乙烯链产品的价格走势

中国石化企业的乙烯装置都有下游配套装置，乙烯几乎没有市场交易，所以也没有市场化的定价机制。因此，在下文的分析中采用东南亚乙烯CFR 价格作为参照价格，从而分析乙烯产业链上各相关产品间的相互关系。2009 年1 月至2022年7月的乙烯链产品价格（不含税）走势见图2、3。

图2 2009年1月-2022年7月乙烯链产品的价格走势

图3 2009年1月-2022年7月乙烯链产品的价格走势

从图2、3可以看出，乙烯链产品价格的总体走势基本一致。其中，环氧乙烷与原料乙烯的价格在2014 年后出现了阶段性的倒挂，说明环氧乙烷这个产品价格变动的因素中原材料对其影响相对有限。接下来通过具体的相关性分析来详细了解这些产品之间的价格联动性。

2 乙烯价格影响因素

中国乙烯产品价格受多种因素的影响，随着乙烯产业链条的逐步完善，市场机制在其价格方面发挥的作用愈发显著［6］。从理论层面分析乙烯价格的影响因素及其对价格的传导路径，可以为其价格机制的制定奠定基础。

2.1 原料价格

从乙烯生产来看，美国和中东地区的乙烯原料以乙烷为主，相对于石脑油原料的乙烯具有价格竞争优势。中国石脑油主要用作乙烯和芳烃的原料，少部分用作汽油的调油原料。从市场流通看，国内市场上用于乙烯和芳烃原料的石脑油商品量相对产量而言比例很低，而乙烯也与下游聚乙烯等也多为联合装置，在商品量方面同样较低。所以，尽管产业链关系上石脑油为乙烯的上游，但是石脑油价格走势并不会完全主导乙烯的价格变化。目前乙烯生产成本中原料成本占70%～75%。

2.2 产品供求关系

产品价格除受成本影响外，还受市场需求的影响。即受供给与需求的相互关系的影响。当产品的市场需求大于供给时，价格应高一些；当市场需求小于供给时，价格应低一些。

2.3 下游产品价格

中国石化行业的发展已经由上游推动型转变为需求拉动型，下游产品的价格将直接影响到上游原料的价格。在市场稳定发展期，乙烯可正常地将成本传递到下游聚乙烯产品。从产业链上来看，58%的乙烯用于生产聚乙烯，因此从乙烯到聚乙烯可以较好地传导成本。

2.4 宏观环境

宏观经济的健康快速发展，对乙烯市场具有很强的支撑和拉动作用。宏观经济主要是通过影响下游产业的需求，进而影响乙烯市场变化。此外，随着中国持续推进绿色低碳发展，落实“双碳”行动，未来将采取更加有力的政策及措施，促进经济社会发展全面绿色转型，人们对生存环境也愈发关注。整个石化行业都将面临转型发展、绿色发展的问题，其产品价格也必将收到影响。

2.5 原油价格

原油作为乙烯产业链的初始原料，国际原油价格的变化，会沿着产品链自上游向下游逐步传递，最终影响乙烯市场价格。在传导的过程中，理论上会有周期滞后效应［7］。但是乙烯产品的市场价格与原油价格并不完全同步，从目前市场价格波动看，滞后效应会逐步缩短。

乙烯产业链的上游成本传递效应和下游产品的需求拉动效应比较明显。中国乙烯工业原料依靠石脑油和其它重油，其产量受到炼油工业很大的制约。目前国内炼油工业很大部分原油需要依靠进口，乙烯生产的成本受国际油价影响很大。

3 乙烯产业链价格机制分析

3.1 石化产品价格测算方法

关于石化产品的价格测算，目前有多种价格测算方法。在效益测算中价格测算的方法主要有现价法、计算分析法、历史统计法和预测法［8］。

现价法：是指就近选取某时间段的价格作为项目评价的依据。现价法主要运用于宏观经济分析预测中，例如对于季度GDP 的核算，常用现价增加值核算方法［9］。但在微观的项目效益测算中，此方法的弊端是偶然性太强，不具有普遍的代表性。对项目周期短、投资回收快的项目有一定的适用性，但对项目实际投资预算大、回收周期长的石化项目不具有适用性。

3.1.1 计算分析法该方法具有多样性，如通过产品或原料的进口或出口价格推算国内市场价格，或者通过确定装置的最低收益率（成本+利润）来计算产品的价格等。油气产品成本一般采用作业成本法或按照重点成本类别进行核算［10］，2014 年财政部印发《企业产品成本核算制度—石油石化行业》（财会［2014］32 号），进一步规范石油石化行业产品成本核算，保证企业产品成本信息真实、完整，提升企业之间成本信息的可比性，促进行业和企业可持续发展。但该方法主要适用于企业采购过程中，用来满足采购需求，控制采购成本。

3.1.2 历史统计法指通过对较长一段时间历史价格数据的分析，适当的选择其平均值。与现价法相比，价格数据的时间跨度要求更长。该方法的弊端在于平均值的使用更多的是基于理想状态，即其它价格影响因素变化不大的情况，但此理想状态往往是不存在的。

3.1.3 预测法是指根据已有的原料或产品的历史价格，通过对产品或原料价格相关性和变化规律的研究分析，通过引入相关价格影响因素，建立数学回归模型，从而得出预测价格。目前，随着计量经济学在实体产业的应用，国内、国际各类权威和专业机构在项目效益测算时采用预测法的价格数据已成为首选。例如在原油价格预测研究中，直接对原油价格或对数价格进行预测或建模也是较常见的方法［11］，常用的预测法也包括变化预测［12］、时间序列分析预测［13］以及历史均值预测［14，15］等。

预测法既有广泛的适应性，同时引入了计量经济学原理，对影响价格的各类因素进行了综合分析，预测结果客观性较强。考虑到石化产品特有的上下游产业链关系以及国际原油价格的连续性、统一性、公开性和预测性［16］。因此，预测法对于石化项目的经济评价具有较强的适用性。

3.2 历史样本对乙烯产业链价格的影响

与油品一样，首先考察了乙烯产业链下不同样本量对价格传导的影响。分别以2009 年1 月～2015 年5 月77 个样本量、2009 年1 月～2016 年5 月89 个样本量、2009 年1 月～2018 年6 月的114 个样本量、2009 年1 月～2020 年7 月的139 个样本量、2009 年1 月～2022 年7 月的163 个样本量5 个不同样本量体系，利用Excel 对乙烯产业链上下游产品做相关性分析，找出乙烯产业链上最适数据周期和上下游关系，得到数据结果见表1～5。

表1 乙烯与上下游产品价格间的相关性分析表（2009-01～2015-05）

表2 乙烯与上下游产品价格间的相关性分析表（2009-01～2016-05）

表3 乙烯与上下游产品价格间的相关性分析表（2009-01～2018-06）

表4 乙烯与上下游产品价格间的相关性分析表（2009-01～2020-07）

表5 乙烯与上下游产品价格间的相关性分析表（2009-01～2022-07）

从表1～5可以得出，环氧乙烷与乙烯的价格相关性最差，验证了图2中出现的产品与原料价格的背离走势。乙烯与石脑油、HDPE和LLDPE的价格相关性相对较高，R2值达到0.7以上，但与LDPE 和乙二醇的相关性稍差一点。由于乙二醇与石脑油有很好的相关性，在建立回归模型时将尝试用石脑油作为乙二醇价格变动的自变量进行相关性分析。乙烯产业链价格的拟合优度见表6。

表6 乙烯产业链价格的拟合优度

从表6可见，当样本量由139个提高为163个，LDPE、HDPE 和LLDPE 的拟合优度都得到了提高，说明此类产品的相关性拟合采用163 个样本量的预测体系效果更好。但由于影响乙烯产业链的拟合优度的关键因素是所采用的乙烯价格，表6中乙烯采用中石化内部结算价格。根据线性相关理论，当R2>0.4 相关性明确存在，R2>0.7 可以使用该关系，但必须慎重；当R2>0.8 时，可使用的关系存在；当R2>0.9，证明线性关系良好。

从表1～6可以看出，无论是采用多大样本量的数据，乙烯产业链上下游的拟合优度R2都在0.7以下，即产品间的相关性无法使用，所以从样本量方面来说，出于对该模型测算数据误差偏大，造成参数估计缺乏准确性与合理性的考虑，放弃使用回归分析来测算聚乙烯的价格。笔者认为以上结果产生的主要原因是国内乙烯和石脑油商品量较少，中国石化内部石脑油、乙烯结算价制定其它影响因素较多，因此原油价格涨跌反映到中石化内部石脑油、乙烯结算价的波动有限，相关产品价格和国际市场价格有一定出入。

经过比选，采用国际价格（新加坡地区）Brent—石脑油—乙烯—聚乙烯这条产业链价格传导比较顺畅，而聚乙烯产品国内价格和国际价格是联动的，所以最终确定了Brent—新加坡石脑油—新加坡乙烯—新加坡聚乙烯—国内聚乙烯回归测算的技术路线。具体测算结果见表7。

表7 乙烯产业链回归结果汇总

3.3 原油滞后期对于乙烯产业链价格的影响

对于乙烯产业链而言，原油是化工品的间接上游原料，其价格对乙烯的价格影响不如直接原料那样明显。从产品链的角度来说，原油价格的变化会沿着产品链向下游传递，如此必然会有1个滞后的过程，所以要考察滞后因素，研究原油价格对下游产品价格的影响［17］。为了考察原油的滞后期对于乙烯产业链价格传导的影响，将乙烯产业链的相关性分析中的因变量全部替换为布伦特原油，考察原油价格滞后期对于乙烯产业链价格传导的影响，数据周期从2009-01～2022-07 共163 个样本量。滞后期对于乙烯产业链上下游产品价格传导的影响见图4。

图4 不同原油滞后期下乙烯产业链上下游产品拟合优度（2009-01～2022-07）

除乙烯和HDPE外，其它产品价格与原油拟合优度随着原油的滞后期的增加而下降，且此类产品与原油的拟合度并不高，从乙烯产业链的角度来看，原油滞后期对下游产品的影响不大。

3.4 乙烯产业链价格优化模型

上文中已经对乙烯链上原料与产品间的相关关系作了分析，如果按照拟合优度达到0.7 以上即可进行回归建模的要求，因此对LDPE、HDPE、LLDPE、环氧乙烷和乙二醇回归模型分别进行优化。

对此类产品进行单独分析重新拟合。

（1）环氧乙烷（EO），又名氧化乙烯，是最简单的环状醚是石油化学工业的重要产品，也是1种基本有机化工原料，广泛用于生产乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙醇醚溶剂、医药中间体、油田化学品、农药乳化剂等各种精细化学品。EO 最早采用氯醇法生产工艺，原料为氯气、水和乙烯。现世界上普遍采用乙烯氧化法生产EO，主要原料为乙烯和氧气或空气。2021 年，中国EO 生产企业超过30 家，总产能603×104t/a，其中，中国石化占总产能的34.9%；中国石油占总产能的11.1%；其它企业占总产能的54.0%［18］。国内EO 产能集中度一般，民营企业在市场中占据的份额逐渐提升，企业多以EO/乙二醇联产居多。EO 的主要原料为乙烯，乙烯的上游是石脑油。对EO 进行重新拟合，当周期采用2013-01～2022-07，因变量采用石脑油，并通过剔除异值，可得到较高的R2，为0.924。

（2）乙二醇又名“甘醇”，是最简单的二元醇，主要用作制聚酯涤纶、聚酯树脂、吸湿剂、增塑剂、表面活性剂、合成纤维、化妆品和炸药，并用作染料、油墨等溶剂，可生产合成树脂PET。生产乙二醇的方法主要有石油路线中的EO 水合法、碳酸乙烯酯直接水解法、乙二醇联产碳酸二甲酯法和非石油路线中的草酸二酯法。EO水合法是当今世界上生产乙二醇的最主要的方法，近几年，煤制乙二醇装置贡献国内超过50%的新增产能，缓解了乙二醇依靠进口的现状，未来发展方向将主要为煤制乙二醇，所以在对其重新拟合时，加入煤价作为因变量之一。经过重新拟合后，将原R2值提升至0.797，时间周期为2013-01～2022-07，因变量采用原油和煤。同时给出了煤制乙二醇、石油路线乙二醇（国内、国外）的完全成此经验公式。

（3）HDPE、LDPE 和LLDPE 重新拟合分析后效果仍不理想，考虑到国内几乎没有乙烯商品量，因此引入新加坡石脑油价格以及东南亚的乙烯CFR 价格、HDPE、LDPE 和LLDPE 作为中间变量对下游HDPE、LDPE和LLDPE。2021年，中国聚乙烯（PE）对外依存度下降至38.1%。考虑国内聚烯烃内盘、外盘价格联动性较好，因此选取新加坡石脑油、东南亚乙烯、HDPE（东南亚）为中间体，首先通过布伦特原油价格回归得到新加坡石脑油价格，由新加坡石脑油价格回归得到东南亚乙烯价格，由新加坡石脑油价格回归得到HDPE（东南亚）价格，最终由HDPE（东南亚）价格回归得到国内HDPE 相关牌号产品价格。通过引入新加坡石脑油、东南亚乙烯、HDPE（东南亚）价格作为中间体进行回归分析，得到在不同布伦特原油价格水平下HDPE的价格，同样用此方法也可以测算出不同布伦特原油价格水平下国内相关牌号LDPE、LLDPE产品的价格，见表8。

表8 乙烯产业链产品测算价格

4 结束语

通过引入新产品，调整滞后期等对模型的逐步优化，并与布伦特原油价格联动，最终发现国际价格（新加坡地区）Brent—石脑油—乙烯—聚乙烯的产业链价格传导较顺畅，而聚乙烯国内价格和国际价格是联动的，最终确定了Brent—新加坡石脑油—新加坡乙烯—新加坡聚乙烯—国内聚乙烯回归测算的技术路线，预测在不同布伦特原油价格水平下乙烯产品价格水平。