一头多线贯穿全局,低成本造气构筑核心竞争力。
1. 产业链布局思路:一头多线
纵观华鲁恒升的发展历程,我们可以看到一条清晰的发展路径:即围绕合成气平台, 持续向关联性产品延伸,其中前期重点聚焦传统煤化工产品,形成化肥+有机胺+醋酸的 传统煤化工业务布局,后期重点向新材料业务板块延伸,形成了现代煤化工+新能源材 料+尼龙新材料的业务布局。在此过程中,CO、H2、合成氨、甲醇等产品作为核心原材 料,穿插在下游各个产品之间,将造气平台的成本优势和产品间的协同性发挥到极致。
具体上看,华鲁的业务发展可以分为四个阶段:第一阶段(1989 年之前):以合成氨为切入点,奠定业务发展基础。华鲁的前身是 成立于 1968 年的德州化肥厂,在此期间,公司的定位是地方性的化肥企业,业务集中 于简单的合成氨和碳酸氢铵业务,但这一业务布局也为后续华鲁向上做大合成气平台、 向下拓展尿素等业务奠定了基础。
第二阶段(1989-2002 年):初步搭建合成气平台,形成“化肥+有机胺”两大业务 板块。1989 年公司获批建设 4 万吨/年尿素项目,成功涉足“合成氨-尿素”产业链,到 1996 年,产能已持续扩张至 30 万吨/年。与此同时,公司依托合成气平台的 CO 和氢气, 进一步涉足“甲醇-DMF”产业链。至此,华鲁已初步形成了上游煤气化平台+下游化肥 &有机胺的业务布局结构。
第三阶段(2002-2019 年):围绕合成气平台持续扩张,全面进入“一头多线”时代。 在此期间,公司有三条清晰的发展主线,一是做强优势品类,其中合成氨、甲醇等中间 产品规模均突破百万吨级,尿素/DMF 规模也成倍增长。二是延伸下游品类,其中公司 以尿素为原料,延伸布局三聚氰胺,以甲醇和 CO 为原料,延伸布局醋酸、醋酐和乙二 醇,持续提升产业链纵向深度。三是拓展关联品类,横向切入“丙烯-丁辛醇”、“纯苯己二酸”产业链,其中丁辛醇和己二酸在反应过程中需要用到氢气、CO、合成氨等资源, 因而与公司的合成气平台之间存在紧密联系。
第四阶段(2019 年-至今):“一头多线”再深化,传统煤化工+新材料并驾齐驱。德 州基地方面,公司继续将“一头多线”思路贯彻到底,并持续深化新材料产线布局,其 中公司通过改造升级煤制乙二醇装置,将产品转换为 DMC、草酸等新能源材料,同时 利用氢气、合成氨、双氧水等自产优势,进一步完善尼龙产业链布局,将产品从单一的 己二酸拓展至 CPL、PA6 等新材料。荆州基地方面,公司复制德州本部的成功经验,一 期重点打造传统煤化工平台,二期延伸布局醋酐、三聚氰胺、BDO 等产业链,其中 BDO 产业链与公司现有的氢气、己二酸、一甲胺等产品深度融合,协同效益突出。
2. 核心竞争力拆解:三大护城河
长期以来,华鲁都被业内视作优秀化工企业的典范,从结果上看也确实如此,即便 像是尿素、醋酸等传统的大宗化工品,也取得了远超行业的盈利表现。究其原因,我们 认为华鲁的核心竞争力来自于三个方面:一是低成本的造气平台对于全产业链的赋能, 二是出色的管理水平带来的成本优化,三是“一头多线”的产品结构带来的柔性联产能 力,前两者对应“低成本”、后者对应“高效益”,而最关键的是,这三大优势都具备线 性外推能力。
2.1. 护城河之一:低成本造气
合成气是公司下游产品的核心原料,造气成本的高低直接影响毛利率。目前公司德 州基地共有 11 台气化炉,2022 年原料煤耗用量达 451 万吨/年,公司荆州基地新建 4 台 气化炉,合计投煤量约 300 万吨/年,其中原料气规模为 133.8 万 Nm3 /h,有效气规模为 53.8 万 Nm3 /h(CO:H2 约为 1.36:1)。 我们认为造气成本的差异主要来自于三个维度:一是原材料成本,二是加工制造成 本,三是开工率水平。
(1)原材料成本=单价×单耗,单价取决于煤种选择(即原料适应性),单耗取决 于转化效率(即技术先进性),这两者主要由工艺路线(床层类型和气化技术)决定。 公司所采用的多喷嘴对置式水煤浆气化技术,一方面可以使用成本更低的烟煤,另一方 面有效气的成分更高,比煤耗、比氧耗更低,在原材料成本上具备显著优势。 首先从床层类型来看,煤气化工艺主要分为固定床、流化床、气流床三种,其中气 流床在原材料成本上优势突出。固定床一般以无烟块煤(6~50mm)为原料,煤从气化 炉顶部加入与气化剂逆向接触完成气化过程。流化床以碎煤(<6mm)为原料,气化剂 作为流化介质自下而上经过床层,使原料处于剧烈的搅动和返混中完成气化。气流床则 是以粉煤或水煤浆(<0.1mm)为原料,气化剂以高速气流携带喷入气化炉内,也可将煤粉 先制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内,煤料在高温环境下与气化剂发生燃烧和气化反 应。目前我国应用的煤气化工艺以固定床(常压间歇)与气流床(加压连续)为主,其 中固定床间歇气化工艺曾是我国合成氨的主要生产工艺,至今仍占有我国合成氨产能的 近 40%。但是从原料端来看,固定床以无烟煤为原料,价格明显高于气流床的烟煤、褐 煤,且煤炭转化效率和有效气占比更低,综合原材料成本显著高于气流床路线。
其次从气化技术来看,气化炉的选择是关键,其中在水煤浆气化中,多喷嘴对置式 气化炉在气化效率、比煤耗/比氧耗等方面具备优势。根据进料形式不同,气流床可分为 干法进料(干粉煤气流床)和湿法进料(水煤浆气流床),其中水煤浆气化是目前的主流 工艺。根据气化炉选择的不同,水煤浆气化又可以分为 GE 炉、清华炉、多喷嘴对置式 气化炉等,其中多喷嘴对置式气化炉是目前国内最先进的水煤浆气化技术之一,该技术 比煤耗、比氧耗均低于 GE 炉,碳转化率可达 98%,有效气占比达 82~86%。
(2)加工制造成本包括能耗成本、折旧成本、直接人工成本、环保处理成本等, 其中能耗和折旧最为关键。公司采用的水煤浆气化工艺折旧成本较高、但能耗优势突出, 公司一方面通过技术改造升级,持续优化燃煤消耗,保持“能效领导者”地位,另一方 面通过规模化升级,不断降低单位投资额,综合加工成本维持行业领先。
能耗成本主要指煤耗(或蒸汽消耗)和电耗,传统的固定床工艺通常采用常压气化, 耗电量巨大,而水煤浆气流床采用加压气化,虽然需要使用更多的蒸汽,但电耗大大降 低。参照华鲁恒升在 2015 年发布的环评报告,公司使用 4 台最新的洁净水煤浆气化炉, 对先前的 14 台固定床间歇气化炉和 1 台年份较久的水煤浆气化炉进行等量替换,其中 单位合成气综合能耗从 0.929kg 标煤/m3 合成气,降至 0.818kg 标煤/m3合成气。
折旧主要取决于单位投资,由于气流床工艺对于气化系统、空分系统等要求较高, 因此对应的单位投资额更大。但是气流床工艺更容易做大规模,且单位投资存在明显的 规模经济性,企业可以通过大型化来降低折旧成本。参考《间歇式固定床气化技术经济 分析》,当合成氨装置规模分别为 30/40/50 万吨时,对应的吨氨投资分别为 5143/4706/4496 万元。此外,从华鲁恒升的环评报告中,也能够看到规模化效应带来的 单位投资下降,其中 2015 年的德州基地升级改造项目,有效气规模为 170604Nm3/h, 单位投资为 1.66 万元/ Nm3/h,2021 年的荆州基地园区气体动力平台项目,有效气规模 为 538000/ Nm3/h,单位投资为 1.10 万元/ Nm3/h,降幅达 34%。
此外,公司采用的洁净水煤浆工艺对环境更为友好,能够显著降低三废排放,从而 减少三费处理费用。根据公司 2015 年发布的环评报告,通过对原有气化装置的替换, 废气排放量合计减少 74624.8 万 m3 /年,废水排放量合计减少 72.8 万 m3 /年,固废产生 量减少 1.134 万吨/年,减排效果突出。
(3)开工率对于连续性生产企业影响重大,开工率提升可以摊薄单位固定成本。 影响开工率的因素比较多,其中最主要的包括装置的负荷弹性、稳定运行能力、成本竞 争力等。公司采用的多喷嘴对置式水煤浆气化技术与单喷嘴顶置的气化炉相比,在处理 能力上有很大的优势,操作弹性大、增减负荷方便,最高操作负荷可达 125%。从历史 经营情况来看,公司凭借对于生产工艺的深度理解、以及精益化的生产管理,合成气下 游产品长期保持着远超行业的负荷水平。
(4)综合造气成本对比:得益于原料成本和能耗成本上的突出优势,气流床路线 的吨氨制造成本较固定床低 200 元以上,同时与其他气流床路线企业相比,公司在能效 控制方面也具备极强的竞争优势。根据工信部公布的 2020 年重点用能行业能效“领跑 者”企业名单,华鲁恒升的合成氨单位产品综合能耗仅为 1275 千克标煤/吨,显著低于 1550 千克标煤/吨的行业基准水平,如果按 800 元/吨的标煤价格计算,对应的超额成本 优势达 220 元/吨。《间歇式固定床气化技术经济分析》统计了 2016-2018 年期间 20 家煤 化工企业的合成氨实际生产成本,结果显示华鲁恒升的吨氨成本为 1365 元/吨,为样本 企业中最低。
2.2. 护城河之二:精益化管理
大宗化工品拼到最后比的就是成本,而成本控制除了来自于先天的资源禀赋之外 (如毗邻煤矿产地、水电成本更低、装置更先进等),仍有相当一部分来自于后天管理, 尤其是对于煤化工这种工艺流程复杂、能耗和投资强度差别大、需要长周期稳定运行的 装置而言,企业之间可以存在巨大的成本方差。 长期以来,华鲁恒升都被市场冠以“红海之王”的称号,背后体现的就是对其精益 化管理能力的认可,2021年公司更是被国务院国资委评为山东省唯二的管理标杆企业。 在实际生产中,公司实施对标管理,将工艺、消耗、设备运行等指标分解细化,逐一对 标行业标杆找差距、定措施,并持续开展节能降耗和技改升级,每年降本增效超过 3 亿 元。以醋酸装置为例,公司初期引入工艺包时规模仅为 20 万吨,但公司通过持续的优 化改造,在主装置没有淘汰的基础上,将规模提升至了 60 万吨,并且质量、能耗等指 标均达到行业先进水平。另外在成本控制上,公司不断完善原材料利用、“三废”利用和 热能利用,从采购、生产、销售、资金等多个环节着手控制费用,得益于此,公司主要 产品完全成本较行业均值低 15%以上,期间费用率显著低于同业。

管理的核心是管人,好的企业文化和激励机制是激发员工效能的根本。公司长期追 求高效精简的员工队伍,并高度重视员工激励,人效指标长期领跑同业。(1)作为山东 省首家获批实施股权激励计划的省属上市企业,华鲁恒升自 2015 年以来连续实施了三 期股权激励计划,基本覆盖了全部管理团队及核心技术骨干,且激励规模逐步扩大,其 中 2022 年华鲁恒升推出了第三期激励计划,覆盖人数提升至 190 人(较二期+30 人), 持股数量提升至 1320 万股(较二期+687 万股)。公司通过股权激励手段与员工实现了利 益绑定,自实施股权激励以来,华鲁恒升骨干员工无一人离职。(2)除此之外,公司高 度重视人效管理,一方面实行市场化薪酬,落实全员绩效考核制度,另一方面搭建起完 善的人才梯队建设机制,打造了一支年龄和学历结构合理、人员规模适中、技能水平高 超、业务综合能力强的工程师队伍。截至 2022 年,公司共有员工 5226 人,其中人均创 收/人均创利/人均薪酬分别为 579 万元/120 万元/29 万元,在 59 家农化制品类企业中(参 照申万 2021 二级行业分类),分别位列第 3 位/第 2 位/第 2 位。
2.3. 护城河之三:柔性多联产
柔性多联产的目的在于增效,其核心思路是高毛利产品保持高开工,其余产品动态 调整负荷,在上游造气平台总产量稳定的前提下,动态调节合成气去向,以实现整个生 产体系效益的最大化。 具体上看,柔性的思路主要体现在两个方面:(1)一是横向上构建了氨醇平台体系, 能够做到“宜氨则氨、宜醇则醇”。公司上游原料来自于气化装置和空分装置,主要是 CO、H2、N2、CO2等,直接下游包括合成氨、甲醇、丁辛醇等产品。公司可以根据氨醇 产品的相对价格情况,灵活调节合成气的去向,比如当甲醇价格较低、而合成氨价格较 高时,公司可以将更多的合成气用于合成氨,再通过外购甲醇的方式满足下游生产。(2) 二是纵向上打造了柔性一体化产业链,中间品既可以深加工、也可直接对外销售。公司 目前共有肥料、有机胺、醋酸、新材料四大业务板块,合计产品种类(包括各类中间产 品)达四十余种,各产品既可以作为原材料深加工,也可以直接作为化工品销售,在产 品比例上有很大的调节空间。以甲醇产业链为例,当甲醇效益较好、而 DMF 亏损时, 公司可以通过直接外售甲醇的方式获利。以乙二醇产业链为例,公司可以通过柔性一体 化方式,灵活调节乙二醇、DMC、草酸产品的比例,以实现效益最大化。